Dynamic Estimates of Tree Carbon Storage and Shade in Mediterranean Urban Areas

Abstract

HIGHLIGHTS The paper highlights the understanding of the relationship between morphological parameters and carbon sequestration, during plant growth in urban environments, considering allometric equations and establishing specific “Growth Matrices”. Scientific dissemination initiatives were developed that engaged citizens in training activities aimed at the collection of data needed to implement an urban tree management system. A web-app was developed to enable both urban planners and citizens to interact with the database for evaluating ecosystem values. The LIFE Project evaluated ecosystem services of urban green assets in terms of carbon storage, particulate absorption, cooling effect and increase in biodiversity. The implemented methodology allowed the interpretation of future CO2 storage values. SUMMARY To highlight the ecosystem value of trees in the urban environment an EU's funding instrument for the environment and climate action – LIFE Project – was undertaken involving four Mediterranean cities as study cases: Thessaloniki in Greece, Cascais in Portugal, and Perugia and Bologna in Italy. The methodology utilized to evaluate plant carbon storage and shade areas highlighted the usefulness of gathering data about both the current urban green asset in the Project's investigated areas and future potential performances of the same asset to evaluate its efficiency in the forthcoming decades (2030–2050). The lower future potential of some cities for CO2 storage can be attributed to having older ‘green assets’ in comparison to other municipalities. A projection over the next 30 years on the basis of census results in the 4 studied areas highlighted the potential of some green areas characterised by the presence of efficient carbon storage tree species (high-growing broadleaf plants) while still small in size. The main objective of this study was to present both the current urban green asset carbon storage potential in the studied areas and also its future potential efficiency. Another aim of the work was to develop tree growth curves in urban areas, not only to estimate tree volumes but also to estimate the present and future shade areas related to woody plants' presence. With regard to CO2 storage simulation, the research highlighted the potential of green areas in Perugia that present tree species particularly efficient at carbon storage yet still small in size. Conversely, the lowest value presented by the species recorded in Cascais was influenced by the predominance of Cupressus sempervirens and Pinus pinea: two species not particularly efficient and large in size with average DBH values above 50 cm. Afin de mettre en évidence la valeur écosystémique des arbres dans l'environnement urbain, un instrument de financement de l'UE pour l'environnement et l'action climatique – le projet LIFE – a été mis en place en impliquant quatre villes méditerranéennes comme cas d'étude: Thessalonique en Grèce, Cascais au Portugal, Pérouse et Bologne en Italie. La méthodologie utilisée pour évaluer soit le stockage du dioxyde de carbone effectué par les plantes, soit leur ombrage, a mis en évidence l'utilité de recueillir des données sur le patrimoine vert urbain actuel dans les zones du projet, tout comme sur les performances potentielles de ce patrimoine en vue d'en évaluer l' efficacité dans les décennies à venir (2030–2050). Le potentiel futur plus faible de certaines villes pour le stockage du CO2 peut être attribué au fait qu'elles possèdent des “patrimoine verts” plus anciens par rapport à d'autres. Une projection sur les 30 prochaines années basée sur les résultats du recensement dans les 4 zones étudiées, a mis en évidence le potentiel des espaces verts caractérisés par la présence d'espèces d'arbres efficaces pour le stockage du gaz carbonique (plantes à feuilles larges à forte croissance) quoique encore de petite taille. L'objectif principal de cette étude, est de présenter à la fois le potentiel actuel de stockage d'anhidride carbonique du vert urbain dans les zones étudiées et son efficacité potentielle future. Un autre objectif est de déterminer les courbes de croissance des arbres dans les zones urbaines, pour estimer non seulement les volumes des arbres mais aussi leur ombrage actuel et future. En ce qui concerne la simulation du stockage du CO2, la recherche a mis en évidence le potentiel des zones vertes de Pérouse où il y a des espèces d'arbres particulièrement efficaces pour le stockage du dioxyde de carbone, bien que de taille encore réduite. À l'inverse, la valeur la plus faible des espèces observées à Cascais peut être attribuée à la prédominance de Cupressus sempervirens et de Pinus pinea: deux espèces peu efficaces même si en grande taille, avec des valeurs moyennes du diamètre de l'arbre (DBH) supérieures à 50 cm. Para poner de relieve el valor ecosistémico de los árboles en el medio ambiente urbano, se llevó a cabo un instrumento de financiación de la UE para el medio ambiente y la acción climática – Proyecto LIFE – en el que participaron cuatro ciudades mediterráneas como casos de estudio: Salónica en Grecia, Cascais en Portugal y Perugia y Bolonia en Italia. La metodología utilizada para evaluar el almacenamiento de CO2 y las zonas de sombra puso de manifiesto la utilidad de recopilar datos tanto sobre el verde urbano actual en las zonas investigadas por el proyecto como sobre el rendimiento potencial futuro del mismo verde para evaluar su eficiencia en las próximas décadas (2030–2050). El menor potencial futuro de algunas ciudades para el almacenamiento de CO2 puede atribuirse a que tienen “verde urbano” más antiguos en comparación con otros municipios. Una proyección para los próximos 30 años sobre la base de los resultados del censo en las 4 zonas estudiadas puso de manifiesto el potencial de algunas zonas verdes caracterizadas por la presencia de especies arbóreas eficientes para el almacenamiento de carbono (plantas latifoliadas de alto crecimiento), aunque todavía de pequeño tamaño. El objetivo principal de este estudio era presentar tanto el potencial actual de almacenamiento de carbono de los activos verdes urbanos en las zonas estudiadas como su eficiencia potencial futura. Otro objetivo del trabajo era desarrollar curvas de crecimiento de los árboles en las zonas urbanas, no sólo para estimar los volúmenes de árboles sino también para estimar las áreas de sombra presentes y futuras relacionadas con la presencia de plantas leñosas. En cuanto a la simulación del almacenamiento de CO2, la investigación puso de manifiesto el potencial de las zonas verdes de Perugia que presentan especies arbóreas especialmente eficientes en el almacenamiento de carbono, aunque de pequeño tamaño en lo stato actual. Por el contrario, el valor más bajo presentado por las especies registradas en Cascais estuvo influenciado por el predominio de Cupressus sempervirens y Pinus pinea: dos especies no particularmente eficientes y de gran tamaño con valores medios de diámetro del árbol (DBH) superiores a 50 cm.