Age-class differences in shoot photosynthesis and water relations of Fraser fir (Abies fraseri), southern Appalachian Mountains, USA

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Abstract:

Fraser fir (Abies fraseri (Pursh) Poir.) is an endemic tree species found only in refugial mountain-top forests in the southern Appalachian Mountains, USA. Very few studies have investigated the ecophysiology of this species in its natural environment. We measured and compared photosynthetic gas exchange and water relations of understory germinant seedlings (<3cm height), older seedlings (>3years old and ~0.15–1m tall), and saplings (>10years old and ~1–2m tall) on a leaf-level basis. No significant differences in gas exchange were found among the age classes, although midday xylem water potentials were significantly different among the age classes. Differences in maximum photosynthesis (Amax) were<13%, ranging between 2.4and 2.7mol·m–2·s–1 (P = 0.26). Maximum leaf conductances (gmax) were between 0.16and 0.18mol·m–2·s–1, varying less than 13% (P = 0.15). Midday xylem water potentials were similar between SE and SA (–1.2 to–1.4MPa), but GS values were significantly less negative (–0.2 to–0.5MPa). Thus, gas exchange and water relations in these understory age classes appeared similar, indicating no particular limitation to advanced regeneration between age classes.

Le sapin de Fraser (Abies fraseri (Pursh) Poir.) est une espèce d’arbre endémique dans les forêts refuges sur le sommet des montagnes dans la partie sud des Appalaches, aux États-Unis d’Amérique. Très peu d’études se sont intéressées à l’écophysiologie de cette espèce dans son environnement naturel. Nous avons mesuré et comparé les échanges gazeux liés à la photosynthèse et les relations hydriques sur la base des aiguilles des semis en voie de germination (GS, hauteur <3 cm), des semis plus vieux (SE, >3 ans et ~0,15–1 m de haut) et des jeunes tiges (SA, >10 ans et ~1–2 m de haut) dans le sous-bois. Aucune différence significative dans les échanges gazeux n’a été observée entre les différentes classes d’âge malgré les différences significatives entre les différentes classes d’âge dans le cas du potentiel hydrique du xylème à midi. Les différences dans la photosynthèse maximum (Amax) étaient inférieures à 13% et variaient de 2,4 à 2,7mol·m–2·s–1 (P = 0,26). La conductance foliaire maximum (gmax) variait de 0,16 à 0,18 mol·m–2·s–1, soit une variation de moins de 13% (P = 0,15). Le potentiel hydrique du xylème à midi des SE et des SA était semblable (–1,2 à –1,4 MPa) mais les valeurs des GS étaient significativement moins négatives (–0,2 à –0,5 MPa). Par conséquent, les échanges gazeux et les relations hydriques dans ces classes d’âge en sous-bois semblent similaires indiquant qu’il n’y a aucune contrainte particulière chez la régénération préétablie quelle que soit la classe d’âge.

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2008

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