Δενδροχρονολογία

 Δενδροχρονολογία

        Ο όρος  Δενδροχρονολογία δείχνει μια πολύ στενή σχέση μεταξύ των δέντρων και του χρόνου. Η λέξη προέρχεται από τις ελληνικές λέξεις «δένδρο» - δέντρο, «χρόνο» - χρόνος και «λόγος» - γνώση, και αναφέρεται σε έναν επιστημονικό κλάδο εξοπλισμένο με ένα σύνολο αρχών, τεχνικών και μεθόδων που επιτρέπουν τη χρονολόγηση των ετήσιων δακτυλίων ανάπτυξης, την εξαγωγή, τον διαχωρισμό και την ερμηνεία των πληροφοριών που περιέχουν σχετικά με τους διαφορετικούς παράγοντες που επηρέασαν την ανάπτυξή τους.

        Ο κύριος στόχος είναι η δημιουργία χρονολογιών ή κύριων χρονολογικών  σειρών (μέσες σειρές). Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητο, πρώτα, να αναγνωριστούν και να χρονολογηθούν οι δακτύλιοι, αντιστοιχίζοντας σε κάθε έναν το ακριβές ημερολογιακό έτος κατά το οποίο σχηματίστηκαν. Οι δενδροχρονολογικές σειρές επιτρέπουν την έρευνα σε πολλούς τομείς της επιστήμης, καθώς αποτελούν ένα αρχείο χρόνου και ένα αρχείο παρελθόντων γεγονότων. Επομένως, είναι επίσης πολύ χρήσιμες για τη χρονολόγηση γεγονότων που έχουν επηρεάσει δέντρα (διαταραχές) και για τη χρονολόγηση ξύλινων αντικειμένων και κατασκευών.

1.  Τα δέντρα καταγράφουν το πέρασμα του χρόνου

1.1. Μοναδικά χαρακτηριστικά των δέντρων

        Τα δέντρα είναι πολυετή φυτά με μεγάλη ποσότητα ξύλου και αυτά είναι οι μεγαλύτεροι και μακροβιότεροι οργανισμοί. Μερικά άτομα έχουν ύψος πάνω από 100 μέτρα. Επιπλέον, έχει αποδειχθεί, μετρώντας τους δακτυλίους τους, ότι ορισμένα δέντρα μπορούν να ζήσουν έως και 9.550 χρόνια, όπως συμβαίνει με την False Cypress (genus Chamaecyparis) στη Σουηδία (Η Chamaecyparis, κοινά ονόματα κυπαρίσσια ή ψευδοκύπαρισσος (για να το διακρίνει από τα σχετικά κυπαρίσσια), είναι ένα γένος genus κωνοφόρων στην οικογένεια κυπαρισσιών family Cupressaceae, (Το όνομα προέρχεται από το ελληνικό χαμάκι (αί), που σημαίνει "χαμ στη γη", και κουφαράρης (κυπσσά) για "κυπρά") .                                                                                                                                                           

        Στην Ισπανία, τα παλαιότερα ζωντανά δέντρα που βρέθηκαν είναι άτομα *Pinus nigra* (μαύρη πεύκη) ηλικίας περίπου 1.000 ετών (στην Ανδαλουσία) και *Pinus uncinata* (αγριοπεύκη) ηλικίας άνω των 800 ετών (στα Πυρηναία). (Ορεινό πεύκο, Ελβετικό ορεινό πεύκο, αγκίστρι πεύκο [Γαλλικά], Spirke [Γερμανικά], μαύρο πεύκο [Ισπανικά]. Το υποείδος uliginosa είναι τυρφώνας, Moor-Spirke [Γερμανικά], blatka ή borovice blatka [Τσεχικά], ή sosna blotna [Πολωνικά]  )                                                                                                                                      

        Η μακρά ζωή των δέντρων και οι μεγάλες διαστάσεις τους οφείλονται στη συνεχή ανάπτυξη σε ήδη σχηματισμένες δομές και στο γεγονός ότι τα δομικά υλικά, όπως η κυτταρίνη και η λιγνίνη, είναι πολύ ανθεκτικά στην αποσύνθεση. Επιπλέον, είναι ακίνητοι οργανισμοί και περνούν ολόκληρη τη ζωή τους εκεί που γεννιούνται, καταγράφοντας γεγονότα που μπορεί να έχουν επηρεάσει τις διαδικασίες ανάπτυξής τους.

1.2. Η ανάπτυξη των δέντρων

        Η ανάπτυξη των δέντρων, όπως και όλων των οργανισμών, είναι μια βιολογική διαδικασία που περιλαμβάνει αύξηση του μεγέθους με την πάροδο του χρόνου. Η ανάπτυξη συμβαίνει λόγω του σχηματισμού, της διαφοροποίησης και της επέκτασης νέων κυττάρων που σχηματίζουν ιστούς και όργανα. Αύξηση είναι η αύξηση του μεγέθους με την πάροδο του χρόνου λόγω της ανάπτυξης. Η ανάπτυξη των δέντρων και των ξυλωδών φυτών γενικά συμβαίνει λόγω της δραστηριότητας των πρωτογενών και δευτερογενών μεριστωμάτων, τα οποία είναι ιστοί που αποτελούνται από αδιαφοροποίητα κύτταρα ικανά να διαιρούνται και να παράγουν νέα κύτταρα. Τα πρωτογενή μεριστώματα είναι υπεύθυνα για την ανάπτυξη σε ύψος και τα δευτερογενή μεριστώματα είναι υπεύθυνα για την ανάπτυξη σε πλάτος (πάχος). Το δευτερογενές μερίστωμα που οδηγεί σε ανάπτυξη σε πάχος, μέσω της συσσώρευσης ξύλου, που ονομάζεται κάμβιο. Είναι ένα λεπτό στρώμα κυττάρων που περιβάλλει το δέντρο κάτω από τον φλοιό του κορμού, των κλαδιών και των ριζών. Η δραστηριότητά του έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό διαδοχικών στρωμάτων ξύλου (ξύλωμα) στο εσωτερικό και φλοίωμα στο εξωτερικό, τα οποία, με την πάροδο του χρόνου, θα γίνουν μέρος του φλοιού.

 

        Στα δεξιά, η ξύλινη δομή ενός κορμού βελανιδιάς σε τρία τμήματα: εγκάρσια, ακτινική και εφαπτόμενη. Το πιο σκούρο μέρος του εσωτερικού είναι το εγκάρδιο ξύλο, το οποίο περιβάλλεται από ένα ανοιχτότερο στρώμα, το σομφό. Οι δακτύλιοι δείχνουν την τυπική ομόκεντρη διάταξη γύρω από την εντεριώνη (heartwood) (εγκάρσια τομή).                                                                                                           

        Στα αριστερά, μια μεγέθυνση του εξωτερικού μέρους του κορμού. Το κάμβιο βρίσκεται ανάμεσα στο ξύλο και τον φλοιό. Ο τελευταίος δακτύλιος που σχηματίζεται είναι αυτός που βρίσκεται ακριβώς κάτω από τον φλοιό.                         

        Οι πόροι που παρατηρούνται στην αρχή των δακτυλίων είναι τα αγγεία του συστήματος αγωγιμότητας του ακατέργαστου χυμού. Αυτός ο τύπος δομής αντιστοιχεί σε πορώδη δακτυλιοειδή ξύλα.                                                                  

Πηγή: Microscopic Wood Anatomy (wsl.ch).

 

1.3. Ο σχηματισμός των δακτυλίων: Το Ετήσιο Χρονικό Αρχείο

        Ωστόσο, η ανάπτυξη των δέντρων, όπως κάθε διαδικασία ανάπτυξης, δεν είναι συνεχής και σταματά σε κάποιο σημείο λόγω περιορισμών που επιβάλλονται από εσωτερικούς ή/και εξωτερικούς παράγοντες, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό δακτυλίων. Σε πολλές περιοχές του πλανήτη με έντονη η απότομη κλιματική μεταβολή λόγω εποχικότητας, τα δέντρα διακόπτουν την ανάπτυξη κατά τη διάρκεια δυσμενών περιόδων και συνεχίζουν όταν οι κλιματικές συνθήκες γίνουν ξανά ευνοϊκές. Αυτό το ετήσιο μοτίβο δραστηριότητας και ηρεμίας σημειώνεται στη δομή του ξύλου με τη μορφή ομόκεντρων ετήσιων στρωμάτων που, σε μια διατομή, εμφανίζονται ως δακτύλιοι.                                                                                                                             

        Κατά τον σχηματισμό του ετήσιου δακτυλίου, η παραγωγή νέων κυττάρων ξυλώματος (ξύλου) είναι ταχεία στην αρχή, μειώνεται καθώς προχωρά το καλοκαίρι και τελικά σταματά όταν οι θερμοκρασίες πέφτουν ξανά.                                

        Αυτές οι διαφορές στον ρυθμό σχηματισμού κυττάρων αντικατοπτρίζονται επίσης στα χαρακτηριστικά του δακτυλίου ξύλου. Επομένως, λόγω των  διακυμάνσεων στον ρυθμό σχηματισμού δακτυλίων, τα κύτταρα που αποτελούν το ξύλο του αρχικού δακτυλίου είναι διαφορετικά από τα κύτταρα του ξύλου του τελικού δακτυλίου, γι' αυτό και πολλά είδη δέντρων συχνά εμφανίζουν δύο διακριτές ζώνες στον ετήσιο δακτύλιό τους.

1.4. Τύποι δακτυλίων: ανατομία ξύλου

        Στα κωνοφόρα ή γυμνόσπερμα (πεύκα, έλατα κ.λ.π.), το ξύλο του αρχικού δακτυλίου είναι πιο ανοιχτόχρωμο και αποτελείται από μεγαλύτερα κύτταρα (τραχειοειδή) με λεπτά κυτταρικά τοιχώματα. Από την άλλη πλευρά, το ξύλο του τελικού δακτυλίου είναι πιο σκούρο και σχηματίζεται από μικρότερα κύτταρα με παχύτερα κυτταρικά τοιχώματα. Σε αυτά τα είδη, σχεδόν όλο το ξύλο (95%) αποτελείται από τραχειοειδή, αλλά οι διαφορές στο μέγεθος και το χρώμα μεταξύ του ξύλου του τελικού δακτυλίου και αυτού του επόμενου αρχικού δακτυλίου επιτρέπουν την αναγνώριση και τη χρονολόγηση των δακτυλίων.

        Δείγμα ξύλου κολλημένου, γυαλισμένου και χρονολογημένου σε ξύλινη βάση. Το τελευταίο έτος ανάπτυξης, το οποίο δεν έχει ακόμη ολοκληρωθεί, είναι το 2003, ακριβώς κάτω από τον φλοιό. Κάθε ετήσιος δακτύλιος ανάπτυξης αντιστοιχεί σε μια πρώιμη ζώνη ξύλου (ανοιχτόχρωμη ζώνη) και μια όψιμη ζώνη ξύλου (σκουρόχρωμη ζώνη). Μπορεί να παρατηρηθεί μεταβλητότητα στο πάχος των δακτυλίων (οι τελευταίοι 6 έχουν επισημανθεί), καθώς και στο πάχος του πρώιμου και όψιμου ξύλου. Η παρουσία σκούρων ζωνών μέσα σε ορισμένους δακτυλίους είναι επίσης αισθητή. Αυτές οι ζώνες σχηματίζονται λόγω της διακοπής της ανάπτυξης κατά τη διάρκεια της ευνοϊκής περιόδου, συνήθως λόγω λειψυδρίας.

        Η δομή των δακτυλίων στα αγγειόσπερμα, τα πλατύφυλλα δέντρα, είναι πιο περίπλοκη επειδή η ποικιλομορφία των κυττάρων που αποτελούν το ξύλο είναι μεγαλύτερη από ό,τι στα κωνοφόρα. Διακρίνονται τρεις κύριες ομάδες:

·    Πρώτον, είδη με δακτυλιοειδή πορώδη υφή, όπως οι βελανιδιές και οι καστανιές, των οποίων το αρχικό ξύλο διαφέρει από το τελικό ξύλο λόγω των μεγάλων αγώγιμων αγγείων που σχηματίζονται στην αρχή της περιόδου ανάπτυξης.

·     Δεύτερον, είδη με ημιδιάχυτη πορώδη υφή, όπως η οξιά, όπου το μέγεθος των αγγείων μειώνεται προοδευτικά.

·      Και τρίτον, είδη με διάχυτη πορώδη υφή, όπως η λεύκα, των οποίων τα αγγεία έχουν πολύ παρόμοιες διαμέτρους σε όλο τον δακτύλιο. Σε όλες τις περιπτώσεις, οι ετήσιοι δακτύλιοι είναι διακριτοί λόγω των διαφορών μεταξύ του αρχικού ξύλου και του τελικού ξύλου σε ορισμένες περιπτώσεις ή λόγω του σχηματισμού διαφορετικών κυττάρων στο άκρο του δακτυλίου, τα οποία είναι διακριτά και σηματοδοτούν το άκρο του δακτυλίου.

 

        Διατομές ξύλου από διαφορετικά είδη, όπου είναι δυνατόν να παρατηρηθεί η δομή των δακτυλίων ανάπτυξης.Τα σχήματα (1) και (2) αντιστοιχούν σε αγγειόσπερμα με πορώδη δακτυλίους, όπου τα αγγεία είναι μεγαλύτερα στην αρχή του δακτυλίου.                                                                                                                     

        Τα σχήματα (3) και (4) είναι αγγειόσπερμα με διάχυτο δακτύλιο, με το μέγεθος των αγγείων αρκετά παρόμοιο σε όλο τον δακτύλιο, και η ετήσια ανάπτυξη χαρακτηρίζεται από τα τελικά κύτταρα που είναι στενότερα.                                               

        Τα σχήματα (5) και (6) ανήκουν σε αγγειόσπερμα με ημιδιάχυτο δακτύλιο, όπου το μέγεθος των αγγείων μειώνεται προοδευτικά από την αρχή προς το τέλος του δακτυλίου.                                                                                                               

    Τα σχήματα (7) και (8) προέρχονται από γυμνόσπερμα, στα οποία σχεδόν όλο το ξύλο αποτελείται από τραχειοειδή. Ορισμένες από αυτές τις εικόνες ελήφθησαν από τους Schoch et al. (2004).

1.5. Ο ρυθμός της ανάπτυξης: εύκρατες, τροπικές και μεσογειακές περιοχές

        Στις εύκρατες και ψυχρές περιοχές, η περίοδος ανάπτυξης ορίζεται σαφώς λόγω της μεγάλης ετήσιας διακύμανσης της θερμοκρασίας. Σε αυτές τις περιοχές, η περίοδος ανάπτυξης είναι σύντομη και συνήθως εκτείνεται από τα τέλη της άνοιξης έως τα τέλη του καλοκαιριού ή τις αρχές του φθινοπώρου. Ως αποτέλεσμα, οι ετήσιοι δακτύλιοι δεν είναι πολύ φαρδείς και οι διαφορές πάχους μεταξύ των δακτυλίων δεν είναι σημαντικές.

        Στις τροπικές περιοχές, η ετήσια διακύμανση της θερμοκρασίας είναι ασθενής και το ήπιο κλίμα γενικά επιτρέπει τη συνεχή ανάπτυξη καθ' όλη τη διάρκεια του έτους. Κατά συνέπεια, τα περισσότερα είδη δεν σχηματίζουν σαφώς καθορισμένους ετήσιους δακτυλίους. Μόνο τα είδη που αναπτύσσονται υπό περιβαλλοντικές συνθήκες με επίμονες εποχιακές διακυμάνσεις εμφανίζουν σαφείς ετήσιους δακτυλίους.

        Σε περιοχές με μεσογειακό κλίμα, όπως η δική μας, οι οποίες βρίσκονται μεταξύ εύκρατων ζωνών και υποτροπικών ερήμων, βρίσκουμε είδη εύκρατης και βόρειας προέλευσης, όπως πολλά κωνοφόρα (θαλάσσια πεύκη, μαύρη πεύκη, έλατο κ.λπ.) και φυλλοβόλα δέντρα (βελανιδιές, οξιές, φλαμουριές, φτελιές κ.λ.π.), καθώς και είδη υποτροπικής ή τροπικής προέλευσης.

        Μερικά από αυτά τα είδη, που θεωρούνται τυπικά μεσογειακά, περιλαμβάνουν την άμισχη δρυ Quercus faginea και την Κουκουναριά Pinus pinea. Όλα αυτά τα είδη εναλλάσσονται στο τοπίο σύμφωνα με τις έντονες κλιματικές διαβαθμίσεις που υπάρχουν, τόσο ως προς το υψόμετρο όσο και ως προς το γεωγραφικό πλάτος. 

            Υπό τυπικές μεσογειακές κλιματικές συνθήκες, η ανάπτυξη των δέντρων περιορίζεται από τις χαμηλές χειμερινές θερμοκρασίες και  τη λειψυδρία το καλοκαίρι.  Έτσι, η άνοιξη και το φθινόπωρο είναι συνήθως οι πιο ευνοϊκές εποχές ανάπτυξης. Αυτή η εποχικότητα καθορίζει έναν διτροπικό ρυθμό στη δραστηριότητα του καμβίου, ο οποίος αντικατοπτρίζεται στη δομή των δακτυλίων ανάπτυξης, εμφανίζοντας ενδοετήσιες ζώνες (ψευδείς δακτύλιοι), καθιστώντας δύσκολη την αναγνώριση και τη χρονολόγηση των ετήσιων δακτυλίων.

Επιπλέον, επειδή οι θερμοκρασίες είναι υψηλές για πολλούς μήνες, η καλλιεργητική περίοδος μπορεί να είναι πολύ μεγάλη και, εάν οι βροχοπτώσεις είναι άφθονες και καλά κατανεμημένες καθ' όλη τη διάρκεια του έτους, οι δακτύλιοι μπορεί να είναι ευρείς. Ωστόσο, λόγω της υψηλής διαετούς και ενδοετούς κλιματικής μεταβλητότητας, υπάρχουν επίσης μεγάλες διαφορές στο πάχος των δακτυλίων. Συγκεκριμένα, εάν οι βροχοπτώσεις είναι σπάνιες ή κακώς κατανεμημένες καθ' όλη τη διάρκεια του έτους, οι δακτύλιοι θα είναι στενότεροι.

        Δακτύλιοι δέντρων με αριά (Quercus ilex, Garraf-Barcelona). Σημειώστε τη δυσκολία στην αναγνώριση των δακτυλίων. Επιπλέον, μέσα σε κάθε δακτύλιο, υπάρχουν αρκετές ζώνες που αντιστοιχούν σε διακοπές και επακόλουθη επανέναρξη της ανάπτυξης, ανάλογα με τη διαθεσιμότητα νερού (βροχόπτωση).

1.6. Η ευαισθησία της ανάπτυξης στους περιβαλλοντικούς παράγοντες

        Σε κάθε περίπτωση, η δραστηριότητα του καμβίου είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη σε περιβαλλοντικούς παράγοντες και αυτή η ευαισθησία αντικατοπτρίζεται στα χαρακτηριστικά των δακτυλίων που σχηματίζονται. Επομένως, η κλιματική μεταβλητότητα, η ατμοσφαιρική σύνθεση, τα φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά του εδάφους κ.λ.π., μεταβάλλουν τον ρυθμό σχηματισμού νέων κυττάρων, τον αριθμό, το μέγεθος και το υλικό που χρησιμοποιείται για την κατασκευή τους, το οποίο, με τη σειρά του, καθορίζει τα φυσικά (πάχος και πυκνότητα) και χημικά (ισότοπα, βαρέα μέταλλα κ.λ.π.) χαρακτηριστικά των δακτυλίων.

    Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά μπορούν να ποσοτικοποιηθούν ετησίως και εποχιακά, διαχωρίζοντας το ξύλο όψιμης διαδοχής από το ξύλο πρώιμης διαδοχής, δακτύλιο προς δακτύλιο, και κατασκευάζοντας χρονοσειρές διαφόρων μεταβλητών: σειρές πάχους, πυκνότητας, ισοτόπων, βαρέων μετάλλων κ.λ.π., ανάλογα με τους ερευνητικούς στόχους.

        Επιπλέον, η επίδραση άλλων παραγόντων μπορεί να καταγραφεί με διαφορετικούς τρόπους στους δακτυλίους. Εάν ένα δέντρο ή το κάμβιο υποστεί οποιαδήποτε ζημία που προκαλείται από πυρκαγιά, ζώα, ανθρώπινη παρέμβαση, κρούσεις από πέτρες και βράχους, χιόνι κ.λ.π., το συμβάν καταγράφεται με τη μορφή μιας ουλής που σηματοδοτεί τον αντίστοιχο ετήσιο δακτύλιο (Shigo, 1983). Όλα αυτά τα σημάδια, σωστά χρονολογημένα και αναπαραγμένα, αποτελούν μια χρονολογία, της οποίας το χρονικό μοτίβο εξαρτάται από τη συχνότητα με την οποία συμβαίνει ένα συγκεκριμένο γεγονός.

        Υπάρχουν επίσης παράγοντες που μπορούν να προκαλέσουν κλίση του κορμού του δέντρου, όπως κατολισθήσεις, χιονοστιβάδες κ.λ.π. Η αντίδραση του δέντρου είναι να ανακτήσει την κατακόρυφή του θέση και, για να το κάνει αυτό, σχηματίζει αυτό που ονομάζεται ξύλο αντίδρασης, το οποίο διαφέρει από το ξύλο των κανονικών δακτυλίων. Στα αγγειόσπερμα, το ξύλο αντίδρασης σχηματίζεται στην πλευρά του κορμού όπου δρα η δύναμη που προκαλεί την κλίση και ονομάζεται τάση. Στα γυμνόσπερμα, σχηματίζεται στην αντίθετη πλευρά της δύναμης και ονομάζεται συμπίεση.

        Οι παράγοντες μπορούν να ποικίλλουν με διαφορετικούς τρόπους με την πάροδο του χρόνου και να επηρεάζουν τα δέντρα διαφορετικά, ποικίλλοντας από τη μία τοποθεσία στην άλλη. Μερικοί παράγοντες αλλάζουν αργά με την πάροδο του χρόνου, ενώ άλλοι μπορεί να αλλάζουν γρήγορα και να επαναλαμβάνονται πολλές ή λίγες φορές. Επιπλέον, ορισμένοι παράγοντες μπορεί να επηρεάσουν πολλά δέντρα με παρόμοιο τρόπο και ταυτόχρονα, ενώ άλλοι μπορεί να επηρεάσουν μόνο ένα δέντρο ή λίγα.

2. Περιοριστικοί Παράγοντες που Τυποποιούν Επίσης την Ανάπτυξη

        Μεταξύ όλων των παραγόντων, το κλίμα είναι κοινό για όλα τα δέντρα σε μια δεδομένη περιοχή. Η διαχρονική και ενδοετήσια κλιματική μεταβλητότητα θα επηρεάσει όλα τα δέντρα με παρόμοιο τρόπο, αντανακλώντας παρόμοια στους δακτυλίους που σχηματίζονται σε ένα συγκεκριμένο έτος από όλα τα δέντρα στην περιοχή.Αυτή η ομοιότητα μεταξύ των δέντρων είναι πιο εμφανής όταν οι κλιματικές συνθήκες γίνονται ιδιαίτερα περιοριστικές για την ανάπτυξη.

        Για παράδειγμα, εάν η διαθεσιμότητα νερού είναι ο πιο περιοριστικός παράγοντας για την ανάπτυξη σε ένα δεδομένο έτος λόγω έλλειψης βροχοπτώσεων, όλα τα δέντρα στην πληγείσα περιοχή θα παρουσιάσουν μειωμένη ανάπτυξη λόγω της έλλειψης νερού. Αυτό συμβαίνει συχνά σε περιοχές με μεσογειακό κλίμα, αλλά και σε ημι-άνυδρες περιοχές. Επιπλέον, οι δακτύλιοι που σχηματίζονται θα είναι ακόμη πιο στενοί σε δέντρα που αναπτύσσονται σε ρηχά εδάφη ή εδάφη με χαμηλή ικανότητα συγκράτησης νερού, όπως τα αμμώδη εδάφη. 

        Από την άλλη πλευρά, σε ψυχρές περιοχές, όπως οι βόρειες ή οι ορεινές περιοχές, οι χαμηλές θερμοκρασίες τους καλοκαιρινούς μήνες είναι συνήθως ο πιο περιοριστικός παράγοντας. Στο γεωγραφικό μας πλαίσιο, το οποίο είναι μεσογειακό και παρουσιάζει έντονες κλίσεις και κλιματικές διαφορές λόγω του ανάγλυφου, μπορούν να παρατηρηθούν σχεδόν όλες αυτές οι καταστάσεις.

2.1. Το κλιματικό αποτύπωμα  και η υπογραφή του χρόνου

        Το κλίμα είναι ο σημαντικότερος οικολογικός παράγοντας. Η ετήσια μεταβλητότητα του κλίματος αφήνει ένα σαφές σημάδι στην ιστορία του στους δακτυλίους των δέντρων, επηρεάζοντας, για παράδειγμα, το σχετικό πάχος του. Όταν το κλίμα περιορίζει πολύ την ανάπτυξη, οι δακτύλιοι που σχηματίζονται εκείνο το έτος θα είναι στενοί στα περισσότερα δέντρα της περιοχής, καθιστώντας το ένα χαρακτηριστικό έτος. Λόγω της στενής σχέσης μεταξύ ανάπτυξης και κλίματος, η σειρά των ετήσιων δακτυλίων που σχηματίζονται από δέντρα που αναπτύσσονται σε παρόμοιες κλιματικές συνθήκες έχουν συγχρονισμό και το μοτίβο της χρονικής διακύμανσης του πάχους είναι πολύ παρόμοιο. Αυτό το χαρακτηριστικό (στενό) μοτίβο ή ακολουθία δακτυλίων είναι συγκεκριμένη για μια συγκεκριμένη περίοδο: είναι το κλιματικό αποτύπωμα, το οποίο είναι αναγνωρίσιμο παρά το γεγονός ότι αποτυπώνεται πάνω στα σημάδια άλλων παραγόντων που επηρέασαν επίσης την ανάπτυξη. Επιπλέον, αυτή η κλιματική υπογραφή είναι μια υπογραφή του χρόνου, καθώς είναι εξαιρετικά απίθανο ένα δεδομένο χρονικό μοτίβο να επαναληφθεί με τον ίδιο ακριβώς τρόπο σε μια άλλη περίοδο

Χαρακτηριστικός δακτύλιος από το έτος 1879 σε μαύρο πεύκο των Πυρηναίων (Pinus uncinata) 

3. Εφαρμογές της Δενδροχρονολογίας

        Η δενδροχρονολογία έχει εφαρμογές σε διάφορους τομείς της επιστήμης, καθώς, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι δακτύλιοι των δέντρων περιέχουν πληροφορίες για πολλούς παράγοντες. Αυτές οι πληροφορίες μπορούν να ανακτηθούν και, όταν αναλυθούν σωστά, επιτρέπουν τη μελέτη και ανάλυση οικολογικών, γεωμορφολογικών, κλιματολογικών, αρχαιολογικών και άλλων διεργασιών κατά μήκος των δύο αξόνων μεταβολής: του χώρου και του χρόνου.

Κλιματολογία και παλαιοκλιματολογία: τα κλιματικά σήματα που καταγράφονται στους δακτυλίους των δέντρων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ανακατασκευή προηγούμενων κλιμάτων για περιόδους για τις οποίες δεν υπάρχουν διαθέσιμα μετεωρολογικά αρχεία. Συγκεκριμένα, είναι δυνατή η ανακατασκευή των κλιματικών μεταβλητών που περιόρισαν περισσότερο την ανάπτυξη των δέντρων και, ως εκ τούτου, είχαν σημαντική επιρροή στο σχηματισμό των ετήσιων δακτυλίων ανάπτυξης, οι οποίοι καταγράφουν αυτό το σήμα. Σε αυτόν τον τύπο μελέτης, χρησιμοποιούνται κύριες χρονολογίες που αποτελούνται από μεγάλο αριθμό σειρών από πολλά δέντρα, μεγιστοποιώντας έτσι το κοινό κλιματικό σήμα. Οι κλιματικές ανακατασκευές είναι πολύ χρήσιμες, καθώς επιτρέπουν την ανάλυση της παρελθούσας κλιματικής εξέλιξης, των ακραίων και των παραλλαγών της.

Οικολογία: Η δενδροχρονολογία είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για τη μελέτη διεργασιών που συμβαίνουν σε μεγαλύτερες χρονικές κλίμακες, όπως η οικολογική διαδοχή. Οι δακτύλιοι των δέντρων επιτρέπουν τη χρονολόγηση του έτους βλάστησης και θανάτου των δέντρων, οι οποίες είναι δύο βασικές διαδικασίες στη δυναμική του πληθυσμού. Η ανάλυση των ετήσιων σειρών ανάπτυξης καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό του καθεστώτος διαταραχής που επηρέασε το δάσος, καθώς και την ανάλυση των διαδικασιών ανταγωνισμού και της επίδρασης του κλίματος.                                                                   Στη γεωλογία, οι δακτύλιοι των δέντρων μπορούν να καταγράψουν τις επιπτώσεις σεισμών, ηφαιστειακών εκρήξεων, κατολισθήσεων, καταπτώσεων βράχων, χιονοστιβάδων, πλημμυρών, προώθησης και υποχώρησης των παγετώνων, μεταξύ άλλων. Όλα αυτά τα φαινόμενα μπορούν να χρονολογηθούν χάρη στα σήματα που καταγράφονται στους δακτυλίους ανάπτυξης του ξύλου, γεγονός που καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό της συχνότητας με την οποία συμβαίνουν τέτοια γεγονότα με την πάροδο του χρόνου, της περιοχής που επηρεάζεται από αυτά τα φαινόμενα και, μερικές φορές, της έντασής τους.

Εγκληματολογία: Η ακριβής χρονολόγηση ξύλου από πίνακες ζωγραφικής και γλυπτά έχει, σε ορισμένες περιπτώσεις, επιτρέψει την ανίχνευση πλαστογραφιών. Σε άλλες περιπτώσεις, τα σημάδια που αφήνονται σε δέντρα ή σε αντικείμενα που είναι προσαρτημένα σε αυτά μπορούν να χρονολογηθούν και να συγκριθούν με δηλώσεις ιδιοκτητών που εμπλέκονται σε διαφορές. Η παράνομη εξαγωγή δέντρων, ο θάνατός τους ή η εξασθένησή τους λόγω ατμοσφαιρικής, υδάτινης ή εδαφικής ρύπανσης ή λόγω άντλησης νερού, μπορεί να χρονολογηθεί με ακρίβεια, καθορίζοντας την ημερομηνία (έτος ή εποχή) του αδικήματος.

Δενδροαρχαιολογία: ο κύριος στόχος είναι η απόλυτη χρονολόγηση αρχαιολογικών κατασκευών και αντικειμένων. Η απόλυτη χρονολόγηση ιστορικών και αρχαιολογικών αντικειμένων από ξύλο ήταν μια από τις πρώτες εφαρμογές της δενδροχρονολογίας, μετά την καθιέρωση μιας τοπικής ή περιφερειακής κύριας χρονολογίας. Η κύρια χρονολογία κατασκευάζεται από ζωντανά δέντρα. Η ενδιάμεση ή διασταυρούμενη χρονολόγηση σειρών δακτυλίων επιτρέπει την επικύρωση μεμονωμένων ημερομηνιών αρχαιολογικών δειγμάτων. Από εκεί, είναι δυνατή η χρονολόγηση σειρών δακτυλίων αρχαίων δειγμάτων ξύλου, υπό την προϋπόθεση ότι υπάρχει χρονική επικάλυψη αυτών των ακολουθιών με τη χρονολογία αναφοράς και καλός συγχρονισμός στα πρότυπα χρονικής μεταβολής των δακτυλίων.                      Με αυτόν τον τρόπο, η χρονολογία αναφοράς επεκτείνεται επίσης χρονικά.                  

     Οι χρονολογίες επιτρέπουν, αφενός, τη χρονολόγηση νέων (κυμαινόμενων) σειρών και τη μελέτη των κλιματικών και περιβαλλοντικών πληροφοριών που καταγράφονται σε δακτυλίους ανάπτυξης.

Οι απαιτήσεις για την εκτέλεση της σωστής χρονολόγησης στην δενδροαρχαιολογία είναι:

    1 – Να υπάρχουν κύριες χρονολογίες δέντρων μεγάλης διάρκειας ζωής·

    2 – Να παρουσιάζουν οι δακτύλιοι ένα κοινό κλιματικό σήμα·

  3 – Να έχουν τα αρχαιολογικά δείγματα μια αρκετά μεγάλη ακολουθία δακτυλίων για να χρονολογηθούν.

    Η μεγαλύτερη συμβολή της δενδροχρονολογίας στην αρχαιολογία είναι η καθιέρωση χρονολογιών μακροχρόνιων δακτυλίων ανάπτυξης διαφορετικών ειδών (Quercus spp., Pinus spp., κ.λ.π.) σε διάφορες περιοχές. Αυτές οι χρονολογίες έχουν διπλή αξία, καθώς επιτρέπουν τη χρονολόγηση αρχαιολογικών αντικειμένων και κατασκευών και χρησιμεύουν ως πρότυπο αναφοράς για τη βαθμονόμηση της χρονολόγησης με άνθρακα-14 (ραδιοάνθρακα).                                                                                                              

    Αυτές οι χρονολογίες κατασκευάστηκαν από μακρόβια ζωντανά δέντρα, στα οποία προστέθηκαν σειρές δακτυλίων που ελήφθησαν από αρχαίο ξύλο και υποαπολιθώματα, αφού διασφαλίστηκε η τέλεια αντιστοιχία με τις κοινές επικαλυπτόμενες χρονικές περιόδους. Οι χρονολογίες μακροχρόνιων δακτυλίων παρέχουν ένα μοναδικό αρχείο με ετήσια ανάλυση ημερολογιακού έτους, επιτρέποντας τη σύγκριση και τη βαθμονόμηση των ημερομηνιών με ραδιενεργό άνθρακα.

 

 

        Διαδικασία για τη χρονολόγηση κτιρίων ή ξύλινων αντικειμένων, επεκτείνοντας παράλληλα τη χρονολόγηση στο παρελθόν με ξύλα διαφόρων προελεύσεων (προσαρμοσμένο από το Schweingruber, 1988). Οι προϊστορικοί πληθυσμοί άρχισαν να χρησιμοποιούν τακτικά ξύλο στις κατασκευές τους μόλις πριν από περίπου 5.000 χρόνια. 

        Εν ολίγοις, τα δέντρα, και κατ' επέκταση το ξύλο, λειτουργούν ως αρχεία κλιματικών και περιβαλλοντικών πληροφοριών με ετήσια και εποχιακή ανάλυση. Τα αρχεία που περιέχουν είναι υψηλής ποιότητας, διατηρώντας την ίδια ανάλυση σε σχέση με το παρελθόν. Επιπλέον, αυτά τα αρχεία είναι εξαιρετικά αναπαραγώγιμα και κατανεμημένα σε μεγάλο μέρος της Γης, επιτρέποντας την καταγραφή της χωρικής μεταβλητότητας των χρονικών πληροφοριών που αποθηκεύουν. 

Πηγή: Gutiérrez E (200 9) Ladddroronology: μέθοδοι και εφαρμογές. E n «Αρχαιολογία ναυτικά Μεσογειακή» Χ. Νιέτο i M.A. Cau (eds.). Μονογραφίες του CASC. Generalitat της Catalunya. σελ. 309-322.

Αρχικός τίτλος του άρθρου : 

Dendrocronologia by Arthur Brasil

https://florestalbrasil.com/dendrocronologia/?fbclid=IwY2xjawOnxCRleHRuA2FlbQIxMABicmlkETBsYXRIRmFBenVyUXhxMVgyc3J0YwZhcHBfaWQQMjIyMDM5MTc4ODIwMDg5MgABHgYDPSRWfiQSuWsDn393DoD7qaFec-C3cUwECF3tNhd2AzYGfqPFdPlK7dU3_aem_9HbnhEJ3Ntm1lzStKVodFg

Απόδοση στα Ελληνικά

Μανώλης  Καπάνταης    

Δασολόγος- Περιβαλλοντολόγος     

 τ. Δ/ντης Πρασίνου                                               

 

 

Η τεχνολογία φέρνει επανάσταση στη διαχείριση των δέντρων στις πόλεις

 Η τεχνολογία φέρνει επανάσταση στη διαχείριση των δέντρων στις πόλεις

    Εργαλεία όπως τα Arbolink, Kerno Andas, και UrbVerde χρησιμοποιούν Τεχνητή Νοημοσύνη, δορυφόρους και ραντάρ εδάφους για να προβλέπουν πτώσεις δέντρων, να χαρτογραφούν τις ρίζες και να σχεδιάζουν ασφαλέστερο και πιο ανθεκτικό αστικό πράσινο.

    Στον αγώνα δρόμου ενάντια στον χρόνο για την προσαρμογή των βραζιλιάνικων πόλεων στην κλιματική κρίση, αναδύονται νέα εργαλεία για τη διαχείριση των αστικών δέντρων.                                                                                               

    Η πλατφόρμα Arbolink, που ξεκίνησε από την νεοσύστατη εταιρεία Propark, από την Piracicaba, στο εσωτερικό του Σάο Πάολο, χρησιμοποιεί δεδομένα που παρέχονται από δορυφόρους και συλλαμβάνονται από οχήματα με υπολογιστική όραση για τη διαχείριση της αστικής δενδροκάλυψης. Σε μια άλλη πρωτοβουλία, η εταιρεία Kerno Geo Soluções, με έδρα την πρωτεύουσα του Σάο Πάολο, προσφέρει μια υπηρεσία που δημιουργεί έναν τρισδιάστατο (3D) χάρτη των ριζών των δέντρων χωρίς να χρειάζεται να γίνει εκσκαφή στο έδαφος.

Η πρόληψη των πτώσεων δέντρων απαιτεί σωστό κλάδεμα και φροντίδα του ριζικού συστήματος. Léo Ramos Chaves/Revista Pesquisa FAPESP

        Η διατήρηση της υγείας του ριζικού συστήματος είναι σημαντική για τη διασφάλιση της ακεραιότητας του δέντρου, όπως φαίνεται σε άρθρο που δημοσιεύτηκε το 2024 στο περιοδικό Urban Forestry & Urban Greening από μια ομάδα του Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο (USP), του Ομοσπονδιακού Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο (Unifesp), του Ινστιτούτου Τεχνολογικής Έρευνας (IPT), μεταξύ άλλων.                                                                              

    Αναλύοντας δεδομένα από 456 δέντρα που έπεσαν στην κεντρική περιοχή του Σάο Πάολο μεταξύ 2016 και 2018, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι στο 33% των περιπτώσεων το πρόβλημα βρισκόταν στις ρίζες.                                                                

     Σε ένα άλλο 46%, το πρόβλημα βρισκόταν στα κλαδιά και στο 21% των περιπτώσεων, στους ίδιους τους κορμούς.

«Σε μια πόλη όπως το Σάο Πάολο, οι εταιρείες κατασκευής δικτύων ύδρευσης, φυσικού αερίου και διαδικτύου εγκαθιστούν συνεχώς υπόγειους σωλήνες. Οι δημόσιες αρχές έχουν πολύ αδύναμη εποπτεία. Υπάρχουν λίγα μέρη με υπόγεια καλωδίωση. Σε αυτά τα μέρη, ο έλεγχος είναι μεγαλύτερος, αλλά όχι στην υπόλοιπη πόλη. Το δέντρο υποβιβάζεται σε δεύτερη μοίρα», σχολιάζει ο γεωφυσικός Βινίσιους Νέρις Σάντος, συνεργάτης στην Kerno Geo Soluções. «Όταν κόβεται μια ρίζα, οι συνέπειες μπορεί να εμφανιστούν ένα μήνα ή ένα χρόνο αργότερα, στον επόμενο δυνατό άνεμο ή έντονη βροχή. Γι' αυτό είναι σημαντικό να γνωρίζουμε πού και πώς βρίσκονται οι ρίζες».

Τι είναι η Αστική Δενδροκομία;

        Για τη χαρτογράφηση των ριζικών συστημάτων των δέντρων, η τεχνολογία που δημιουργήθηκε από την εταιρεία, με την ονομασία Kerno Andas, εφαρμόζει μια γεωφυσική μέθοδο που χρησιμοποιείται ήδη από άλλες εταιρείες και ιδρύματα για τη χαρτογράφηση σωλήνων ύδρευσης και αποχέτευσης, ηλεκτρικών καλωδίων και σωλήνων φυσικού αερίου που είναι τοποθετημένοι υπόγεια στο έδαφος.

        Σε περίπου 45 λεπτά, το εργαλείο χαρτογραφεί μια περιοχή 5 μέτρων (m) επί 5 m γύρω από το δέντρο, ανεξάρτητα από το αν το έδαφος στην επιφάνεια είναι γρασίδι, τσιμέντο, άσφαλτος ή έδαφος.                                  

    Εκπέμποντας ηλεκτρομαγνητικά κύματα, το ραντάρ που διεισδύει στο έδαφος αποκαλύπτει τη χωρική κατανομή, το βάθος και τη διάμετρο των ριζών. Η ανίχνευση φτάνει σε βάθος περίπου 2 μέτρων. Η καινοτομία αναπτύχθηκε με την υποστήριξη του προγράμματος Καινοτόμων Ερευνών στις Μικρές Επιχειρήσεις (PIPE) του FAPESP.

        Εκτός από τη χωρική διάταξη των ριζών, η εταιρεία σκοπεύει να συμπεριλάβει στην υπηρεσία μια ένδειξη της υγείας των ριζών. Η ανάπτυξη είναι αποτέλεσμα της μεταδιδακτορικής πρακτικής άσκησης του Santos στην Ανώτατη Σχολή Γεωργίας Luiz de Queiroz (Esalq) του USP.                         

     «Εργαζόμαστε με το φάσμα ηλεκτρομαγνητικών σημάτων, το οποίο είναι ικανό να παρέχει πιο λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τις ρίζες από τις διαφορετικές συχνότητες αυτού του φάσματος», λέει ο ερευνητής. Μεταξύ των πελατών της εταιρείας είναι το δημαρχείο του Μπέλο Οριζόντε (MG) και εταιρείες διαχείρισης δέντρων.

Léo Ramos Chaves/Revista Pesquisa FAPESP Οι τεχνικοί δημιουργούν έναν τρισδιάστατο χάρτη των ριζών χωρίς να εκσκάπτουν το έδαφος χρησιμοποιώντας την τεχνολογία Kerno Andas Léo Ramos Chaves/Revista Pesquisa FAPESP

Λογισμικό και υγεία των αστικών δέντρων 

Εταιρείες και ερευνητικά ινστιτούτα αναπτύσσουν επίσης λογισμικό για την ψηφιοποίηση της διαχείρισης των αστικών δέντρων.                                            

     Η ιδέα είναι ότι αυτά τα εργαλεία θα διευκολύνουν τη δημιουργία και την ενημέρωση απογραφών και τον έλεγχο του κλαδέματος και της φύτευσης. Ένα πρόσφατο παράδειγμα είναι το σύστημα Arbolink, από την εταιρεία Propark. Χρησιμοποιείται από Δήμους σε πέντε πολιτείες – Σάο Πάολο, Ρίο ντε Τζανέιρο, Μίνας Ζεράις, Μάτο Γκρόσο ντο Σουλ και Ρίο Γκράντε ντο Σουλ – το σύστημα διαχειρίζεται αιτήματα περιβαλλοντικής αδειοδότησης, ενσωματώνοντας δεδομένα που παράγονται από δορυφόρους και οχήματα υπολογιστικής όρασης, καθώς και πληροφορίες που συλλέγονται από τεχνικούς στο πεδίο.

«Η πλατφόρμα διαθέτει μια ισχυρή βάση δεδομένων για τα είδη δέντρων, συμπεριλαμβανομένων των  χαρακτηριστικών των δειγμάτων. Αυτό επιτρέπει την προβολή του αστικού δάσους σε πραγματικό χρόνο, διευκολύνοντας τη διαλειτουργικότητα μεταξύ των δημοτικών υπηρεσιών και των παραχωρησιούχων δημοσίων υπηρεσιών», τονίζει ο Γεωπόνος μηχανικός Μαρσέλο Ματσάδο Λεάο, διευθυντής της εταιρείας.

    Το Arbolink σχεδιάστηκε επίσης για να επιτρέπει τη συνεργατική αλληλεπίδραση μεταξύ του πληθυσμού, ο οποίος μπορεί να ζητήσει υπηρεσίες κλαδέματος και να αναφέρει προβλήματα που σχετίζονται με τα δέντρα. Η πλατφόρμα χρησιμοποιεί Τεχνητή Νοημοσύνη για την αξιολόγηση και τη διαχείριση του κινδύνου πτώσεων δέντρων και τη διασφάλιση της σωστής φύτευσης, αποφεύγοντας μελλοντικές συγκρούσεις με τις αστικές υποδομές. «Το σύστημα είναι προσαρμόσιμο ώστε να πληροί την τοπική δημοτική νομοθεσία και λαμβάνει νέες ενότητες και καινοτόμες λειτουργίες», λέει ο Λεάο.

Ένα από τα νέα χαρακτηριστικά που εφαρμόζονται είναι η δυνατότητα παρακολούθησης και υπολογισμού των οικοσυστημικών υπηρεσιών, όπως το ισοζύγιο άνθρακα.                                                                                     Ένα άλλο είναι η προληπτική διαχείριση κινδύνων μέσω αλγορίθμων πρόβλεψης του κλίματος, σημαντικών για την προετοιμασία των πόλεων για ακραία καιρικά φαινόμενα, όπως θυελλώδεις άνεμοι και έντονες βροχοπτώσεις, τα οποία έχουν γίνει πιο συχνά. Αυτή η καινοτομία υποστηρίχθηκε από το πρόγραμμα PIPE της FAPESP.

    Ένα άλλο εργαλείο, που δημιουργήθηκε στο IPT, έναν οργανισμό που συνδέεται με την κυβέρνηση της πολιτείας του Σάο Πάολο, είναι το λογισμικό διαχείρισης αστικής διακυβέρνησης που ονομάζεται Arbio, σχεδιασμένο για τη διεξαγωγή δημοτικών απογραφών δέντρων. Η λύση έχει ήδη χρησιμοποιηθεί στο São José dos Campos και στο São Caetano do Sul, και τα δύο στο Σάο Πάολο, και βρίσκεται υπό διαπραγμάτευση για να υιοθετηθεί από την Prodesp, την εταιρεία τεχνολογίας της πολιτείας.

    «Η ιδέα είναι το Arbio να διανεμηθεί στους 645 δήμους του Σάο Πάολο. Υπάρχουν ήδη συζητήσεις σε εξέλιξη», λέει ο βιολόγος Sérgio Brazolin, επικεφαλής του Εργαστηρίου Δέντρων, Ξύλου και Επίπλων του IPT. «Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του είναι ότι περιέχει ένα μοντέλο δομικού υπολογισμού. Το εργαλείο εκτελεί μαθηματικές πράξεις για να δείξει την πιθανότητα πτώσης ή θραύσης ενός δέντρου. Όλα βασίζονται σε δεδομένα δέντρων, όπως το μέγεθος, η τοποθεσία και η ημερομηνία του τελευταίου κλαδέματος. Όπως και το Arbolink, είναι ένα εργαλείο που βοηθά τους τεχνικούς να λαμβάνουν αποφάσεις διαχείρισης.»

Ένα νέφος σημείων που δημιουργείται με ραντάρ Lidar, που χρησιμοποιείται από την νεοσύστατη εταιρεία Treetronics, δείχνει εάν το δέντρο είναι επιρρεπές σε πτώση.

    Το επόμενο βήμα, ανακοινώνει ο βιολόγος, είναι η ενσωμάτωση της τεχνητής νοημοσύνης σε μια νέα έκδοση του Arbio. Η τάση σε αυτόν τον τομέα είναι η αναζήτηση αυτοματισμού για την κατηγοριοποίηση των δέντρων σε μια τοποθεσία σε σχέση με την επείγουσα ανάγκη που παρουσιάζουν όσον αφορά την πτώση και το κλάδεμα. «Η έρευνα κινείται προς τη χρήση τεχνολογιών λήψης εικόνας, όπως το Lidar (ανίχνευση φωτός και μέτρηση απόστασης) και εργαλεία γεωεπεξεργασίας, για τον εντοπισμό και τη μέτρηση του δέντρου».   «Με ιστορικά δεδομένα για τις πτώσεις δέντρων και τη σχέση τους με τον άνεμο και τη βροχή, θα μπορέσουμε να χρησιμοποιήσουμε εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης για να δημιουργήσουμε πιο ακριβείς αλγόριθμους», τονίζει ο Brazolin.

    Στο USP, μια ομάδα με επικεφαλής τον βιολόγο Marcos Buckeridge, από το Ινστιτούτο Βιοεπιστημών, και τον μηχανολόγο μηχανικό Emílio Carlos Nelli Silva, από την Πολυτεχνική Σχολή (Poli), χρησιμοποίησε την τεχνικές τοπολογικής  βελτιστοποίησης για να καθοδηγήσει το πιθανό κλάδεμα και το επανακλάδεμα. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται σε μηχανικά έργα για να βρεθεί ένας σχεδιασμός που μεγιστοποιεί την απόδοση διαφόρων κατασκευών. Οι αεροδιαστημική και αυτοκινητοβιομηχανίες, μεταξύ άλλων, χρησιμοποιούν αυτή τη μεθοδολογία. Η υπηρεσία προσφέρεται από την νεοσύστατη εταιρεία Treetronics, που δημιουργήθηκε τον Απρίλιο του τρέχοντος έτους.

        Για να αναπτύξουν τον αλγόριθμο κλαδέματος, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στη γεωμετρία και τη δομική συμπεριφορά του δέντρου. «Εφαρμόσαμε τη μεθοδολογία υπολογιστικής προσομοίωσης που χρησιμοποιείται στις μηχανικές κατασκευές γενικά», λέει ο Silva. Η φυσική ανάπτυξη ενός δέντρου, εξηγούν οι ερευνητές, βελτιστοποιεί τη δομή του - δηλαδή, δημιουργεί τις πιο ευνοϊκές συνθήκες όσον αφορά την κατανομή των κορμών και των κλαδιών, ευνοώντας τη σταθερότητά του και την ικανότητά του να αντέχει σε δυνάμεις. εξωτερικά. Ο αλγόριθμος μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιοδήποτε είδος δέντρου.

     «Το δέντρο είναι από μόνο του μια βελτιστοποιημένη δομή. Αλλά αν το κλάδεμα γίνεται τυχαία, γίνεται εύθραυστο, χάνει την ισορροπία του και τείνει να πέφτει», λέει ο μηχανικός από την Πόλη.                                                                       

    Στις πόλεις, οι ρίζες και τα κλαδιά αντιμετωπίζουν εμπόδια στην ιδανική ανάπτυξη. Το συμπιεσμένο έδαφος, οι εναέριες γραμμές μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, το τσιμέντο, η πλακόστρωση και οι σωλήνες είναι μεταξύ των κύριων εμποδίων. Επιπλέον, υπάρχουν αλλαγές που συμβαίνουν στο περιβάλλον τους, όπως η κατεδάφιση ή η κατασκευή κτιρίων που επηρεάζουν την ένταση και την κατεύθυνση των ανέμων.                                    Προκειμένου να καταγράψουν τη σύνθετη γεωμετρία του δέντρου και να την εισαγάγουν σε ένα υπολογιστικό μοντέλο, οι ερευνητές της Treetronics κατέφυγαν στην τεχνολογία Lidar. Ακόμα είναι μη ευρέως προσβάσιμο, το εργαλείο είναι ικανό να εκτελέσει μια τρισδιάστατη σάρωση λέιζερ (βλ. FAPESP Research nos. 308 και 346) και να δημιουργήσει ένα νέφος περίπου 3 εκατομμυρίων σημείων για κάθε δέντρο.

        «Ο αισθητήρας Lidar δημιουργεί μια τρισδιάστατη εικόνα του δέντρου σε λίγα λεπτά. Εισάγουμε αυτά τα δεδομένα στον υπολογιστή και προσομοιώνουμε την παραμόρφωση του δέντρου υπό την επίδραση του ανέμου. «Εκτός από τη βελτίωση του κλαδέματος, είναι δυνατό να αξιολογήσουμε εάν υπάρχει τάση για πτώση δέντρων», λέει ο Silva. Τα μοντέλα βρίσκονται ακόμη σε στάδιο βελτίωσης, αλλά υπάρχουν ήδη συνομιλίες με τους δήμους του Σάο Πάολο και άλλων πόλεων στην πολιτεία του Σάο Πάολο για τη διεξαγωγή δοκιμών και την υιοθέτηση του εργαλείου.

Πράσινο στις Πόλεις

    Η ψηφιακή πλατφόρμα παρέχει διαδραστικούς χάρτες με περιβαλλοντικά και κοινωνικά δεδομένα από βραζιλιάνικους Δήμους.                                            

         Από το 2024, δημόσιοι διαχειριστές, ερευνητές και ο γενικός πληθυσμός έχουν πρόσβαση στην ηλεκτρονική πλατφόρμα UrbVerde για να βλέπουν περιβαλλοντικά δεδομένα από τους 5.570 Δήμους της χώρας, με διαδραστικούς χάρτες πράσινων περιοχών, συγκριτικά στοιχεία μεταξύ πόλεων και ενσωμάτωση κοινωνικοοικονομικών δεδομένων. Το έργο, που υποστηρίζεται από το Πρόγραμμα Έρευνας Δημόσιας Πολιτικής FAPESP και το Εθνικό Συμβούλιο Επιστημονικής και Τεχνολογικής Ανάπτυξης (CNPq), συγκεντρώνει περίπου 50 ερευνητές από 11 ιδρύματα. Ο Δήμος Diadema (SP) και μια κοινοπραξία Δήμων στην περιοχή ABC Paulista είναι εταίροι στην πρωτοβουλία.

    Πληροφορίες όπως οι δείκτες κάλυψης βλάστησης, η ευαισθησία σε αστική θερμική νησίδα και οι πληθυσμοί που εξυπηρετούνται από πάρκα και πλατείες συλλέγονται από δορυφορικά δεδομένα και διάφορες πηγές, όπως η Δημογραφική Απογραφή IBGE και το Open Street Map, ένα συνεργατικό έργο με ανοιχτά και λεπτομερή δεδομένα παγκόσμιου χάρτη. «Αυτό το διαδικτυακό σύστημα γεωγραφικών πληροφοριών στοχεύει στην υποστήριξη του πολεοδομικού σχεδιασμού, της διαμόρφωσης δημόσιας πολιτικής και της προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή στις πόλεις», λέει ο Guilherme Bueno de Freitas, αντισυντονιστής της UrbVerde.                                                                       

    Σύμφωνα με τον Freitas, παρά το γεγονός ότι ξεκίνησε πρόσφατα, το σύστημα βρίσκεται σε διαδικασία ενημέρωσης. «Χρησιμοποιούμε το Diadema ως πιλοτικό έργο για την ανάπτυξη μεθοδολογιών και δεικτών που θα συμβάλουν σε ένα σχέδιο δράσης για το κλίμα», λέει. Μεταξύ των στοιχείων που θα αναπτυχθούν και τα οποία η ομάδα σκοπεύει να συμπεριλάβει στους χάρτες είναι τα σημεία με την υψηλότερη πιθανότητα πλημμύρας, αυτά που κινδυνεύουν από ϊούς δεντρων  (Οι  ϊοι δεντρων(arboviroses) είναι ιογενείς ασθένειες που μεταδίδονται από αρθρόποδα όπως κουνούπια και τσιμπούρια. Μπορούν να προκαλέσουν από ήπια συμπτώματα όπως πυρετό και πονοκέφαλο έως σοβαρές παθήσεις όπως η εγκεφαλίτιδα ή η αιμορραγική νόσος) και αυτά μαζί με τη διατροφική ευπάθεια.                                                                    

    «Θέλουμε να συγκεντρώσουμε όσο το δυνατόν περισσότερες ανοιχτές και αναπαραγώγιμες πληροφορίες για να δώσουμε ορατότητα στην πλατφόρμα». «Σκοπεύουμε να προσεγγίσουμε μικρές πόλεις σε όλη τη χώρα, οι οποίες είναι αυτές που είναι λιγότερο ικανές να έχουν οποιοδήποτε είδος κοινωνικο-περιβαλλοντικής ανάλυσης», λέει ο Freitas. Η πλατφόρμα διατίθεται δωρεάν. A plataforma está disponível gratuitamente.

Η παραπάνω έκθεση δημοσιεύθηκε με τον τίτλο «Κλάδεμα υψηλής τεχνολογίας» στην έντυπη έκδοση αριθ. 357, Νοέμβριος 2025.

Έργα

1. Μη καταστροφική αξιολόγηση δέντρων σε αστικά περιβάλλοντα μέσω του συνδυασμού ηλεκτρικής αντίστασης και μεθόδων ραντάρ διείσδυσης εδάφους (αριθ. 19/09483-0). Καινοτόμος μέθοδος έρευνας σε μικρές επιχειρήσεις (1. Ανάπτυξη λογισμικού για την αξιολόγηση των κινδύνων από πτώσεις δέντρων σε αστικές περιοχές (αριθ. 15/15888-2)· Μέθοδος Καινοτόμος Έρευνα σε Μικρές Επιχειρήσεις (PIPE)· Κύριος Ερευνητής: Marcelo Machado Leão (Propark)· Επένδυση: 544.381,65 R$.

2. Ανάπτυξη λογισμικού για την αξιολόγηση των κινδύνων από πτώσεις δέντρων σε αστικές περιοχές (αριθ. 15/15888-2)· Μέθοδος: Καινοτόμος Έρευνα σε Μικρές Επιχειρήσεις (PIPE)· Κύριος Ερευνητής: Marcelo Machado Leão (Propark)· Επένδυση: 544.381,65 R$.

3. Διαχείριση αστικών δασών σε πραγματικό χρόνο με χρήση μηχανικής μάθησης (αριθ. 19/18287-0)· Μέθοδος: Μεταδιδακτορική Υποτροφία. Κύριος Ερευνητής: João Paulo Papa (Unesp)· Ερευνητής: Danilo Samuel Jodas (Unesp)· Επένδυση: 431.473,61 R$.

4. Urbverde: Δημόσιες πολιτικές για την εδαφική αξιολόγηση προσανατολισμένες στην προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή και τη μείωση των ανισοτήτων (αριθ. 23/10076-6). Μέθοδος: Έρευνα Δημόσιας Πολιτικής. Κύριος Ερευνητής: Marcelo Fantin (USP). Επένδυση: R$ 652.864,46.

5. Λειτουργικά Δάση: Βιοποικιλότητα υπέρ των πόλεων (αριθ. 20/09251-0). Πρόγραμμα Νέων Ερευνητών. Κύριος Ερευνητής: Giuliano Maselli Locosselli (USP). Επένδυση: R$ 206.086,80.

Επιστημονικά Άρθρα

CAVALARI, A. A. et al. Πρόβλεψη αποτυχίας δέντρων για τον καθορισμό ρόλων και κατευθυντήριων γραμμών στη διαχείριση κινδύνου, μια μελέτη περίπτωσης στο Σάο Πάολο/Βραζιλία. Αστική Δασοκομία & Αστικό Πράσινο. τ. 91. Ιανουάριος 2024.

SANTOS, V. R. N. et al. Ανίχνευση ριζών δέντρων GPR με βάση την επεξεργασία σήματος 3-D χρονικής αντιστροφής. IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters. τ. 21. 18 Σεπτεμβρίου 2024.

JODAS, D. S. et al. Ανίχνευση δέντρων σε εικόνες οδικής προβολής χρησιμοποιώντας ένα συνελικτικό νευρωνικό δίκτυο. Διεθνές Περιοδικό Νευρωνικών Συστημάτων. τ. 32, σημ. 1. 2022.

BUCKERIDGE, M. Αστικά δέντρα στο Σάο Πάολο: Σχεδιασμός, οικονομία και νερό. Estudos Avançados. τ. 29, σημ. 84. 2015.

Αυτό το κείμενο δημοσιεύτηκε αρχικά από την Pesquisa FAPESP με την άδεια Creative Commons CC-BY-NC-ND. Διαβάστε το πρωτότυπο εδώ. original aqui.

Αρχικός τίτλος του άρθρου:

Tecnologia revoluciona o manejo das árvores nas cidades

https://florestalbrasil.com/manejo-das-arvores-urbanas-tecnologia/?utm_source=facebook&utm_medium=jetpack_social&fbclid=IwY2xjawN8D6RleHRuA2FlbQIxMQBzcnRjBmFwcF9pZBAyMjIwMzkxNzg4MjAwODkyAAEeVmXM3as_TSY66Uk7dqx1yHSbLnmULzmee4HrxmpsXkfGdG7xtjVYo30Wb1I_aem_WoZQvOjuuoO20Z8-PejCRA

Απόδοση στα Ελληνικά

Μανώλης Καπάνταης Δασολόγος - Περιβαλλοντολόγος