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Productivity, resource use, and competitive interactions of Fraxinus uhdei in Hawaii uplands

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Abstract:

We examined stand growth, canopy development, and resource use of Fraxinus uhdei (Wenzig) Lingelsh, a nonindigenous tree grown in Hawaii, and its interactions with the native, N-fixing tree Acacia koa Gray. Along a gradient of decreasing rainfall with elevation, on Histosols, F. uhdei had decreased stand basal area, productivity, and canopy development. At high-elevation sites, productivity of F. uhdei was limited by N, and F. uhdei benefitted from association with A. koa, as (i) foliar N content of F. uhdei was positively related to aboveground net primary productivity (ANPP), (ii) leaf area index, biomass increment, and ANPP of F. uhdei increased in a single-species stand after N additions, but there was no response by either F. uhdei or A. koa in a mixed stand, and (iii) productivity of F. uhdei in mixed stands with A. koa at high-elevation sites was greater than in single-species stands, and F. uhdei foliage was enriched with N in proportion to the fraction of stand basal area in A. koa. Seemingly, growth of F. uhdei on Histosols was also limited by water availability, as an index of carbon isotope composition of leaves (13C), and, therefore, intrinsic water-use efficiency (WUE) increased with elevation. Biomass production of F. uhdei stands per unit leaf area and per unit intercepted radiation () decreased with increasing elevation on Histosols. Decreased nitrogen-use efficiency and  of F. uhdei on Histosols were both traded off against increased WUE.

Les auteurs ont étudié la croissance du peuplement, la formation du couvert et l'utilisation des ressources dans le cas de Fraxinus uhdei (Wenzig) Lingelsh, une espèce d'arbre exotique cultivée à Hawaii et ses interactions avec Acacia koa Gray, une espèce indigène fixatrice d'azote (N). Le long d'un gradient de précipitation allant en diminuant avec l'altitude, une diminution de la surface terrière du peuplement, de la productivité et du développement du couvert a été observée sur les Histosols dans le cas de F. uhdei. Dans les sites situés à haute altitude, la productivité de F. uhdei était limitée par N et F. uhdei bénéficiait de l'association avec A. koa : (i) le contenu en N foliaire de F. uhdei était positivement corrélé à la productivité primaire nette épigée, (ii) l'indice de surface foliaire, l'accroissement de la biomasse et la productivité primaire nette épigée de F. uhdei ont augmenté en peuplement pur suite à des ajouts de N mais ni F. uhdei ni A. koa n'ont réagi en peuplement mixte, et (iii) dans les sites situés à haute altitude, la productivité de F. uhdei était meilleure en peuplements mixtes avec A. koa qu'en peuplements purs et le feuillage de F. uhdei avait un contenu en N plus élevé proportionnel à la surface terrière de A. koa. Il semble que la croissance de F. uhdei sur les Histosols ait aussi été limitée par la disponibilité en eau car un indice de la composition isotopique du carbone des feuilles (13C), et par conséquent l'efficacité intrinsèque de l'utilisation de l'eau, augmente avec l'altitude. La production de biomasse dans les peuplements de F. uhdei, par unité de surface foliaire et par unité de radiation interceptée () diminuait avec l'altitude sur les Hisotosols. Sur les Histosols, l'efficacité de l'utilisation de l'eau par F. uhdei compensait pour l'efficacité de l'utilisation de N et de la radiation interceptée.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2001-01-01

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