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Seasonal development of Scots pine under climatic warming: effects on photosynthetic production

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Abstract:

In boreal conditions under climatic warming, photosynthesis will start earlier in the spring than it does in the present climate. As a first approximation this phenomenon would increase the annual photosynthetic production of boreal conifers, as they can use the high amounts of incoming solar radiation prevailing during spring to a greater extent than in the present climate. However, the recovery of photosynthesis is accompanied by a simultaneous dehardening of the needles. Thus, climatic warming may also cause a premature dehardening of the needles during spring. This may result in needle losses caused by frost damage; so climatic warming may also decrease the annual photosynthetic production of boreal conifers. Using computer simulations with ecophysiological models, these counteracting effects of climatic warming on photosynthetic production were studied in Scots pine (Pinus sylvestris L.) trees growing in southern Finland. The results show that because of our insufficient understanding of the environmental regulation of frost hardiness, it is not possible to conclude which one of the two potential effects will dominate under climatic warming. This finding calls for further empirical development and testing of the frost hardiness models.

En milieu boréal, un réchauffement climatique hâtera le début de la photosynthèse au printemps comparativement au climat actuel. À première vue, ce phénomène augmenterait la production photosynthétique annuelle des conifères boréaux puisqu'ils pourraient utiliser une plus forte proportion des grandes quantités de rayonnement solaire disponible au printemps que sous le climat actuel. Cependant, cette activité photosynthétique hâtive est accompagnée par un désendurcissement simultané des aiguilles. Par conséquent, un réchauffement climatique peut aussi causer un désendurcissement précoce des aiguilles au printemps, ce qui pourrait occasionner des pertes foliaires causées par le gel. Ainsi, un réchauffement climatique peut aussi entraîner une diminution de la production photosynthétique annuelle des conifères boréaux. Par le biais de simulations avec des modèles écophysiologiques, ces effets antagonistes du réchauffement climatique sur la production photosynthétique ont été étudiés sur des pins sylvestres (Pinus sylvestris L.) du sud de la Finlande. Les résultats montrent qu'il n'est pas possible de déterminer lequel de ces deux effets potentiels dominera à la suite d'un réchauffement climatique parce que nous comprenons mal comment l'environnement contrôle l'endurcissement au gel. Cette conclusion demande que des mises au point empiriques soient apportées aux modèles d'endurcissement au gel et que ces modèles soient davantage testés.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2005-09-01

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