Assessing the health state of arboreal vegetation in urban, rural, and natural ecosystems, using non-destructive phenotypic techniques: implications for conservation and management

Abstract

Conservation of urban, rural, and natural ecosystems, through effective monitoring of their health state, is crucial both at a tree and at a population level. In this thesis, a comprehensive methodological framework for estimating the health state of arboreal vegetation was established, by considering the trees’ fundamental phenotypic, spectral, spatial, thermal, and humidity traits. A set of 910 trees from nine different species was evaluated, by obtaining phenotypic information from (a) 334 urban trees (Robinia pseudoacacia, Morus alba, Melia azedarach), 80 olive trees (Olea europaea), and 496 pine trees (Pinus brutia). The effect of different disturbances such as structural defects and fungal presence, which can compromise the trees’ mechanical integrity, health, and productivity, was detected, quantified, and mapped, with the use of non–destructive phenotypic techniques. Results showed that combining the trees’ phenotypic traits and indices, can sufficiently (a) estimate decay severity, (b) classify hazardous trees, (c) identify fungal presence, and (e) predict the trees’ growth rate and productivity. All of these can contribute to tree health assessment, by offering significant information in monitoring urban, rural, and natural ecosystems’ dynamics.

Η διατήρηση των αστικών, αγροτικών και φυσικών οικοσυστημάτων, μέσω της αποτελεσματικής παρακολούθησης της κατάστασης της υγείας τους, είναι ζωτικής σημασίας τόσο σε επίπεδο δέντρου όσο και σε επίπεδο πληθυσμού. Σε αυτή τη διατριβή, δημιουργήθηκε ένα ολοκληρωμένο μεθοδολογικό πλαίσιο για την εκτίμηση της κατάστασης της υγείας της δενδρώδους βλάστησης, λαμβάνοντας υπόψη τα θεμελιώδη φαινοτυπικά, φασματικά, χωρικά, θερμικά και υγρασιακά γνωρίσματα των δέντρων. Αξιολογήθηκε ένα σύνολο 910 δέντρων από εννέα διαφορετικά είδη, με τη λήψη φαινοτυπικών πληροφοριών από (α) 334 αστικά δέντρα (Robinia pseudoacacia, Morus alba, Melia azedarach), 80 ελαιόδεντρα (Olea europaea) και 496 πεύκα (Pinus brutia) . Η επίδραση διαφορετικών διαταραχών, όπως δομικά ελαττώματα και παρουσία μυκήτων, που μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τη μηχανική ακεραιότητα, την υγεία και την παραγωγικότητα των δέντρων, εντοπίστηκε, ποσοτικοποιήθηκε και χαρτογραφήθηκε, με τη χρήση μη καταστροφικών φαινοτυπικών τεχνικών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο συνδυασμός των φαινοτυπικών χαρακτηριστικών και δεικτών των δέντρων, μπορεί επαρκώς (α) να εκτιμήσει τη σοβαρότητα της αποσύνθεσης, (β) να ταξινομήσει τα επικίνδυνα δέντρα, (γ) να εντοπίσει την παρουσία μυκήτων και (ε) να προβλέψει τον ρυθμό ανάπτυξης και την παραγωγικότητα των δέντρων. Όλα αυτά μπορούν να συμβάλουν στην αξιολόγηση της υγείας των δέντρων, προσφέροντας σημαντικές πληροφορίες για την παρακολούθηση της δυναμικής των αστικών, αγροτικών και φυσικών οικοσυστημάτων.