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Whole-seedling biomass allocation, leaf area, and tissue chemistry for Douglas-fir exposed to elevated CO2 and temperature for 4 years

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Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) seedlings were grown under ambient or elevated ( ambient + 180 µmol·mol–1) CO2 and ambient or elevated (ambient + 3.5°C) temperature in outdoor, sunlit chambers with a field soil. After 4 years, seedlings were harvested and measured for leaf area, leaf, fine root (<1 mm diameter), and structural (buds, branches, stems, main root, and lateral roots >1 mm in diameter) dry masses, and leaf and fine root C/N ratio, percent sugar, and percent cellulose. Elevated CO2 did not affect biomass production or allocation for any plant organ but increased specific leaf mass, leaf C/N ratio, and percent sugar and decreased the ratio of leaf area to structural weight and leaf percent cellulose. Elevated temperature tended to reduce biomass allocation to leaves and leaf sugar concentration. Fine root percent sugar tended to increase with elevated temperature but only at elevated CO2. Therefore, for Douglas-fir seedlings growing under naturally limiting soil moisture and nutrition conditions, elevated CO2 and temperature may have little impact on biomass or leaf area except for reduced specific leaf mass with elevated CO2 and reduced biomass allocation to leaves with elevated temperature. However, both elevated CO2 and temperature may alter leaf chemistry.

Des semis de douglas (Pseudotsuga menziesii (Mirb.) Franco) ont été exposés à une concentration ambiante ou élevée (ambiante + 180 µmol·mol–1) de CO2 et à une température ambiante ou élevée (ambiante + 3,5 °C) à l'extérieur, à la lumière du soleil, dans des chambres contenant un sol provenant du terrain. Après 4 ans, les semis ont été récoltés et les mesures suivantes ont été effectuées : la surface foliaire, la masse sèche du feuillage, des racines fines (<1 mm de diamètre) et des éléments structuraux (bourgeons, branches, tige, racine principale et racines secondaires >1 mm de diamètre), le rapport C/N du feuillage et des racines fines ainsi que le pourcentage de sucres et de cellulose. La concentration élevée de CO2 n'a pas influencé la production de biomasse ni l'allocation dans aucune partie du plant. Elle a par contre augmenté la masse spécifique du feuillage, le rapport C/N et le pourcentage de sucres dans les feuilles et diminué le rapport entre la surface foliaire et la masse des éléments structuraux ainsi que le pourcentage de cellulose dans les feuilles. La température élevée a eu tendance à réduire l'allocation de la biomasse vers le feuillage ainsi que la concentration des sucres dans les feuilles. Le pourcentage de sucres dans les racines fines a eu tendance à augmenter à la température élevée mais seulement lorsque la concentration de CO2 était élevée. Par conséquent, pour les semis de douglas qui croissent dans des conditions naturelles où l'humidité du sol et les nutriments sont limités, une température et une concentration en CO2 élevées auraient peu d'impact sur la biomasse ou la surface foliaire à l'exception d'une diminution de la masse spécifique du feuillage avec une concentration élevée de CO2 et une réduction de l'allocation de biomasse vers les feuilles avec une température élevée. Cependant, une température et une concentration de CO2 élevées peuvent modifier la chimie des feuilles.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2003

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