Interactions végétation - atmosphère: mesures et modélisation des processus de croissance du pin d'Alep

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Tabebuia heterophylla (DC) Britton: Donnees nouvelles sur la reproduction sexuee et vegetative

Des relevés de terrain ont été effectués afin d’étudier la phénologie d’une espèce des forêts de basse altitude des Antilles : le Tabebuia heterophylla. Parallèlement un stockage à basse température a pu étendre à huit mois la longévité des graines. Une technique simple de bouturage est mise au point.Field researches have been conducted on the phenology of a tree species of the West Indies lowland forests : Tabebuia heterophylla. Conjunctly, by a conservation at low temperature, the seed viability has been extended from 2 up to 8 months. A method of propagation by cuttings, easy to use, is proposed here

Effects of tension wood on specific conductivity and vulnerability to embolism of Quercus ilex seedlings grown at two atmospheric CO2 concentrations

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Drought effects on hydraulic conductivity and xylem vulnerability to embolism in diverse species and provenances of mediterranean cedars

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Influence of vegetation spatial structure on growth and water fluxes of a mixed forest: Results from the NOTG 3D model

Many natural terrestrial ecosystems, agroforestry systems, and, increasingly, forest plantations, are made of a mixture of species and display significant structural heterogeneity. Yet most carbon-based biophysical models are limited to homogeneous, monospecific canopies. We explored whether the spatial structure at the Font-Blanche experimental site, located in a mixed Mediterranean forest of Aleppo pine and holm oak in south-east France, could affect the components of the carbon and water cycles. We used NOTG, a new 3D, process-based, and individual-based model specifically developed to study the importance of the spatial structure on the carbon and water cycles of complex ecosystems. It incorporates processes involved in the energy, carbon, and water cycles at the tree (radiation interception, photosynthesis, phenology, allocation, senescence, transpiration), and soil (soil moisture, soil organic matter decomposition) levels. It is designed to handle various plant phenological types (deciduous, non opportunistic evergreen, and opportunistic evergreen), and a comprehensive description of plant C pools. The model is designed to study water and carbon fluxes at the stand scale over one to a few years. In this study, NOTG was parameterized for the Font-Blanche forest and two five-year simulations were made using either the full 3D representation, or a simplified 1D representation. Comparison of model outputs against observations at the tree, soil, and ecosystem scales, showed a much better accuracy when using the 3D representation. This illustrates the dependence of plant and ecosystem function to the above- and below-ground spatial structures, and the usefulness of such detailed models when dealing with structurally complex ecosystems

Asymmetric competition increases leaf inclination effect on light absorption in mixed canopies

The effects of leaf inclination on plant light capture, growth, and water balance of monospecific canopies are well documented, but we still lack information on such effects in the case of multispecific canopies. We investigated the effects of leaf inclination on the absorption of photosynthetically active radiation (PAR) of a mixed forest. We ran a 3D mechanistic radiation transfer model for a Mediterranean forest where Pinus halepensis makes the upper strata while Quercus ilex occupies the lower strata. As factors, we included (1) the distributions of leaf inclinations that ranged from vertical to horizontal (including the actual inclinations), (2) the fraction of diffuse light, sun position, and leaf area index (LAI), and (3) the Pinus/Quercus LAI ratio. Simulated PAR absorption was more than twice as sensitive to leaf inclination in oaks than in pines because oaks depended on PAR transmitted below the pine layer. The extent of the effect depended on season, fraction of diffuse light, LAI, and vegetation spatial structure. None of the observed inclinations maximized PAR absorption, suggesting a trade-off with water economy. Erroneous assumptions about leaf inclination lead to larger errors when modelling heterogeneous, mixed canopies. This also highlights potential caveats when using models that do not account for the spatial structure of canopies

Contrasting responses of growth traits to light regime in seedlings of three tropical rainforest species

absen

Croissance et assimilation nette foliaire de jeunes plants de dix arbres de la forêt guyanaise, cultivés à cinq niveaux d'éclairement

Growth and net assimilation rate of seedlings of ten Guianan tree species grown under five light regimes. Seedlings of ten species of tropical rainforest trees (Bocoa prouacensis, Carapa guianensis, Carapa procera, Jacaranda copaia, Platonia insignis, Qualea rosea, Recordoxylon speciosum, Sterculia excelsa, Virola surinamensis, Vouacapoua americana) occurring in successional phases were grown in shade tunnels under five relative light levels (65 %, 45 %, 25 %, 10 % and 4 % of full sunshine). The study was designed to assess the behaviour of the species in juvenile stages versus different light growth conditions. Mainly net assimilation and growth rates were recorded. For seedlings growing under 65 % of full sunlight, maximum net assimilation rates were fairly variable between the species and ranged from 3.0 to 7 μmol m-2 s-1 and the total dry matter production ranged from 8 to 286 g per plant for plants grown for 20 months. The net assimilation rate of Carapa guianensis decreased by almost 40 % between 45 % and 65 % of full sunlight. The growth performance was substantially reduced at the lowest irradiance, but the pattern varied highly between species with increasing light intensity. The light level for optimal growth for most species ranged between 25 % and 45 % of full sunlight. Nevertheless, Bocoa prouacensis, a late successional species, had a higher growth performance under the highest light intensity tested (65 %) than in lower light environments (< 45 %).(© Inra/Elsevier, Paris.)Des plantules de dix espèces d'arbres tropicaux (Bocoa prouacensis, Carapa guianensis, Carapa procera, Jacaranda copaia, Platonia insignis, Qualea rosea, Recordoxylon speciosum, Sterculia excelsa, Virola surinamensis, Vouacapoua americana) ont été élevées dans des serres tunnels sous différents régimes lumineux (65 %, 45 %, 25 %, 10 % et 4 % du plein découvert). L'objectif est de préciser le comportement des espèces au stade juvénile vis-à-vis de différentes conditions d'éclairement. L'assimilation nette foliaire et la croissance des plantules de ces espèces ont été plus particulièrement étudiées. Les valeurs maximales d'assimilation nette foliaire mesurées sur les plantules soumises à 65 % du plein éclairement étaient différentes d'une espèce à l'autre et étaient comprises entre 3,0 et 7,2 μmol m-2 s -1 tandis que la matière sèche totale produite par ces plantes âgées de vingt mois était comprise entre 8 et 286 g par plante. L'assimilation nette foliaire a été plus faible dans les conditions de faible éclairement. Chez l'espèce Carapa guianensis, une réduction d'environ 40 % du taux d'assimilation nette foliaire a été observée pour des niveaux d'éclairement compris entre 45 % et 65 % du plein découvert. La croissance maximale a sensiblement diminuée dans les conditions de faible éclairement et les taux de croissance étaient différents d'une espèce à l'autre lorsque les plantules étaient cultivées sous un régime lumineux plus fort. L'optimum de croissance, dans les conditions d'expérience, était compris entre 25 % et 45 % du plein découvert. Cependant, Bocoa prouacensis, espèce des stades tardifs de la succession, a présenté une croissance plus élevée pour l'intensité lumineuse la plus forte (65 %) que pour de plus faibles valeurs d'éclairement (< 45 %). (© Inra/Elsevier, Paris.

Temperate forest trees and stands under severe drought: a review of ecophysiological responses, adaptation processes and long-term consequences

La sécheresse exceptionnelle de 2003 a été l'occasion de faire le point de nos connaissances sur les mécanismes écophysiologiques permettant aux arbres de traverser un tel évènement climatique extrême. L'analyse a été conduite à l'échelle de l'arbre et du peuplement, tandis que l'intensité de la sécheresse a été quantifiée à l'aide d'un calcul de bilan hydrique sur neuf sites forestiers européens contrastés du réseau CARBOEUROPE. Le rôle du couvert dans les échanges avec l'atmosphère est rappelé puis intégré dans l'analyse des réductions de bilan d'eau et de carbone en 2003 dus à la régulation stomatique. Les caractéristiques du complexe sol-racine, important à la fois pour l'accès à la ressource et à l'efficience de son absorption, constituent un des premiers traits d'adaptation à la sécheresse. La réponse et les adaptations des espèces ont surtout été analysées en termes de diversité inter-spécifique de fonctionnement hydraulique et du couplage entre propriétés hydrauliques et régulation stomatique. Enfin, nous discutons l'hypothèse selon la quelle les dysfonctionnements hydrauliques ou les déficits de mise en réserve sont impliqués dans les réactions différées de croissance, de développement, d'induction de dépérissement. Par exemple, des mesures de réserves glucidiques dans les troncs de chênes menées en fin d'été 2003 ont permis de prédire l'état des couronnes des arbres au printemps 2004. Les faibles taux d'amidon étaient associés à une forte mortalité de branches et de jeunes pousses

Xylem hydraulic efficiency versus vulnerability in seedlings of four contrasting Mediterranean tree species (Cedrus atlantica, Cupressus sempervirens, Pinus halepensis and Pinus nigra)

We studied the xylem hydraulic traits and anatomy of four diverse Mediterranean conifers to determine how these species protect themselves against catastrophic xylem failure. Cedrus atlantica, Cupressus sempervirens, Pinus nigra and P. halepensis seedlings were grown for two years in pots in a greenhouse under well-watered conditions. Measurements were conducted in April and September. The vulnerability to cavitation was lower in April in the two pines and cedar whereas the conductivity was lower in the two pines and cypress. There were also large species differences in vulnerability to cavitation in September: loss of 50% conductivity occurred at -2.8 MPa in P. nigra, -3.8 MPa in C. atlantica, -4.8 MPa in C. sempervirens and -4.9 MPa in P. halepensis. Leaf specific hydraulic conductivity was much higher in Cupressus sempervirens and P. nigra than in Cedrus atlantica and P. halepensis. No trade-off between xylem safety (low vulnerability) and efficiency (high hydraulic conductivity) was found among the four species. Specific conductivity was directly related to “hydraulic mean" tracheid lumen diameter, while xylem vulnerability appeared to be independent of tracheid size.Efficience hydraulique et vulnérabilité de plantules de quatre espèces de conifères méditerranéens (Cedrus atlantica, Cupressus sempervirens, Pinus halepensis et Pinus nigra). Nous avons étudié les caractéristiques hydrauliques et l'anatomie du xylème de quatre espèces de conifères méditerranéens afin de déterminer comment ces espèces se protègent contre un dysfonctionnement catastrophique du xylème. Des plants de Cedrus atlantica, Cupressus sempervirens, Pinus halepensis et P. nigra ont été cultivés en serre pendant deux ans en conditions d'alimentation en eau non limitante. Les mesures ont été effectuées en avril et septembre. La vulnérabilité à la cavitation a été plus faible en avril chez les deux pins et le cèdre tandis que la conductivité hydraulique a été plus faible chez les deux pins et le cyprès. D'importantes différences de vulnérabilité à la cavitation ont également été observées entre les espèces en septembre : la perte de 50 % de conductivité est intervenue à -2,8 MPa chez P. nigra, -3,8 MPa chez C. atlantica, -4,8 MPa chez C. sempervirens et -4,9 MPa chez P. halepensis. La conductivité spécifique foliaire a été plus élevée chez C. sempervirens et P. nigra que chez C. atlantica et P. halepensis. Aucun compromis n'a été mis en évidence entre la protection du système conducteur (faible vulnérabilité à la cavitation) et l'efficacité de la circulation de la sève (forte conductivité hydraulique) entre les 4 espèces. La conductivité hydraulique spécifique est positivement corrélée avec le diamètre “ hydraulique moyen " des lumières des trachéides alors que la vulnérabilité du xylème semble être indépendante de la taille des trachéides