Whole-tree water relations of co-occurring mature Pinus palustris and Pinus elliottii var. elliottii

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Abstract:

The natural range of longleaf pine (Pinus palustris P. Mill.) and slash pine (Pinus elliottii var. elliottii Engelm.) includes most of the southeastern US Coastal Plain, and there is now considerable interest in using these species for ecological forestry, restoration, and carbon sequestration. It is therefore surprising that little information is currently available concerning differences in their ecological water relations in natural stands. In this study, we compared water use, stomatal conductance at the crown scale (Gcrown), and whole-tree hydraulic conductance of mature pine trees growing in a naturally regenerated mixed stand on a flatwoods site in north-central Florida. We found remarkable similarities between longleaf and slash pine in stored water use, nocturnal transpiration, and whole-tree hydraulic conductance. Mean daily transpiration rate was higher for slash than for longleaf pine, averaging 39 and 26 L·tree–1, respectively. This difference was determined by variations in tree leaf area. Slash pine had 60% more leaf area per unit basal sapwood area than longleaf pine, but the larger plasticity of longleaf pine stomatal regulation partially compensated for leaf area differences: longleaf pine had higher Gcrown on days with high volumetric water content (v) but this was reduced to similar or even lower values than for slash pine on days with low v. There was no species difference in the sensitivity of Gcrown to increasing vapor pressure deficit.

L’aire de répartition naturelle du pin des marais (Pinus palustris P. Mill.) et du pin d’Elliott typique (Pinus elliottii var. elliottii Engelm.) comprend presque toute la plaine côtière du sud-est des États-Unis et l’utilisation de ces espèces pour la foresterie écologique, la restauration et la séquestration du carbone suscite actuellement un intérêt considérable. Il est par conséquent surprenant que peu d’information soit présentement disponible au sujet de leurs différences quant aux relations hydriques de nature écologique dans les peuplements naturels. Dans cette étude, nous comparons l’utilisation de l’eau, la conductance stomatique de la cime (Gcrown) et la conductance hydraulique de l’arbre entier chez des pins matures croissant dans un peuplement mélangé régénéré naturellement dans une station des «flatwoods» du centre-nord de la Floride. Nous avons observé de remarquables similarités entre le pin des marais et le pin d’Elliott typique quant à l’utilisation de l’eau emmagasinée, la transpiration nocturne et la conductance hydraulique de l’arbre entier. Le taux journalier moyen de transpiration du pin d’Elliott typique était plus élevé que celui du pin des marais, soit respectivement 39 et 26 L·arbre–1. Cette différence était déterminée par la surface foliaire des arbres. Le pin d’Elliott typique avait 60% plus de surface foliaire par unité de surface terrière de l’aubier que le pin des marais. Par contre, une plus grande plasticité de la régulation stomatique chez le pin des marais compensait en partie pour les différences de surface foliaire: la valeur de Gcrown était plus élevée chez le pin des marais les jours où la teneur volumétrique en eau (v) était élevée mais elle atteignait des valeurs similaires ou même inférieures à celles du pin d’Elliott typique les jours où v était faible. La sensibilité de Gcrown à l’augmentation du déficit de pression de vapeur était la même chez les deux espèces.

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2011

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