Sugar maple seedling carbon assimilation at the northern limit of its range: the importance of seasonal light

Authors: Kwit, Matthew C.; Rigg, Lesley S.; Goldblum, David

Source: Canadian Journal of Forest Research, Volume 40, Number 2, February 2010 , pp. 385-393(9)

Publisher: NRC Research Press

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Abstract:

Using in situ light curves and understory seasonal light measurements the importance of canopy avoidance was evaluated for a population of sugar maple (Acer saccharum Marsh.) seedlings living at the boreal ecotone in Lake Superior Provincial Park, Ontario, Canada. At higher latitudes, the time period associated with canopy avoidance is shorter and occurs at cooler temperatures, increasing the risk of frost damage. In 2008, leaf-out began 5days prior to the last frost of the season. By modeling the potential carbon gain of seedlings, it is clear that the short time period prior to canopy leaf-out still contributes a disproportionate amount of carbon to the overall budget of seedlings. Of the total seasonal carbon gain, 80.6% was assimilated in the initial 15days following sugar maple seedling leaf-out. Based on our model, by leafing out only 6days earlier than the average seedling leaf-out date, ~200% more carbon could be assimilated during the course of the growing season. Vegetation phenology is cued by climatic triggers — as climate changes so too will phenological responses. These mechanisms add to the overall carbon budget of seedlings; recognizing these mechanisms is essential to thoroughly understand the natural history of this species.

En utilisant des courbes de réaction à la lumière in situ et des mesures saisonnières de lumière sous le couvert, l’importance de la période d’absence de couvert a été évaluée pour une population de semis d’érable à sucre (Acer saccharum Marsh.) dans un écotone boréal du Parc provincial du lac Supérieur, en Ontario, au Canada. Aux plus hautes latitudes, la période d’absence de couvert est plus courte et est associée à des températures plus froides, ce qui augmente les risques de dommages causés par le gel. En 2008, le débourrement a débuté cinq jours avant le dernier gel saisonnier. À l’aide d’un modèle du gain potentiel de carbone par les semis, il est clair que la courte période de temps avant l’émergence des feuilles dans la canopée contribue de façon disproportionnée au bilan total du carbone des semis. Par rapport au gain total saisonnier en carbone, 80,6% du carbone était assimilé pendant les premiers 15 jours qui ont suivi le débourrement des semis d’érable à sucre. De plus, selon notre modèle, en débourrant seulement six jours avant la date moyenne de débourrement des semis, environ 200% plus de carbone pourrait être assimilé sur l’ensemble de la saison de croissance. La phénologie de la végétation est contrôlée par des déclencheurs climatiques, de telle sorte que les réactions phénologiques vont changer à mesure que le climat se modifie. Ces mécanismes s’ajoutent au bilan total du carbone des semis et la reconnaissance de ces mécanismes est essentielle à une compréhension approfondie de l’historique naturelle de cette espèce.

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2010

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