Szacowanie wieku drzew

Przewidywanie wieku drzew może być bardzo pomocne podczas badań historycznych w celu ustalenia kolejnych etapów budowy i kształtowania historycznych założeń ogrodowych (analiza kompozycji drzewostanu). Dzięki takiej znajomości można także właściwie określać rodzaj, częstotliwość i opłacalność stosowania niektórych zabiegów pielęgnacyjnych, takich jak cięcia korekcyjne, wiązania czy podpory. Ułatwione jest też określenie potrzeb nawozowych i zapotrzebowania na środki ochrony roślin, co jest szczególnie ważne przy rozpisywaniu ofert na prace pielęgnacyjne (operaty urządzeniowe i konserwacyjne parków). Ponadto łatwiej jest planować prace związane z usuwaniem drzew i wprowadzaniem w to miejsce nowych nasadzeń (operaty, projekty gospodarki drzewostanami). Prościej również szacować zagrożenie bezpieczeństwa. Generalnie im drzewa starsze, tym stanowią większe zagrożenie wykrotem lub wyłomem.


Rys. 1. Nawiercanie pnia świdrem Presslera w celu określenia wieku drzewa na podstawie liczby słojów drewna widocznych na walcowatej próbce. Jest to zabieg inwazyjny, który powoduje nieodwracalne uszkodzenia tkanek drzewa

Metody służące do określania wieku drzew charakteryzują się różnym stopniem dokładności, a także odmienną specyfiką pomiarów. Nie można też wyróżnić jednej metody o cechach uniwersalnych, tzn. ekonomicznej, łatwej w obsłudze, dokładnej w przyjętych granicach błędu, pozwalającej na szybkie uzyskanie wyników. Przy wybieraniu metody ważne jest, aby było wiadomo, jakiej wielkości błąd w ocenie wieku można popełnić. W przypadku analizy struktury wiekowej drzewostanu w starym, zabytkowym parku można przyjąć przedziały wiekowe co 25 lat. Natomiast gdy badania dotyczą drzew rosnących w miastach, dokładność oceny wieku powinna zwierać się w przedziale od 5 do 10 lat, co jest podyktowane znacznym obniżeniem średniej wieku osiąganego przez drzewa w niekorzystnych miejskich warunkach siedliskowych.

Aby dokładnie ustalić wiek drzewa, trzeba użyć co najmniej dwóch metod, przy czym wykorzystanie danych wskazujących na czas posadzenia drzew, które pochodzą z dokumentacji archiwalnej, nie wyklucza przeprowadzenia równolegle badań in situ z zastosowaniem metod inwazyjnych bądź bezinwazyjnych.

Do inwazyjnych metod należą świder Presslera (rys. 1), a także rezystograf (rys. 2) które choć posiadają dużą dokładność, nie są odpowiednie do stosowania na szeroką skalę w ocenie wieku drzew w miastach. Podstawową ich wadą jest wykonywanie odwiertów, które trwale uszkadzają pień. W przypadku świdra wywiercony otwór o średnicy ponad 1 cm tworzy ranę, której drzewo nie jest w stanie szybko zabliźnić (rys. 1). Sprzyja to wnikaniu patogenów w głąb drewna, co w następstwie może prowadzić do choroby i przedwczesnego rozkładu drewna. W związku z tym wiek drzew w miastach, a zwłaszcza drzew pomnikowych, powinien być określany w miarę możności bezinwazyjnie – jedynie w drodze pomiarów zewnętrznych parametrów dendrometrycznych. Powszechnie wykorzystywane są do tego tabele wiekowe (rys. 3), które przeważnie obarczone są znacznymi błędami, sięgającymi nawet do kilkudziesięciu lat.


Rys. 2. Określanie wieku drzewa rezystografem. Wiertło rezystografu, nawiercając pień, napotyka na opór kolejnych słojów drewna, co zostaje zarejestrowane na komputerze w postaci wykresu krzywej oporu, który następnie można wydrukować w skali 1:1

Czy rzeczywiście badania wieku drzew opierać się mogą tylko na metodach inwazyjnych lub w pewnym sensie „ułomnych” tabelach wiekowych? Na dobrą sprawę w Polsce nie powstała dotychczas metoda uniwersalna, potrzebna do oceny dużych, liczebnych i cennych drzewostanów, jakie występują w obiektach architektury krajobrazu. Metody oceny wieku, które potencjalnie mogą spełnić wymienione warunki, powinny być zbliżone do opracowywanych w wielu krajach matematycznych równań – modeli wzrostu drzew. Dużą zaletą tej metody jest możliwość graficznej interpretacji wzrostu drzew w funkcji czasu, np. przedstawionego w postaci wykresu krzywej wzrostu. Tego rodzaju metoda jest prostota i nie wymaga skomplikowanych pomiarów oraz opiera się na wielkości parametrów dendrometrycznych, przeważnie pierśnicy. Podstawowym problemem przy opracowywaniu takich równań jest konieczność dysponowania rozbudowaną bazą danych z inwentaryzacji drzew, które rosną w porównywalnych warunkach siedliskowych i znany jest ich wiek. Dla wielu gatunków drzew występujących w miastach jest to poważne ograniczenie, utrudniające opracowanie takiej metody. Rozwiązaniem może być ujęcie modelu regresji wielorakiej, w którym wiek jest prognozowany z dobrą skutecznością na podstawie wartości dwóch parametrów dendrometrycznych – pierśnicy i wysokości, które są najściślej związane ze wzrostem drzew w czasie. Nowatorskim rozwiązaniem jest graficzne odwzorowanie modelu model regresji wielorakiej w postaci nomogramów, które pozwalają na łatwe odczytanie wieku dla grupy drzew.


Rys. 3. Określanie wieku drzewa za pomocą tabeli wiekowej. Po ustaleniu gatunku drzewa, w oparciu o wymiary pierśnicy mierzonej średnicomierzem, odczyt wieku drzewa z tabeli odbywa się poprzez odnalezienie właściwej pozycji w kolumnie wieku dla wskazanej pierśnicy

Przyjmijmy, że zachodzi potrzeba ustalenia wieku dla sześciu lip drobnolistnych, rosnących rzędem wzdłuż ulicy. Przystępując do zadania, należy zmierzyć pierśnicę i wysokość każdego drzewa (rys. 4). Następnie trzeba ustalić średnią arytmetyczną osobno dla pierśnic (od D1 do D6) i wysokości drzew (H1-H6). Załóżmy, że dla sześciu badanych lip drobnolistnych średnia pierśnica wyniosła 50 cm, a średnia wysokość 16 m. Uzyskane wartości nanosimy na osie nomogramu opracowanego dla lipy. Na podstawie zaznaczonych parametrów dendrometrycznych rysujemy na nomogramie dwie prostopadłe linie, których punkt przecięcia wypada na linii opisanej jako 65 lat (rys. 5). Oznacza to, że średni wiek dla sześciu ulicznych lip drobnolistnych wynosi 65 lat. Błąd odczytu wieku nomogramem nie przekracza +/–15%. Oznacza to, że otrzymany wynik (65 lat) może być przeszacowany lub niedoszacowany o ok. 10 lat (maksymalnie 75 lata, lub minimalnie 55 lat).



Rys. 4. Pomiary pierśnic i wysokości poszczególnych lip drobnolistnych. Po dokonaniu pomiaru należy obliczyć średnią pierśnicę i wysokość dla całej grupy, a następnie nanieść uzyskane wartości na nomogram

Na prezentowanym przykładzie odczyt wieku znalazł się na nomogramie wewnątrz obszaru objętego przerywanymi liniami (95% wszystkich drzew z grupy kontrolnej). Oznacza to, że badane drzewa posiadały typowy wzrost w stosunku do drzew uwzględnionych przy opracowaniu modelu. Jeżeli okazałoby się, że odczyt wieku znalazł się zdecydowanie poza tym obszarem, to któryś z uśrednionych parametrów dendrometrycznych był nietypowy. Zły odczyt wieku uzyskany za pomocą opracowanych modeli regresji może być wynikiem odmiennego zagęszczenia grupy drzew od przyjętego za typowe przy opracowaniu modelu lub wpływu innych zmiennych niezależnych, np. poziomu wód gruntowych, rodzaju gleby oraz redukcji rozmiarów korony drzewa na skutek cięć pielęgnacyjnych i innych.


Rys. 5. Przykład odczytu z nomogramu wieku sześciu lip drobnolistnych na podstawie średniej pierśnicy i wysokości drzew

Opracowane nomogramy, oparte o model regresji, wykazują stosunkowo wysoką dokładność do określania średniego wieku drzew rosnących w niewielkim zwarciu, jaki występuje w zadrzewieniach ulicznych i przydrożnych. Metoda ta dotyczy określania średniego wieku dla rzędowych nasadzeń drzew, gdzie popełniany błąd przy odczycie wieku nie przekracza +/– 15%. Natomiast obliczanie wieku dla drzew pojedynczych jest możliwe, ale błąd odczytu w takich wypadkach jest wyraźnie większy, co wynika ze zmienności osobniczej i siedliskowej, wpływającej na wielość parametrów drzew.

Badania porównawcze wykazały, że ta metoda ma podobną dokładność jak rezystograf i dużo lepszą dokładność niż tabele wiekowe drzew, opracowane przez różnych autorów. Duża jej zaleta to bark inwazyjności. Jest bardziej ekonomiczna niż rezystograf i równie prosta w obsłudze, co tabele wiekowe drzew (które nie były tworzone z myślą o drzewach rosnących w trudnych warunkach miejskich). Ponadto nie występują w niej luki w zestawieniach wieku i parametrów drzew, unika się niepunktowych odczytów, nie ma potrzeby dokonywania kłopotliwych obliczeń związanych z interpolacją.

Obecnie opracowano nomogramy dla trzech bardzo powszechnych gatunków drzew w miastach: lipy drobnolistnej, jesionu wyniosłego oraz kasztanowca pospolitego. W najbliższej przyszłości mogą zostać opracowane nomogramy dla takich gatunków, jak klon pospolity, klon jawor, klon srebrzysty, dąb szypułkowy, dąb czerwony, lipa krymska, lipa srebrzysta, robinia akacjowa, jarząb pospolity. W perspektywie mogą one dać doskonałą możliwość opracowania wieloczynnikowych modeli regresji w postaci programu komputerowego.

dr inż. Jan Łukaszkiewicz

dr hab. Marek Kosmala

Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, Warszawa