Artículo Original

Lourdes Rubatino Santizo ^1*

 lourdes.rubatino@up.ac.pa

 https://orcid.org/0000-0003-2744-8414

Edgardo Gutiérrez¹

 edgardogutierrezv@up.ac.pa

 https://orcid.org/0000-0002-1393-9143

Wendy Requena¹

 wendy.requena-f@up.ac.pa

 https://orcid.org/0009-0000-9278-7477

Francisco Farnum Castro¹

 francisco.farnum@up.ac.pa

 https://orcid.org/0000-0002-5879-2296

¹Universidad de Panamá, ciudad Panamá, Panamá.

* Autor para la correspondencia: Lourdes Rubatino Santizo, Email: lourdes.rubatino@up.ac.pa

Resumen:
La selección de especies arbóreas en ciudades tropicales ha priorizado criterios ornamentales, pero limita los servicios ecosistémicos y genera conflictos con la infraestructura urbana. Este estudio desarrolla un marco de clasificación funcional aplicado a la Ciudad de Panamá, con la integración de atributos ecológicos, estructurales y operativos. La metodología emplea el Perfil Funcional Urbano (con variables como porte arbóreo, copa, raíz, tolerancia a condiciones restrictivas y servicios ecosistémicos) y el Índice Funcional del Árbol Urbano (UTFI), una herramienta multicriterio que compara el desempeño funcional entre especies. Los resultados confirman una relación positiva entre el tamaño del árbol y servicios como captura de carbono, regulación térmica e intercepción de lluvia, y evidencian el rol dominante de las especies estructurantes de gran porte. Se concluye que la planificación del arbolado tropical debe adoptar enfoques funcionales integrados. El UTFI permite seleccionar especies que maximicen el confort térmico en espacios públicos y reduzcan la exposición a temperaturas extremas en comunidades vulnerables. De este modo, el arbolado funcional se convierte en una herramienta de equidad ambiental que mejora la calidad de vida y reduce las desigualdades en el acceso a los beneficios ecosistémicos dentro de la Ciudad de Panamá.

Palabras clave: Infraestructura verde urbana, Servicios ecosistémicos, Silvicultura urbana, Clasificación funcional, Ciudades tropicales.

Abstract:

The selection of tree species in tropical cities has prioritized ornamental criteria, but this limits ecosystem services and generates conflicts with urban infrastructure. This study develops a functional classification framework applied to Panama City, integrating ecological, structural, and operational attributes. The methodology employs the Urban Functional Profile (with variables such as tree size, crown architecture, root behavior, tolerance to restrictive conditions, and ecosystem service provision) and the Urban Tree Functional Index (UTFI), a multicriteria tool that compares functional performance across species. Results confirm a positive relationship between tree size and services such as carbon sequestration, thermal regulation, and rainfall interception, and highlight the dominant role of large-statured structural species. It is concluded that tropical urban forestry planning should adopt integrated functional approaches. The UTFI enables the selection of species that maximize thermal comfort in public spaces and reduce exposure to extreme temperatures in vulnerable communities. In this way, functional urban trees become a tool for environmental equity, improving quality of life and reducing inequalities in access to ecosystem benefits within Panama City.

Keywords: Urban green infrastructure, Ecosystem services, Urban forestry, Functional classification, Tropical cities.

Recibido: 15 abril del 2026

Aceptado: 28 de junio del 2026

Introducción

La urbanización acelerada en regiones tropicales constituye uno de los procesos más determinantes en la transformación de los sistemas socioecológicos contemporáneos. Este fenómeno ha generado alteraciones significativas en los balances energéticos urbanos, con intensificación del efecto de isla de calor, modificación de los patrones hidrológicos y reducción progresiva de la cobertura vegetal (Gill et al., 2007; Livesley et al., 2016). En este escenario, la infraestructura verde urbana emerge como un componente estratégico para la mitigación de estos impactos, al integrar soluciones basadas en la naturaleza dentro de la planificación territorial (Benedict & McMahon, 2006).

Dentro de este marco, el arbolado urbano representa uno de los elementos más relevantes, no solo por su capacidad para generar beneficios ambientales directos, sino por su rol estructural en la configuración del paisaje urbano. Los árboles contribuyen a la regulación térmica mediante la provisión de sombra y evapotranspiración, favorecen la captura y almacenamiento de carbono, mejoran la calidad del aire y participan en la interceptación y redistribución de las precipitaciones (Escobedo et al., 2011; Nowak & Dwyer, 2007). La magnitud de estos servicios ecosistémicos se asocia estrechamente a características estructurales del árbol, como su tamaño, biomasa y arquitectura de copa, lo que evidencia la importancia del porte arbóreo en el desempeño funcional del sistema urbano (McPherson et al., 2016).

El impacto social de una planificación funcional del arbolado urbano es profundo y frecuentemente subestimado. Una infraestructura verde bien diseñada reduce la exposición de la población a temperaturas extremas, disminuye los costos energéticos asociados a la refrigeración de viviendas y mejora la salud respiratoria mediante la filtración de contaminantes atmosféricos. En ciudades tropicales con alta desigualdad socioespacial, el acceso desigual al arbolado genera disparidades en el confort térmico y en la calidad ambiental entre distintos sectores urbanos. Por lo tanto, incorporar criterios funcionales en la selección de especies no solo optimiza beneficios ecológicos, sino que también promueve equidad social y bienestar comunitario, especialmente en barrios vulnerables donde la cobertura vegetal es escasa.

En el contexto del cambio climático y la creciente vulnerabilidad de las ciudades tropicales, la infraestructura verde ha sido reconocida como una estrategia clave para la adaptación urbana y la mitigación de impactos ambientales. Organismos internacionales destacan que el arbolado urbano contribuye de manera significativa a la regulación térmica, la captura de carbono y la gestión del agua en entornos urbanos. En este sentido, la planificación del arbolado debe orientarse hacia enfoques funcionales que maximicen la provisión de servicios ecosistémicos en función de las condiciones ambientales y urbanas específicas.

A pesar de esta evidencia, la selección de especies en entornos urbanos responde, en gran medida, a criterios estéticos, disponibilidad en viveros o preferencias culturales, lo que limita su eficiencia funcional y favorece la aparición de conflictos con la infraestructura construida, como daños a aceras, interferencias con redes de servicios y problemas de estabilidad estructural (Conway & Vander, 2015; Roman et al., 2014). Esta situación adquiere mayor complejidad en ciudades tropicales, donde las condiciones ambientales imponen restricciones adicionales, como suelos compactados, alta pluviosidad, variabilidad hídrica y eventos climáticos extremos (Roy et al., 2012; Sjöman et al., 2018).

En esta circunstancia, resulta necesario avanzar hacia enfoques metodológicos que permitan evaluar el arbolado urbano desde una perspectiva funcional, con integración de atributos ecológicos, estructurales y operativos en un marco de análisis sistemático. Este cambio de enfoque implica reconocer al árbol no como un elemento ornamental aislado, sino como una unidad funcional dentro de un sistema de infraestructura verde urbana.

El presente estudio tiene como objetivo desarrollar un marco metodológico de clasificación funcional de especies arbóreas aplicable a ciudades tropicales, con énfasis en la Ciudad de Panamá. De manera complementaria, se propone el Índice Funcional del Árbol Urbano (UTFI) como herramienta multicriterio para comparar el desempeño ecosistémico relativo de las especies y apoyar la toma de decisiones en la planificación del arbolado urbano.

Materiales y métodos

Área de estudio

El estudio se desarrolló en la Ciudad de Panamá, ubicada en la región tropical húmeda de Centroamérica. Esta ciudad presenta un régimen climático con precipitaciones anuales superiores a 2000 mm, temperaturas medias elevadas y una marcada estacionalidad entre periodos lluviosos y secos. Estas condiciones, propias del clima tropical monzónico, interactúan con procesos intensivos de urbanización y generan un entorno altamente restrictivo para el desarrollo del arbolado urbano. Las principales limitaciones incluyen la compactación del suelo, la reducción del volumen radicular disponible, la variabilidad en la disponibilidad hídrica y la interferencia frecuente con la infraestructura construida. Estos factores inciden directamente en la estabilidad, el crecimiento y la longevidad de las especies arbóreas en el entorno urbano.

La matriz urbana presenta una configuración heterogénea con zonas de alta densidad edificada, áreas residenciales, espacios institucionales y sectores asociados a sistemas hídricos (ríos, quebradas y zonas costeras). Esta diversidad de condiciones ofrece un marco adecuado para la evaluación del desempeño funcional de las especies bajo distintos gradientes de estrés ambiental.

Enfoque metodológico

El estudio adoptó un enfoque metodológico de carácter aplicado, basado en la integración de criterios cualitativos y cuantitativos para la evaluación funcional de especies arbóreas en entornos urbanos tropicales. Este enfoque se sustenta en el marco conceptual de la ecología funcional, que propone la selección de especies según sus rasgos adaptativos y su capacidad de respuesta a condiciones ambientales específicas (Sjöman et al., 2018; Vogt et al., 2015).

Se desarrolló el Perfil Funcional Urbano (PFU) como herramienta analítica para la caracterización del comportamiento de las especies en el entorno urbano. Este perfil integra variables estructurales, ecológicas y operativas, y permite una evaluación sistemática del desempeño del arbolado dentro del sistema de infraestructura verde urbana. El enfoque propuesto representa una transición desde modelos tradicionales de selección basados en atributos ornamentales hacia un esquema de evaluación técnica fundamentado en la funcionalidad ecológica y la adaptación a condiciones de estrés urbano. De esta manera, se busca optimizar la provisión de servicios ecosistémicos y reducir los conflictos con la infraestructura construida.

Variables funcionales y criterios de evaluación

La evaluación funcional de las especies se estructuró a partir de un conjunto integrado de variables seleccionadas por su relevancia en el desempeño del arbolado urbano en condiciones tropicales. Se consideraron variables estructurales asociadas al porte arbóreo: altura máxima potencial y extensión de la copa. Estas variables determinan la capacidad de generación de sombra y la contribución a la configuración del dosel urbano. También se evaluó la arquitectura de la copa en términos de densidad foliar, forma y capacidad de intercepción de radiación solar.

El análisis del sistema radical consideró su profundidad, patrón de expansión y grado de interacción con el entorno construido, con el fin de evaluar la compatibilidad de las especies con la infraestructura urbana. Se incorporaron variables de tolerancia ambiental relacionadas con la capacidad adaptativa frente a condiciones de estrés urbano: compactación del suelo, variabilidad hídrica y perturbaciones antrópicas. Para la provisión de servicios ecosistémicos, se consideraron cuatro dimensiones principales: regulación térmica mediante sombra, captura de carbono, intercepción de lluvia y soporte a la biodiversidad urbana. Finalmente, se integró un componente de compatibilidad operativa asociado a requerimientos de mantenimiento, adaptabilidad a espacios restringidos y viabilidad de implementación en diferentes tipologías de espacio público.

Clasificación funcional de las especies

A partir de las variables funcionales evaluadas, las especies arbóreas se clasificaron en categorías según su comportamiento estructural, ecológico y operativo dentro del sistema urbano. La clasificación se fundamenta en la integración de atributos de porte, arquitectura de copa, desempeño ecosistémico y compatibilidad con el entorno construido, lo que permite establecer tipologías funcionales con implicaciones directas en la planificación urbana. El proceso de clasificación se realizó mediante un análisis comparativo de los valores asignados a cada variable funcional, con identificación de patrones de desempeño consistentes entre especies. Se definieron cuatro categorías funcionales principales:

Especies estructurantes de gran sombra: presentan elevado porte arbóreo, amplia expansión de copa y alta capacidad de generación de biomasa. Estas especies alcanzan valores superiores en las variables de provisión de sombra (Cs) y captura de carbono (CO₂), lo que las posiciona como elementos dominantes en la regulación térmica urbana y en la mitigación del cambio climático. Su rol dentro del sistema de infraestructura verde es estructural, como componentes principales del dosel urbano y con contribución significativa a la modificación del microclima.

Especies de sombra media: presentan un desarrollo estructural intermedio, con valores moderados en cobertura de copa y biomasa. Estas especies cumplen una función de conectividad dentro del sistema arbóreo urbano, con favorecimiento de la continuidad del dosel y la distribución espacial de los servicios ecosistémicos. Su implementación resulta adecuada en corredores urbanos y espacios de escala media, como elementos complementarios de regulación térmica.

Especies ornamentales de porte controlado: se caracterizan por su menor tamaño y su alta adaptabilidad a espacios urbanos restringidos. Presentan valores bajos en variables de provisión de servicios ecosistémicos a gran escala, pero destacan por su compatibilidad operativa, bajo requerimiento de mantenimiento y valor paisajístico. Su función en el sistema urbano es principalmente estética y de soporte complementario a la biodiversidad urbana.

Especies ribereñas y de adaptación hídrica: presentan rasgos funcionales asociados a la tolerancia a condiciones de saturación hídrica y variabilidad en la disponibilidad de agua. Muestran un desempeño destacado en variables de intercepción de lluvia (Ir) y resiliencia (Rs), con un papel fundamental en la regulación del ciclo hidrológico urbano, la estabilización de suelos y la mitigación de procesos erosivos. Su implementación resulta estratégica en zonas asociadas a cuerpos de agua, drenajes urbanos y áreas con riesgo de inundación.

Para reducir la subjetividad en el proceso de clasificación, cada categoría se delimitó mediante rangos funcionales relativos derivados de la evaluación comparativa de las variables del Perfil Funcional Urbano y del Índice Funcional del Árbol Urbano (UTFI). De esta manera, la asignación de especies a cada categoría responde a patrones consistentes de desempeño y no solo a criterios descriptivos. Se establecieron rangos cuantitativos relativos para las principales variables funcionales (Tabla 1), lo que asegura consistencia y replicabilidad del modelo.

Tabla 1. Criterios cuantitativos para la clasificación funcional del arbolado urbano.

Los rangos establecidos corresponden a valores funcionales relativos derivados de la estandarización de variables en una escala de 0 a 10. Estos criterios permiten la clasificación de las especies según su desempeño ecosistémico y su comportamiento estructural en entornos urbanos tropicales. La delimitación de los intervalos se fundamenta en la evaluación comparativa de variables funcionales y en la coherencia con el UTFI.

Índice Funcional del Árbol Urbano (UTFI)

Para la evaluación cuantitativa del desempeño funcional de las especies arbóreas, se desarrolló el UTFI como una herramienta de análisis multicriterio basada en un modelo aditivo lineal de agregación ponderada. Este enfoque se usa ampliamente en la evaluación de sistemas complejos, porque permite la integración de variables heterogéneas en un único indicador sintético de desempeño.

Para garantizar la comparabilidad entre variables y evitar distorsiones por diferencias en unidades de medida, todas las variables se estandarizaron en una escala ordinal de 0 a 10. En esta escala, 0 representa un desempeño funcional nulo o muy bajo y 10 corresponde a un desempeño óptimo dentro del contexto urbano evaluado.

El índice se define en la Ecuación (1):

UTFI=0.30Cs+0.25CO2+0.20Ir+0.15Bd+0.10Rs (1)

donde Cₛ = provisión de sombra, CO₂ = captura de carbono, Iᵣ = intercepción de lluvia, B_d = contribución a la biodiversidad y Rₛ = resiliencia de la especie frente a condiciones de estrés urbano.

La asignación de ponderaciones responde a la importancia relativa de cada variable en la provisión de servicios ecosistémicos en ciudades tropicales. Se priorizan las variables de regulación térmica (Cₛ) y captura de carbono (CO₂) por su relevancia en la mitigación del cambio climático y en la adaptación a condiciones de estrés térmico urbano. Esta ponderación se fundamenta en evidencia de la literatura científica (Nowak et al., 2006; McPherson et al., 2016; Roy et al., 2012) y en criterios técnicos del contexto urbano tropical.

La asignación de valores a cada variable se realizó mediante un proceso de evaluación comparativa basado en rangos funcionales de la literatura científica, complementado con juicio experto. Para reducir la subjetividad, se establecieron criterios de clasificación ordinal (bajo, medio, alto) y luego se transformaron a una escala numérica de 0 a 10. Este procedimiento mantiene la consistencia interna en la evaluación y facilita la replicabilidad del índice en otros contextos urbanos.

El modelo conceptual del índice y su integración con el sistema de clasificación funcional se presentan en la Figura 1. Este modelo ilustra la articulación entre variables estructurales (porte arbóreo y arquitectura de copa), variables ecológicas (captura de carbono, regulación térmica, intercepción de lluvia y soporte a la biodiversidad) y criterios operativos (resiliencia y adaptabilidad urbana). A partir de esta integración, se genera un proceso de evaluación multicriterio para el cálculo del UTFI como indicador sintético del desempeño funcional de las especies arbóreas en entornos urbanos tropicales.

El UTFI permite la comparación de especies según su contribución a los servicios ecosistémicos y el establecimiento de criterios objetivos para su clasificación funcional dentro del sistema de infraestructura verde urbana. De esta manera, el índice constituye una herramienta operativa para la toma de decisiones en planificación urbana, con facilitación de la selección de especies según su desempeño integral y su compatibilidad con las condiciones del entorno.

Fig 1. Modelo conceptual del Índice Funcional del Árbol Urbano (UTFI) en ciudades tropicales.

Validación del índice y análisis de sensibilidad

Para la evaluación de la estabilidad y consistencia del UTFI, se realizó un análisis de sensibilidad mediante la variación controlada de los coeficientes de ponderación de cada variable funcional. Las ponderaciones se ajustaron en rangos de ±10% y ±20% respecto a los valores originales, con el fin de analizar la respuesta del índice ante cambios en la importancia relativa de los componentes.

Los resultados mostraron que estas variaciones no alteraron la jerarquización relativa de las especies evaluadas, lo que indica una estructura robusta y estable del índice frente a modificaciones razonables en los pesos asignados. Este comportamiento sugiere que el índice no depende de manera crítica de una configuración específica de ponderaciones, sino que refleja patrones consistentes de desempeño funcional entre especies.

De manera complementaria, se evaluó la relación entre el tamaño del árbol (indicador proxy de biomasa) y la capacidad de captura de carbono. El análisis mostró una asociación positiva consistente entre ambas variables, lo que respalda la hipótesis de que el porte arbóreo constituye un factor determinante en la provisión de servicios ecosistémicos urbanos.

Este análisis se interpreta en términos de tendencia funcional y no como una inferencia estadística generalizable, porque el conjunto de datos corresponde a una muestra representativa de especies y no a un muestreo probabilístico de poblaciones arbóreas urbanas. Por lo tanto, los resultados se entienden como evidencia exploratoria que refuerza la coherencia ecológica del modelo propuesto. La validación del índice se presenta en la Figura 2, con ilustración de la estabilidad del UTFI frente a variaciones en las ponderaciones y de la relación observada entre variables estructurales y desempeño ecosistémico. La consistencia en la jerarquización de especies y la tendencia positiva entre tamaño y captura de carbono respaldan la utilidad del índice como herramienta de evaluación funcional en contextos urbanos tropicales.

Caso aplicado

Para la evaluación de la aplicabilidad del marco metodológico propuesto en condiciones reales de planificación urbana, se desarrolló un caso aplicado con un conjunto de especies representativas del arbolado urbano de la Ciudad de Panamá. La selección de las especies se realizó según criterios de frecuencia de uso, distribución espacial y relevancia funcional dentro del sistema de infraestructura verde urbana, con consideración de su presencia en distintos contextos urbanos y su representatividad dentro de las categorías funcionales definidas.

Cada especie se evaluó mediante el UTFI, a partir de la asignación de valores a las variables funcionales del Perfil Funcional Urbano. Este proceso permitió la cuantificación del desempeño relativo de las especies y la comparación de su contribución a la provisión de servicios ecosistémicos en el entorno urbano. La aplicación del índice evidenció diferencias consistentes en el desempeño funcional entre las especies evaluadas, con identificación de patrones asociados a las categorías funcionales predefinidas. Las especies estructurantes de mayor porte presentaron valores más elevados del índice, asociados a una mayor provisión de sombra y captura de carbono. Las especies de menor escala mostraron un desempeño más limitado en estas dimensiones, pero mayor compatibilidad con espacios urbanos restringidos.

Fig 2. Validación del Índice Funcional del Árbol Urbano (UTFI): análisis de sensibilidad, coherencia interna y relación funcional entre variables.

Este análisis aplicado permitió la validación de la coherencia interna del índice y de su capacidad para discriminar entre niveles de desempeño funcional, lo que refuerza su utilidad como herramienta de apoyo a la toma de decisiones en la planificación del arbolado urbano. El UTFI demostró ser un instrumento operativo que facilita la selección de especies según criterios técnicos y contribuye a la optimización de la configuración de la infraestructura verde en ciudades tropicales.

Limitaciones del estudio

El estudio presenta limitaciones asociadas al uso de rangos derivados de literatura y juicio experto, así como a la ausencia de mediciones empíricas directas. El índice debe interpretarse como una herramienta de evaluación relativa y no como una medida absoluta. La selección de especies no es exhaustiva, por lo que la generalización de los resultados requiere cautela. Futuras investigaciones pueden incorporar datos de campo y métodos avanzados de ponderación para el fortalecimiento de la precisión del modelo.

Resultados-discusión

Clasificación funcional del arbolado urbano

La aplicación del marco metodológico de clasificación funcional permite organizar las especies arbóreas evaluadas en cuatro categorías diferenciadas: especies estructurantes de gran sombra, especies de sombra media, ornamentales de porte controlado y especies ribereñas y de adaptación hídrica. Esta agrupación evidencia patrones consistentes en el comportamiento estructural y funcional de las especies dentro del sistema urbano.

Las especies estructurantes de gran sombra presentan los mayores valores en variables asociadas al porte arbóreo, expansión de copa y provisión de sombra, lo que se traduce en una alta capacidad de interceptación de radiación solar. Estas características las posicionan como los elementos dominantes en la configuración del dosel urbano. Las especies de sombra media muestran valores intermedios en las variables estructurales, con una adecuada combinación entre desarrollo de copa y compatibilidad espacial. Este grupo evidencia una distribución funcional que favorece la continuidad del dosel urbano en espacios de escala media.

En contraste, las especies ornamentales de porte controlado registran los valores más bajos en variables relacionadas con biomasa y cobertura de copa. No obstante, presentan una mayor adaptabilidad a condiciones de restricción espacial, lo que se refleja en su viabilidad de implementación en entornos urbanos densamente construidos. Por su parte, las especies ribereñas y de adaptación hídrica evidencian un comportamiento diferenciado, caracterizado por valores relativamente altos en variables relacionadas con intercepción de lluvia y resiliencia frente a condiciones de saturación hídrica. Estas características las vinculan con funciones específicas en contextos asociados a regulación hídrica.

En conjunto, los resultados muestran una diferenciación clara entre categorías funcionales, asociada a la variación en el porte arbóreo, la arquitectura de copa y la capacidad de provisión de servicios ecosistémicos. Esta diferenciación permite identificar patrones estructurales consistentes en el arbolado urbano evaluado.

Desempeño ecosistémico por categoría funcional

El análisis comparativo del desempeño ecosistémico evidencia diferencias consistentes entre las categorías funcionales evaluadas. Tal como se presenta en la Tabla 1, las especies estructurantes de gran sombra registran los valores más altos en cobertura de sombra, captura de carbono e intercepción de lluvia. Las especies de sombra media muestran valores intermedios en estos indicadores, manteniendo una contribución relevante en la provisión de servicios ecosistémicos, aunque en menor magnitud que las especies estructurantes. En contraste, las especies ornamentales de porte controlado presentan los valores más bajos en términos de cobertura de sombra y captura de carbono.

Por su parte, las especies ribereñas y de adaptación hídrica evidencian un comportamiento diferenciado, con valores relativamente altos en intercepción de lluvia y rangos variables en captura de carbono, ello refleja su especialización funcional en contextos asociados a regulación hídrica.

En conjunto, los resultados muestran una diferenciación clara en la magnitud de los servicios ecosistémicos entre categorías funcionales, asociada a variaciones en el porte arbóreo y la arquitectura de copa. Ver tabla 2.

Tabla 2. Desempeño ecosistémico estimado según categoría funcional.

Nota: Los valores representan rangos funcionales derivados de la literatura y de la evaluación comparativa de especies en contextos urbanos tropicales.

Aplicación del Índice Funcional del Árbol Urbano (UTFI)

La aplicación del Índice Funcional del Árbol Urbano (UTFI) permite sintetizar el desempeño funcional de las especies evaluadas en un valor cuantitativo único, y facilita su comparación dentro del sistema urbano. La desagregación de las variables funcionales utilizadas en el cálculo del índice se presenta en la Tabla 3.

Tabla 3. Variables funcionales y valores del UTFI por especie.

Los valores del UTFI evidencian diferencias en el desempeño funcional entre las especies evaluadas. Terminalia catappa registra el valor más alto del índice, seguida por Inga edulis y Tabebuia rosea. En contraste, Lagerstroemia speciosa y Cassia fistula presentan los valores más bajos dentro del conjunto analizado.

Validación del índice y análisis de sensibilidad del UTFI

El análisis de sensibilidad aplicado al Índice Funcional del Árbol Urbano (UTFI) evidencia que el índice mantiene una estructura estable frente a variaciones moderadas en los coeficientes de ponderación. Las modificaciones de ±10% y ±20% en los pesos asignados a las variables no alteran la jerarquización relativa de las especies evaluadas, lo que indica consistencia en la estructura del índice.

En términos de contribución relativa, las variables asociadas a la provisión de sombra (Cₛ) y a la captura de carbono (CO₂) muestran una mayor influencia sobre el valor final del índice, mientras que las variables relacionadas con biodiversidad (Bd) y resiliencia (Rₛ) presentan una menor variabilidad en su contribución.

Adicionalmente, el análisis de correlación entre el tamaño del árbol, considerado como indicador proxy de biomasa, y la captura de carbono evidencia una relación positiva consistente (r = 0.87). Este resultado refleja un patrón funcional entre variables estructurales y desempeño ecosistémico dentro del conjunto de especies evaluadas.

Relación entre tamaño del árbol y provisión de servicios ecosistémicos

El análisis de la relación entre el tamaño del árbol y la provisión de servicios ecosistémicos muestra una tendencia positiva consistente, donde el incremento del porte arbóreo se asocia con mayores valores en captura de carbono, regulación térmica e intercepción de lluvia.

Como se observa en la Figura 3, esta relación presenta un comportamiento creciente de tipo no lineal, donde las especies de mayor tamaño concentran los valores más elevados de desempeño ecosistémico. En contraste, las especies de menor escala registran valores inferiores en estas variables.

La figura ilustra la relación funcional entre el incremento de la biomasa arbórea y la magnitud de los servicios ecosistémicos, con evidencia de patrones diferenciados entre grupos de especies en función de su porte estructural.

Fig 3. Relación funcional entre el tamaño estructural del árbol y la captura de carbono en especies arbóreas urbanas.

Relación entre el tamaño del árbol y la provisión de servicios ecosistémicos en entornos urbanos. Se observa una tendencia creciente no lineal entre el incremento del tamaño arbóreo (biomasa) y variables como captura de carbono, regulación térmica e intercepción de lluvia.

Implicaciones funcionales para la planificación urbana

Los resultados obtenidos evidencian que la clasificación funcional y el Índice Funcional del Árbol Urbano (UTFI) permiten identificar diferencias en el desempeño de las especies dentro del sistema urbano, con proporción de criterios técnicos para su selección en procesos de planificación. Las especies con valores más altos del índice se asocian con una mayor provisión de servicios ecosistémicos, particularmente en términos de regulación térmica y captura de carbono, mientras que las especies de menor porte presentan una mayor adaptabilidad a espacios urbanos restringidos.

En el contexto de la Ciudad de Panamá, caracterizado por alta pluviosidad, condiciones térmicas exigentes y crecimiento urbano acelerado, estos resultados permiten establecer criterios diferenciados para la selección de especies en función de las condiciones del entorno y los objetivos de planificación.

Discusión

Los resultados muestran con claridad que clasificar el arbolado urbano desde un enfoque funcional aporta una base más sólida para planificar la infraestructura verde en ciudades tropicales. Al analizar las especies según su desempeño estructural, ecológico y operativo, se supera la lógica tradicional centrada en lo ornamental y se avanza hacia una gestión orientada a la provisión de servicios ecosistémicos.

Este enfoque se alinea con principios contemporáneos de planificación urbana, como la regla 3–30–300, que plantea la necesidad de asegurar cobertura arbórea a diferentes escalas para maximizar beneficios ambientales. En este marco, el arbolado urbano deja de ser un elemento decorativo y se consolida como infraestructura ecológica estratégica dentro del sistema urbano.

Más allá de los beneficios ecológicos, los hallazgos de este estudio tienen implicaciones sociales directas. La distribución desigual del arbolado funcional en la Ciudad de Panamá reproduce patrones de inequidad ambiental, donde los sectores de menor nivel socioeconómico presentan una menor cobertura de especies estructurantes de gran sombra y, por lo tanto, una mayor exposición a temperaturas extremas y menor confort térmico en espacios públicos. En este sentido, la adopción del UTFI como criterio de planificación permite orientar la inversión en infraestructura verde hacia las comunidades más vulnerables, con reducción de las disparidades en el acceso a servicios ecosistémicos como la regulación térmica, la mejora de la calidad del aire y la reducción del estrés hídrico. De esta forma, el arbolado urbano funcional se consolida no solo como una solución ambiental, sino como una herramienta de justicia social y bienestar comunitario en el contexto tropical.

Uno de los patrones más consistentes observados es la relación positiva entre el tamaño del árbol y la magnitud de los servicios ecosistémicos. A medida que aumenta el porte arbóreo, también lo hace su capacidad para regular la temperatura, capturar carbono e interceptar la precipitación. Este comportamiento, de carácter no lineal, coincide con lo reportado en la literatura, donde la biomasa se reconoce como un factor determinante en la provisión de servicios ecosistémicos urbanos (Nowak et al., 2006; McPherson et al., 2016).

El análisis de la distribución funcional del arbolado permite comprender la estructura del sistema urbano. Se observa que las especies ornamentales de porte controlado presentan la mayor frecuencia relativa, pero registran los valores más bajos del índice UTFI. Esta situación sugiere que la configuración del arbolado urbano continúa como respuesta en gran medida a criterios estéticos, lo que puede limitar la eficiencia del sistema en la provisión de servicios ecosistémicos clave.

En contraste, las especies estructurantes de gran sombra, aunque menos abundantes, concentran los valores más altos del índice. Su contribución a la regulación microclimática urbana resulta determinante, lo que refuerza la importancia del porte arbóreo como variable estructural clave en la planificación del arbolado urbano.

Un aspecto particularmente relevante es el caso de Terminalia catappa, que presenta uno de los valores más altos del índice UTFI debido a su elevada capacidad de provisión de sombra y captura de carbono. Sin embargo, esta especie es también conocida por su sistema radicular superficial y expansivo, que puede generar conflictos con la infraestructura urbana, especialmente en aceras y superficies pavimentadas.

Este caso evidencia la existencia de trade-offs funcionales en el arbolado urbano, donde especies con alto desempeño ecosistémico pueden simultáneamente presentar diservicios asociados a su interacción con el entorno construido. En este contexto, el UTFI no busca eliminar estas tensiones, sino integrarlas dentro de un marco de evaluación comparativa que permita reconocer tanto beneficios como limitaciones de cada especie.

En consecuencia, la interpretación del índice debe realizarse en conjunto con criterios de compatibilidad espacial y condiciones del sitio, evitando su aplicación aislada. Desde una perspectiva de planificación urbana, esto implica que especies como Terminalia catappa deben ser priorizadas en espacios amplios o áreas con menor restricción de infraestructura, donde sus beneficios puedan maximizarse sin generar impactos negativos significativos.

Las especies de sombra media cumplen un rol intermedio dentro del sistema, contribuyen así, a la continuidad del dosel urbano y a la distribución espacial de los servicios ecosistémicos, particularmente en corredores urbanos. Por su parte, las especies ribereñas desempeñan funciones críticas en la regulación hídrica y la estabilización de suelos, especialmente en ciudades tropicales caracterizadas por alta pluviosidad (Livesley et al., 2016).

En conjunto, estos resultados evidencian la necesidad de avanzar hacia una planificación funcional del arbolado urbano, orientada a equilibrar la composición de especies en función de su desempeño ecosistémico y su compatibilidad con el entorno urbano. Estudios previos han demostrado que el arbolado urbano contribuye a la regulación térmica y captura de carbono y también a la mejora de la calidad del aire y la reducción de contaminantes (Escobedo et al., 2011).

Asimismo, la incorporación de criterios funcionales en la selección de especies permite evaluar con mayor precisión su adaptación al entorno urbano y su capacidad de provisión de servicios ecosistémicos. Este enfoque, respaldado por investigaciones recientes (Sjöman et al., 2018), facilita la transición hacia esquemas de planificación más integrales, particularmente necesarios en ciudades tropicales.

El índice UTFI permite sintetizar esta complejidad en un indicador operativo de fácil interpretación. Su estabilidad frente a variaciones en las ponderaciones y su coherencia con los patrones observados refuerzan su utilidad como herramienta de apoyo a la toma de decisiones en planificación urbana.

El predominio de especies ornamentales de bajo desempeño funcional no es exclusivo de este estudio, sino que refleja una tendencia común en diversas ciudades latinoamericanas, donde la selección de especies continúa como respuesta a criterios paisajísticos. Si bien estas especies cumplen un rol importante en la configuración del espacio urbano, su uso predominante puede limitar la capacidad del sistema para enfrentar desafíos asociados al cambio climático.

Finalmente, la diversificación funcional del arbolado urbano emerge como un elemento clave para incrementar la resiliencia del sistema frente a perturbaciones ambientales. Sistemas con mayor diversidad funcional tienden a ser más estables y a responder mejor ante condiciones de estrés, ello resulta fundamental en escenarios de cambio climático (Roman et al., 2014; Vogt et al., 2015).

En definitiva, los resultados confirman que integrar criterios funcionales en la planificación del arbolado urbano permite construir sistemas más eficientes, resilientes y adaptados a las condiciones tropicales. El marco metodológico de clasificación funcional y el Índice Funcional del Árbol Urbano (UTFI) pueden aplicarse en otras ciudades, siempre que se ajusten sus parámetros a las condiciones locales, lo que amplía su utilidad y su alcance científico.

Conclusiones

El presente estudio demuestra que la selección funcional de especies arbóreas constituye un enfoque metodológico sólido para la mejora de la eficiencia de la infraestructura verde urbana en ciudades tropicales. La clasificación funcional propuesta evidencia que el arbolado urbano no debe entenderse como un conjunto homogéneo de elementos paisajísticos, sino como un sistema estructurado donde las especies cumplen funciones diferenciadas según sus características ecológicas y estructurales.

Los resultados confirman que el porte arbóreo representa un factor determinante en la provisión de servicios ecosistémicos, especialmente en regulación térmica y captura de carbono. Las especies estructurantes de gran sombra concentran una mayor capacidad funcional, mientras que las especies ornamentales, aunque útiles en espacios restringidos, presentan una contribución limitada a escala urbana.

El desarrollo del Índice Funcional del Árbol Urbano (UTFI) permite la integración de múltiples variables en un indicador sintético de fácil interpretación, lo que facilita la comparación entre especies y su clasificación dentro de un sistema funcional. La estabilidad del índice frente a variaciones en las ponderaciones y su coherencia con los patrones funcionales observados respaldan su utilidad como herramienta operativa para la planificación, el manejo y la evaluación del arbolado urbano.

Desde el punto de vista social, los hallazgos de esta investigación revelan que la planificación funcional del arbolado urbano tiene implicaciones directas sobre la equidad ambiental y el bienestar de la población. La distribución actual de especies en la Ciudad de Panamá, dominada por árboles ornamentales de bajo desempeño funcional, deja a las comunidades más vulnerables con menor acceso a los beneficios de regulación térmica, sombra y mejora de la calidad del aire. La adopción del UTFI como criterio de planificación permite orientar la selección de especies hacia aquellas que maximizan el confort térmico en espacios públicos, con reducción de la exposición a temperaturas extremas en barrios de alta densidad y bajo nivel socioeconómico. De esta manera, el arbolado funcional se convierte en una herramienta de justicia social, porque contribuye a cerrar las brechas en el acceso a servicios ecosistémicos esenciales para la salud y la calidad de vida urbana.

Los resultados confirman que la integración de criterios funcionales en la planificación del arbolado urbano permite la construcción de sistemas más eficientes, resilientes y adaptados a las condiciones tropicales. El marco de clasificación funcional y el UTFI ofrecen una herramienta aplicable para la comparación de especies, la orientación de decisiones de plantación y la mejora de la composición del arbolado urbano. Su aplicación en otras ciudades tropicales requiere el ajuste de los parámetros a las condiciones locales, lo que abre una línea de trabajo útil para futuras investigaciones y procesos de planificación urbana.

Referencias bibliográficas

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