Free access
Issue
Ann. For. Sci.
Volume 57, Number 5-6, June-September 2000
Second International Workshop on Functional-Structural Tree Models
Page(s) 463 - 475
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2000135
DOI: 10.1051/forest:2000135

Ann. For. Sci. 57 (2000) 463-475

Structure and fractal dimensions of root systems of four co-occurring fruit tree species from Botswana

Armin L. Oppelta - Winfried Kurthb - Helge Dzierzonb - Georg Jentschkec - Douglas L. Godboldc

aGeorg-August-Universität Göttingen, Institut für Forstbotanik, Büsgenweg 2, D-37077 Göttingen, Germany
bGeorg-August-Universität Göttingen, Institut für Forstliche Biometrie und Informatik, Büsgenweg 4, D-37077 Göttingen, Germany
cSchool of Agriculture and Forest Science, University of Wales, Bangor, Gwynedd LL57 2UW, UK

(Received 1 February 1999; accepted 29 October 1999)

Abstract:

Coarse root systems of four different fruit tree species from southern Africa were completely excavated and semi-automatically digitized. Spatial distributions of root length were determined from the digitally-reconstructed branching systems. Furthermore, the fractal characteristic of the coarse root systems was shown by determining the box-counting dimensions. These quantitative methods revealed architectural differences between the species, probably due to different ecophysiological strategies. For fine root samples, which were taken before digging out the whole systems, fractal analysis of the planar projections showed no significant inter-species differences. Methodologically, the study underlines the usefulness of digital 3-D reconstruction in root research.


Keywords: root / digital reconstruction / fractal / architectural analysis / coarse root

Résumé:

Structures et dimensions fractales des systèmes racinaires provenant de quatre espèces d'arbres fruitiers de Botswana. Des systèmes de grosses racines, provenant de quatre espèces différentes d'arbres fruitiers d'Afrique du Sud, ont été complètement déterrés et digitalisés semi-automatiquement. Les distributions spatiales des longueurs de racines ont été calculées à partir des maquettes informatiques reconstituées. En outre, le caractère fractal des systèmes de grosses racines a été prouvé par une détermination de dimensions utilisant la méthode du comptage de boites. Ces méthodes quantitatives révèlent des différences architecturales entre les espèces, résultant probablement de différentes stratégies écophysiologiques. Pour les échantillons de racines fines, obtenus avant l'excavation des systèmes complets, l'analyse fractale des projections planes n'a pas montré de différences significatives entre les espèces. Concernant la méthode, l'étude fait apparaître l'apport de la reconstruction digitale 3-D dans le domaine de la recherche sur les appareils racinaires.


Mots clé : racine / reconstruction digitale / fractal / analyse architectural / racine gros

Correspondence and reprints: Armin L. Oppelt
Tel. 49 551 39-9479; Fax. 49 551 39-2705; e-mail: aoppelt1@gwdg.de

Copyright INRA, EDP Sciences