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The influence of stand structure on ecophysiological leaf characteristics of Pinus ponderosa in western Montana

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Abstract:

The effects of vertical arrangement of foliage in even-aged and multiaged stand structures of ponderosa pine (Pinus ponderosa Dougl. ex P. Laws. & C. Laws.) on overall stand growth, light interception, and physiological leaf properties were tested on five plot pairs in western Montana. The primary structural difference between stand structures involves greater canopy depth and stratification of foliage in the multiaged stands. Both area- and mass-based maximum photosynthetic rates (Aarea and Amass) were relatively constant with canopy depth in both stand structures. Area- and mass-based leaf nitrogen (Narea and Nmass) decreased with increasing canopy depth in the even-aged stand structures but not in the multiaged. Specific leaf area (SLA) tended to increase with increasing canopy depth, although this relationship was only significant in the multiaged stand structures. The typical linear relationship observed for many species between photosynthetic rate and leaf nitrogen was not present in either stand structure; however, Narea was highly correlated to SLA in both even-aged and multiaged stand structures (R2 = 0.66 and R2 = 0.52, respectively). There were no differences in the light extinction coefficient (k), basal area growth or efficiency, or stand-level leaf area index between even-aged and multiaged plot pairs. Relative constancy in leaf physiology combined with similarities in site occupancy and growth rates help explain how different stand structures of ponderosa pine maintain similar rates of woody biomass productivity.

Les effets de la disposition verticale du feuillage pour des structures de peuplement équienne et inéquienne de pin ponderosa (Pinus ponderosa Dougl. ex P. Laws. & C. Laws.) sur la croissance globale du peuplement, l'in ter cep tion de la lumière et les propriétés physiologiques du feuillage ont été testés dans cinq paires de parcelles dans l'ouest du Montana. La différence structurelle principale entre les structures de peuplement implique une profondeur du couvert et une stratification du feuillage plus grandes dans les peuplements inéquiennes. Le taux de photosynthèse maximum, estimé sur base de la surface ou de la masse (Aarea et Amass), était relativement constant dans les deux structures de peuplement peu importe la profondeur du couvert. L'azote foliaire, estimé sur la base de la surface ou de la masse (Narea et Nmass), diminuait avec la profondeur du couvert dans la structure équienne, mais pas dans la structure inéquienne. La surface foliaire spécifique (SFS) tendait à augmenter avec la profondeur du couvert mais cette relation était seulement significative dans la structure de peuplement inéquienne. La relation typiquement linéaire observée pour plusieurs espèces entre le taux de photosynthèse et l'azote foliaire n'était présente dans aucune des structures mais Narea était fortement corrélé avec la SFS dans les structures équienne et inéquienne (R2 = 0,66 et 0,52 respectivement). Il n'y avait pas de différences dans le coefficient d'extinction de la lumière (k), la croissance ou l'efficacité de croissance en surface terrière ou l'indice de surface foliaire du peuplement entre les paires de parcelles équiennes et inéquiennes. La constance relative de la physiologie du feuillage associée aux similarités dans l'occupation du site et du taux de croissance permet d'expliquer comment différentes structures de peuplement de pin ponderosa maintiennent des taux comparables de productivité en biomasse ligneuse.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2001

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