ZDOLNOŚCI REGENERACYJNE DRZEW I ICH ODPORNOŚĆ NA USZKODZENIA W ŚRODOWISKU MIEJSKIM

Transkrypt

1 Zdolności regeneracyjne drzew i ich odporność na uszkodzenia... A R T Y K U Y Człowiek i Środowisko 32 (1-2) 2008, s Marzena Suchocka ZDOLNOŚCI REGENERACYJNE DRZEW I ICH ODPORNOŚĆ NA USZKODZENIA W ŚRODOWISKU MIEJSKIM ABSTRAKT Uszkodzenia mechaniczne drzew miejskich nie są rzadkością. Mogą one dotyczyć systemu korzeniowego, pnia lub korony. Uszkodzenia związane z ruchem kołowym, oberwane gałęzie lub nasypanie wierzchniej warstwy terenu może obniżyć wartość drzewa. Granica pomiędzy zniszczeniem a uszkodzeniem drzewa, pomiędzy szkodą całkowitą i częściową jest często niejednoznaczna, a stwierdzenie i ocena szkody wiąże się na ogół z decyzją o pozostawieniu lub usunięciu drzewa. W tym kontekście niezwykle ważna jest analiza czynników wpływających na możliwości regeneracyjne uszkodzonego drzewa. Problemy związane z uszkodzeniami mechanicznymi drzew Reakcje drzew na uszkodzenia są niejednakowe i w zależności od wielu czynników (np. zakresu i czasu trwania uszkodzeń) mogą to być reakcje natychmiastowe, powodujące nieoczekiwaną śmierć drzewa po jednym lub kilku latach, lub reakcje powolne (zamieranie przez kilkanaście, kilkadziesiąt lat, prowadzące do całkowitego uschnięcia drzewa). Ostatni wariant jest najbardziej powszechny i jednocześnie najtrudniejszy do udowodnienia w aspekcie relacji przyczynowo-skutkowych (Coder, 1996). 5

2 Marzena Suchocka Drzewa reagują na zmiany środowiska we właściwy dla siebie sposób. W pewnych granicach, które uzależnione są od warunków siedliskowych, są to normalne reakcje przystosowawcze (Białobok, 1989). Odchylenia od normalnego wyglądu lub normalnych przejawów życia mogą być określone jako objawy chorobowe lub uszkodzenia. Uwidaczniają się one w stopniowych zmianach kształtu i barwy igieł bądź liści, związanych z niewidocznymi, ale mierzalnymi zmianami przemiany materii. W zaawansowanych stadiach chorobowych mogą obumierać poszczególne części drzew (gałęzie, konary, korzenie, pień) lub całe drzewa. Opis symptomów i diagnoza choroby mogą być szczególnie trudne, ponieważ procesy chorobowe są długotrwałe, przy czym najróżniejsze czynniki mogą oddziaływać w sposób złożony równocześnie lub jeden po drugim. Możliwość reagowania na wpływy rozmaitych czynników różnymi, zewnętrznie widocznymi objawami, jest u drzew z natury ograniczona. Oznacza to, że np. w przypadku późnych stadiów chorobowych oraz w wypadku drzew martwych wiele symptomów rozpatrywanych oddzielnie ma charakter niespecyficzny. W związku z tym dla diagnozy niezwykle istotne jest obserwowanie wczesnych stadiów, które często są bardziej zróżnicowane i specyficzne. Balder (1997) wymienia następujące możliwe uszkodzenia i anomalie dotyczące drzew: liście: zmiana koloru liści (wszystkich, części), objawy zamierania, nekrozy, zgnilizny, zrzucanie liści, zmiana formy, deformacje, narośla tkankowe, uszkodzenia mechaniczne (uszkodzenia kłujące, szkody związane z żerowaniem); uszkodzenia pędów: skrócenie długości przyrostów, uszkodzenia mechaniczne; uszkodzenia pnia: uszkodzenia łyka, zniszczenie drewna, choroby powodujące więdnięcie; uszkodzenie korzeni: uszkodzenia kory, mechaniczne uszkodzenia w zasięgu systemu korzeniowego, obumarcie. Prawie każde uszkodzenie z wymienionych grup może być powodowane przez różne czynniki, czasami działające razem. Aby rozwój drzewa przebiegał prawidłowo, drzewo powinno rosnąć we właściwym dla siebie siedlisku, a energia wytworzona w procesie fotosyntezy powinna być zużyta na procesy wzrostu a nie obrony. Jednak w warunkach miejskich uszkodzenia mechaniczne są powszechne. Drzewa w obliczu powtarzających się stresowych sytuacji, takich jak uszkodzenia mechaniczne, zasolenie, susza miejska, ubicie powierzchni gleby i wiele innych, muszą stosować strategie obrony zamiast koniecznej strategii wzrostu (Szczepanowska, 2001). 6

3 Zdolności regeneracyjne drzew i ich odporność na uszkodzenia... Witalność pełna Witalnonść dostateczna Witalność niedostateczna Śmierć Strategia wzrostu Strategia obrony Granica naturalnej tolerancji Strategia przeżycia Granica tolerancji obniżana przez stresy Rys. 1. Odporność drzew poddanych powtarzającym się czynnikom stresogennym (modyf. Siewniak, 1990) Uszkodzenia mechaniczne uwzględniane są zazwyczaj w trakcie oceniania kondycji drzew, jednak istnieją metody, które przeznaczone są do ich oceny bezpośrednio. Zazwyczaj powstanie systemów waloryzacji uszkodzeń mechanicznych wiązało się z koniecznością monitorowania wpływu uszkodzeń na terenach budowlanych lub w wypadku miejsc, gdzie drzewa są narażone na utratę lub uszkodzenie tkanek i organów (np. drzewa przyuliczne). Ocena uszkodzeń mechanicznych jest również istotna w kontekście zagrożeń, które mogą powodować uszkodzone drzewa. Uszkodzenia (szkody częściowe) często towarzyszą pracom budowlanym, co za tym idzie najczęściej uwzględnianie są w metodach dotyczących zarządzania drzewostanem na terenach budowlanych. Niezależnie od tego w niektórych metodach oceny kondycji drzew jest również uwzględniany czynnik uszkodzeń mechanicznych (jak np. formularz oceny kondycji CITY GREEN, programu służącego do wyceny korzyści z drzew). W formularzu tym obcięcie systemu korzeniowego traktowane jest jako znaczące pogorszenie kondycji drzewa i odzwierciedla się to w przyznaniu punktów ujemnych (przykład punktacji przy ocenie systemu korzeniowego i gałęzi drzewa: brak uszkodzeń 10 pkt., rozległa część systemu korzeniowego obcięta 10 pkt., konary u nasady pnia zdrowe 10 pkt., rejon nasady gałęzi uszkodzenia 15 pkt.). Przy ocenie uszkodzeń systemu korzeniowego ogromne znaczenie mają sytuacje pośrednio uszkadzające korzenie, np. sytuacja, kiedy korzenie nie są obcięte, ale odkryte na powierzchni przesychają i obumierają. Przy ocenie należy również brać pod uwagę fakt, że korzenie drzew w miastach rosną przeważnie niesymetrycznie w stosunku do rzutu korony w związku z barierami rozwoju, które napotykają w warunkach miejskich (Coder, 1996; Szczepanowska, 2001). 7

4 Marzena Suchocka Każda metoda w inny sposób ujmuje ocenę uszkodzeń mechanicznych drzew. Zestawienie uwzględnianych czynników i sposobów oceny podane jest w dalszej części artykułu. W zakresie uszkodzeń mechanicznych przeanalizowane zostało 8 metod, z czego 7 metod oceny uszkodzeń mechanicznych do tego celu stworzonych oraz jedna z metod oceny kondycji, uwzględniająca czynnik uszkodzeń mechanicznych. W tabeli 1 znajduje się ich charakterystyka porównawcza. Tabela 1. Zestawienie wybranych metod oceny uszkodzeń mechanicznych drzew Cechy drzewa Elementy drzewa Element siedliska Analizowane metody całość drzewa * pień korona system korzeniowy kołnierz korzeniowy (60 cm gruntu od pnia i 1,2 m w górę) nabiegi korzeniowe baza pnia pod koroną konary kora drewno pień złamanie, skręcenie, pęknięcie, wygięcie czynniki deformujące kształt systemu korzeniowego zdjęcie wierzchniej warstwy gleby (do 30 cm) nasypanie warstwy gleby ubicie/zeskorupienie gleby dostępność wody magazynowanie w zasięgu systemu korzeniowego/zanieczyszczenia budowlane 8

5 Zdolności regeneracyjne drzew i ich odporność na uszkodzenia... Cechy drzewa Co się ocenia? Analizowane metody % powierzchni/% obwodu uszkodzenia w stosunku do obwodu pnia % uszkodzenia korony % uszkodzenia korzeni % uszkodzenia całego drzewa hierarchia uszkodzeń z zaznaczeniem najistotniejszego skrócenie wieku drzewa nawarstwianie się czynników szybkość reakcji drzewa (natychmiastowa/z opóźnieniem) długość trwania uszkodzenia możliwość usunięcia szkody przez cięcia pielęgnacyjne Okres obserwacji/monitoring (pojawienie się posuszu po uszkodzeniu) Pomiar (skala oceny) w punktach liczba stopni w procentach/współczynnik dozwolona liczba (martwych konarów, ran) nieprzekraczalne krytyczne progi (powierzchnia uszkodzeń, odległość wykopów) bezpośrednia wycena monetarna klasy uszkodzeń zgodnie z wagą uszkodzeń Metoda oględziny fachowe obserwacja symptomów (VTA) pomiar za pomocą prostego sprzętu Oceniane metody: 1. Metoda Kocha (1997) 2. Construction Damage Assessment (1996) 3. Best Managment Practices (1995) 4. VSSG (1987) 5. Bernatzky (1987) 6. Damage Evaluation (ISA, 2007) 7. CITY GREEN (2000) 9

6 Marzena Suchocka Jak wynika z tabeli uszkodzenia mechaniczne oceniane są w różny sposób i przy uwzględnieniu różnych czynników. Grube gałęzie, drobne gałązki STREFY STRUKTURALNE Podstawa konarów strukturalnych Baza pnia pod żyjącą koroną Główny pień Kołnierz korzeniowy Powierzchnia "talerza" korzeniowego Rys. 2 Ważniejsze strefy lokalizacji uszkodzeń z wyszczególnieniem miejsc podlegających ocenie (Coder K.D. 1996) Część metod oceny uwzględnia szczegółowo stopniowy spadek wartości drzewa na podstawie wielkości uszkodzeń mechanicznych. W każdej z tych metod wskazany jest próg graniczny, którego przekroczenie powoduje zalecenia usunięcia drzewa (szkoda całkowita). W metodach tych wskazany jest procentowy rozmiar uszkodzeń/utraty (pnia, korony, systemu korzeniowego), których wystąpienie powoduje obumarcie drzewa na skutek uszkodzeń w krótkim okresie. W tabeli 2 pokazane zostało zestawienie progów krytycznych szkód całkowitych, zaczerpnięte z wybranych metod. 10

7 Zdolności regeneracyjne drzew i ich odporność na uszkodzenia... Tabela 2. Wartości krytyczne długości poprzecznej uszkodzenia pnia (%) w stosunku do obwodu pnia drzewa wg wybranych metod Nazwa metody Procentowe uszkodzenie obwodu pnia z oznaczeniem progu szkody całkowitej VSSG ISA Bernatzky CDA * * Próg, w którym uszkodzenie drzewa uznawane jest za uszkodzenie prowadzące do śmierci drzewa, jest tu obniżony ze względu na to, że drzewa o uszkodzeniu pnia powyżej 30% obwodu uznawane są za drzewa zagrażające. Tabela 3. Wartości krytyczne uszkodzenia procentowego korony w stosunku do całości korony wg wybranych metod Nazwa metody VSSG Koch ISA Bernatzky Procent uszkodzonych gałęzi w stosunku do całości korony drzewa uznawany za uszkodzenie powodujące śmierć drzewa Tabela 4. Wartości krytyczne procentowego uszkodzenia powierzchni systemu korzeniowego Nazwa metody VSSG Koch ISA Procent uszkodzenia systemu korzeniowego uznawany za uszkodzenie powodujące śmierć drzewa Procentowa wielkość uszkodzenia, przy którym drzewo uznawane jest za bezwartościowe Umiarkowane szanse na przeżycie drzewa w metodzie zalecane jest usunięcie 11

8 Marzena Suchocka Jak wynika z zestawień (tab. 2, 3, 4), progi krytyczne stopnia uszkodzenia korony, pnia i powierzchni systemu korzeniowego, powodujące obumarcie drzewa, są w analizowanych metodach podobne. Z bliższej analizy metod wynika, że spadek wartości drzewa i jego szans przeżycia następuje nieproporcjonalnie do wzrostu wielkości uszkodzenia. Spadek wartości w miarę powiększania się zasięgu uszkodzenia zwiększa się nieproporcjonalnie, aż do osiągnięcia progu krytycznego, np. uszkodzenie 20% korony to spadek 20% wartości drzewa, natomiast uszkodzenie 40% korony to spadek 70% wartości drzewa. Należy jednak pamiętać, że każde drzewo inaczej reaguje na uszkodzenia w zależności od gatunku, wieku, stanu zdrowotnego i lokalizacji (Koch, 1997). Fazy rozwojowe drzewa a jego odporność na uszkodzenia O ile fazy wzrostu (czyli powiększanie się organów wegetatywnych) są dobrze poznane, o tyle wyodrębnienie faz rozwojowych jest znacznie bardziej problematycznym zjawiskiem. Zazwyczaj wyodrębniane są w życiu drzewa trzy kolejne okresy: młodociany, dojrzałości i starzenia się (Bartosiewicz i Siewniak, 1976; Balder, 1997; Szczepanowska, 2001). Koch (1997) wyodrębnia jeszcze dodatkowo w przypadku drzew nowo sadzonych okres adaptacji się drzewa, kiedy potrzebuje ono szczególnej pielęgnacji. Okres młodociany rozpoczyna się od wykiełkowania nasienia i trwa do uzyskania zdolności owocowania (tab. 5). Drzewa odznaczają się wtedy szybkim wzrostem. Kulminacja przyrostu przypada na koniec okresu młodocianego. W tym okresie drzewa lepiej znoszą ocienienie i zanieczyszczenie powietrza, są jednak wrażliwe na przymrozki i susze. Natomiast w końcu okresu młodocianego zdolność korzenienia oraz gojenia ran jest największa, a co za tym idzie, największa jest odporność drzew na uszkodzenia mechaniczne korony, pnia i korzeni. W okresie dojrzałości zmniejsza się tempo wzrostu drzew oraz intensywność procesów życiowych (żywotność) i zdolność przystosowawcza do zmieniających się warunków otoczenia. Drzewa zaczynają owocować. W okresie starzenia się przyrost i owocowanie ulegają stopniowo zwolnieniu, aż do całkowitego zahamowania. Drzewa tracą zdolność przystosowywania się do zmian w środowisku. Rozpoczyna się powolne obumieranie, z reguły począwszy od drobnych gałązek (Szczepanowska, 2001; Bartosiewicz i Siewniak, 1976). 12

9 Zdolności regeneracyjne drzew i ich odporność na uszkodzenia... Wpływ fazy rozwojowej, w której znajduje się drzewo, na jego zdolności regeneracyjne powinien zostać uwzględniony w ocenie wagi uszkodzeń mechanicznych. Poza wskazówkami, takimi jak termin początku kwitnienia drzew lub pojawianie się suchych gałęzi, Brenatzky (1987) proponuje zwrócić szczególną uwagę na drzewa o obwodzie pnia powyżej 1 m, w przypadku których mogą wystąpić problemy z gojeniem ran. Wielu autorów podaje potencjalną długość życia drzew, jednak okres, kiedy osobniki tego samego gatunku zaczną wykazywać symptomy zamierania, może być uzależniony od warunków środowiska. Drzewa rosnące w trudnych warunkach miejskich zazwyczaj wcześniej wchodzą w stan dojrzałości, starości, a następnie zamierania (Szczepanowska, 2001). Tabela 5. Długość życia drzew w miastach i w warunkach naturalnych, z uwzględnieniem wieku rozpoczęcia kwitnienia (wg: Szczepanowska, 2001; Rokosz,1988; Balder i in., 1997; Bartosiewicz, Siewniak, 1976) Gatunek drzewa Wiek dojrzały* (w latach) Długość życia w miastach (w latach) Najwyższy osiągalny wiek (w latach) Abies alba X Acer campestre 25 X 200 Acer negundo - X 80 Acer saccharinum Acer platanoides (45-50*) ( ) Acer pseudoplatanus nie nadaje się do 600 miasta Aesculus hippocastanum Alnus glutinosa 20 X Betula verrucosa X 120 Carpinus betulus Corylus avellana 8 X 80 Corylus colurna Crataegus monogyna Fagus silvatica X ( ) Fraxinus excelsior X 250 Juglans regia - X Larix decidua X 500 Picea abies X 400 Pinus astriata - X 4600 Pinus cembra 40 X 1200 Pinus nigra X

10 Marzena Suchocka Gatunek drzewa Wiek dojrzały* (w latach) Długość życia w miastach (w latach) Najwyższy osiągalny wiek (w latach) Platanus acerifolia Populus nigra - X 300 Populus nigra Italica 25 (30-50) Populus tremula - X 150 Pseudotsuga sp. 25 X 500 Quercus robur Quercus rubra Robinia pseudoaccacia 20 (40) (80-300) Salix alba 15 X 150 Tilia platyphyllos 25 X 700 Tilia cordata Wg: Balder i in., dane dodatkowe w wypadku rozbieżności. X brak danych * Wejście w fazę wieku dojrzałego w przypadku drzew rozwijających się w warunkach normalnych lub zbliżonych do normalnych pokrywa się z okresem rozpoczęcia kwitnienia. cd. Odporność gatunkowa i szanse rozwojowe drzew W analizowanych metodach oceny uszkodzeń mechanicznych często podkreślany jest fakt, że reakcja drzewa uszkodzonego mechanicznie zależy w dużym stopniu od zdolności regeneracyjnych gatunku (Brenatzky, 1987; VSSG, 1991; Koch, 1997; Bartosiewicz, Siewniak, 1976). Drzewa starzejące się mają mniejsze zdolności regeneracyjne (orzechy, dęby), nie goją ran lub goją je w słabym stopniu (Bernatzky, 1987). Zdolności przystosowawcze do innych czynników, takich jak obniżenie poziomu wody gruntowej, jest również różne. Według Bartoszewskiego i Siewniaka (1976) lepsze zdolności przystosowawcze w tym zakresie mają drzewa liściaste w porównaniu z drzewami iglastymi. Drzewa szybko rosnące (np. niektóre gatunki klonów, topole, wierzby) zużywają więcej energii na wzrost niż na obronę w porównaniu z gatunkami wolno rosnącymi. Są one zatem bardziej podatne niż drzewa długowieczne na inwazje szkodników, procesy gnicia oraz utratę stabilności (Szczepanowska, 2001). 14

11 Zdolności regeneracyjne drzew i ich odporność na uszkodzenia... Tabela 6. Wybrane biologiczne właściwości drzew pod kątem ich zdolności regeneracyjnych po uszkodzeniach mechanicznych (na podstawie: Bartosiewicz, Siewniak, 1976; Bernatzky, 1987) Gatunek drzewa Zdolność gojenia ran Dodatkowe informacje zdolność korzenienia się szybkość wzrostu w młodości Abies alba 1/3 3 1 Acer campestre Acer negundo Acer saccharinum Acer platanoides Acer pseudoplatanus Aesculus hippocastanum Alnus glutinosa Betula verrucosa Carpinus betulus Crataegus monogyna Fagus silvatica Fraxinus excelsior Ginkgo biloba Juglans regia 1 Larix decidua 1/4 4 5 Picea abies 1/2 1 2 Picea pungens 1/3 3 3 Pinus cembra Pinus nigra Pinus silvestris 1/3 3 3 Platanus acerifolia Populus alba Populus nigra Populus nigra Italica Populus berolinensis Populus simonii Populus tremula Pseudotsuga sp Quercus robur 5 (1 w fazie starzenia) 3 3 Quercus rubra

12 Marzena Suchocka Gatunek drzewa Zdolność gojenia ran Dodatkowe informacje zdolność korzenienia się szybkość wzrostu w młodości Salix alba Sorbus aucuparia Tilia platyphyllos Tilia euchlora Tilia varsaviensis Tilia cordata Objaśnienia znaków: 1 bardzo niskie 2 niskie 3 średnie 4 wysokie 5 bardzo wysokie cd. Poza fazami rozwojowymi drzewa i jego zdolnościami regeneracyjnymi w przypadku gałęzi ważna jest również strefa korony, w której nastąpiły uszkodzenia. W metodzie wyceny Kocha (1997) uszkodzenia konarów podzielone są na klasy ze względu na ich odwracalność i możliwość regeneracji drzewa. Drobne gałęzie znajdujące się na zewnątrz korony (tzw. płaszcz korony) nie są oceniane ze względu na ich szybką regenerację. Gałęzie i konary w środkowej strefie korony regenerują się w zależności od zdolności regeneracyjnych gatunku drzewa, natomiast uszkodzenia dużych gałęzi oraz gałęzi u nasady pnia są nieodwracalne i w krótszej lub dłuższej perspektywie czasu powodują osłabienie kondycji i mogą prowadzić do śmierci drzewa. Podsumowanie Uszkodzenia mechaniczne drzew miejskich wpływają niekorzystnie na ich kondycję. Mogą również wpływać na zachwianie statyki i przez to powodować zagrożenie ludzi i mienia. Uszkodzenia mechaniczne nie mogą być jednak rozpatrywane bez uwzględnienia fazy rozwojowej drzewa oraz zdolności regeneracyjnych gatunku. Dopiero pełna ocena daje możliwość klasyfikacji uszkodzenia i podejmowania właściwych środków zaradczych. Ocena uszkodzeń mechanicznych w kontekście zdolności regeneracyjnych 16

13 Zdolności regeneracyjne drzew i ich odporność na uszkodzenia... drzewa (gatunkowych i związanych z wiekiem drzewa) pozwala w pewnym stopniu na przewidywanie okresu życia drzewa, oszacowanie zakresu i intensywności koniecznych zabiegów oraz, jeżeli to konieczne, podejmowanie decyzji dotyczących usunięcia drzewa lub jego pozostawienia. BIBLIOGRAFIA Bartosiewicz A., Siewniak M., 1976, Pielęgnowanie drzew ozdobnych. PWRiL, Warszawa Bernatzky A., 1978, Tree ecology and preservation. Elsevier, Amsterdam-Oxford- -New York Białobok S., 1989, Nasze drzewa leśne: monografie popularno-naukowe, PAN, Instytut Dendrologii, T. 21 Życie drzew w skażonym środowisku. Warszawa CITY GREEN calculating the value of nature, 2000, Appendix C; Worksheet for Evaluation Tree Condition, The American Forests Organization, Washington: ISA. 2007, Damage Evaluation w Kim D. Coder, 1996, Construction Damage Assessments: Trees and Sites. University of Georgia Ed. Watson, Gary W., 1995, Neely Dan Trees & building sites International Society of Arboriculture, Savoy, Illinois Koch W., 1997, Aktualisierte Geholtzwerttaballen, 3 Auflage, Karlsrue Szczepanowska H.B., 2001, Drzewa w mieście, Hortpress, Warszawa VSSG, 1991, Richtlinien zur Wertberechnung von Bäumen, Vereinigung Schweizerischer Stadtgartnereien und Gartenbaumarter. Bern Adres Autorki: mgr Marzena Suchocka Instytut Gospodarki Przestrzennej i Mieszkalnictwa ul. Targowa 45, Warszawa 17

14 Marzena Suchocka TREES REGENERATIVE CAPACITY AND THEIR TOLERATION OF MECHANICAL DAMAGE ON BUILT UP AREAS Summary The mechanical damages of streets trees happen very often. They can relate to roots area, trunk or branches. Damages connected with vehicular traffic, torn branches or soil fills, cats, compaction can decrease the value of the tree and it s chance for long and health live. The border between destroying or devastation, between worthless tree and injured tree isn t clear and the assessment of the damage is often connected with the decision if the tree should be cure or should be cut. In this context extraordinarily important is careful analysis of the factors which affects the possibilities of regeneration of the damaged tree. Apart from that the mechanical damages of the cites trees have unfavorable influence on their condition, can also cause loss of the stability of the tree and because of it the fall hazard and danger for people and their properties. The mechanical damages can t be analyzed apart from the development phase and ability of regeneration each species. The whole look on the tree gives opportunities to classify the damage and to chose the proper way of curing. The assessment of mechanical damages in the context of regeneration ability of the tree species and it s age allows, to a certain degree, predict the live time of the tree or to decide how to cure the tree. This knowledge can help also if the tree should be cut or has chance for long, save live. 18