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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 57, Number 5-6, June-September 2000
Second International Workshop on Functional-Structural Tree Models
Page(s) 477 - 496
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2000136
DOI: 10.1051/forest:2000136

Ann. For. Sci. 57 (2000) 477-496

Short term interactions between tree foliage and the aerial environment: An overview of modelling approaches available for tree structure-function models

Hervé Sinoquet - Xavier Le Roux

UMR PIAF, INRA - Université Blaise Pascal, Site de Crouelle, 234 avenue du Brézet, 63039 Clermont-Ferrand Cedex 02, France

(Received 9 March 1999; accepted 4 November 1999)

Abstract:

Functional-structural tree models represent tree/aboveground environment interactions. Actually, plant architecture and function induce large variations in environmental variables within the canopy, while these variations themselves induce a range of responses at the organ scale which modulate plant function and architecture dynamics. This paper gives an overview of (i) processes involved in the short-term interactions between the tree foliage and the aboveground environment and (ii) associated modelling approaches. Then, it is shown that detailed models of tree foliage/aboveground environment interactions can be used to test simplifying assumptions such as the constancy of light or water use efficiency recently used in several functional-structural tree models. We conclude that a good knowledge of basic processes involved in these short-term interactions is available. The point is now to compare models focusing on tree-atmosphere exchanges, and to use these models to test assumptions and derive summary submodels for tree functional-structural models.


Keywords: microclimate / radiation / wind / photosynthesis / transpiration / acclimation / modelling / integration

Résumé:

Interactions à court terme entre le feuillage de l'arbre et son environnement aérien : une revue des approches de modélisation disponibles pour les modèles d'arbre structure-fonction. Les modèles d'arbres structure - fonction représentent les interactions entre l'arbre et son environnement aérien. En effet, la présence et le fonctionnement de la plante induisent de grandes variations des variables climatiques dans le couvert, et ces variations du microclimat peuvent elles mêmes moduler les réponses de la plante à l'échelle de l'organe (et donc son fonctionnement et son développement). Cet article présente une revue critique des mécanismes impliqués à court terme dans les interactions entre le feuillage de l'arbre et son environnement microclimatique, ainsi que les approches proposées pour leur modélisation. Il est ensuite montré que des modèles détaillant les interactions entre l'arbre et son environnement aérien peuvent servir à tester des hypothèses simplificatrices du fonctionnement de l'arbre, comme la constance de l'efficience d'utilisation de la lumière ou de l'eau. Nous concluons que les processus impliqués dans ces interactions sont assez bien connus. Il faut maintenant comparer les modèles de simulation des échanges plante-atmosphère, et développer des modèles simples qui puissent être intégrés dans les modèles dynamiques structure-fonction.


Mots clé : microclimat / rayonnement / vent / photosynthèse / transpiration / acclimatation / modélisation / intégration

Correspondence and reprints: Hervé Sinoquet
Tel. 04 73 62 43 61; Fax. 04 73 62 44 54; e-mail: sinoquet@clermont.inra.fr

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