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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 57, Number 7, October/November 2000
Page(s) 717 - 724
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2000152
DOI: 10.1051/forest:2000152

Ann. For. Sci. 57 (2000) 717-724

Water acquisition patterns of two wet tropical canopy tree species of French Guiana as inferred from H218O extraction profiles

Damien Bonala - Claire Atgerb - Têté Séverien Barigaha - André Ferhic - Jean-Marc Guehld - Bruno Ferryb

aSilvolab Guyane, Écophysiologie Forestière, INRA Kourou, BP 709, 97387 Kourou Cedex, Guyane Française
bLaboratoire de Recherches en Sciences Forestières, ENGREF, 14 rue Girardet, 54042 Nancy Cedex, France
cCentre de Recherches Géodynamiques, Université Paris VI, 47 avenue de Corzent, 74203 Thonon-les-Bains, France
dUnité d'écophysiologie Forestière, INRA Nancy, 54280 Champenoux, France

(Received 3 January 2000; accepted 9 May 2000)

Abstract:

We inferred water acquisition patterns of two major tropical rainforest canopy tree species, during wet and dry seasons in different soil drainage conditions, based on the natural abundance of 18O in soil and xylem water and on descriptions of the vertical extension of root systems. Vertical 18O patterns in the soil were not monotonic and spatially distinct soil layers displayed similar 18O values. Therefore, vertical patterns of water extraction could only be interpreted by combining the isotopic data with observed root and soil moisture vertical distributions. On sites with deep vertical drainage (DVD), Eperua falcata was able to absorb water down to at least -3.0 m depth, whereas Dicorynia guianensis depended solely on superficial layers. On sites with superficial lateral drainage (SLD), the rooting system of both species was less deep, but Eperua falcata was still able to extract water around -2.0 m depth. Despite these distinct patterns, there was no effect of seasonal soil drought on leaf water status. In terms of adaptation to seasonal soil drought, the strategy of Eperua falcata might be advantageous under occasional severe soil moisture stress.


Keywords: H218O / rainforest canopy tree / water acquisition / Eperua falcata / Dicorynia guianensis / water-use efficiency

Résumé:

Stratégies d'acquisition de l'eau de deux espèces majeures de la forêt tropicale humide guyanaise estimées par les profils d'extraction de H218O. Nous avons estimé la distribution verticale de l'acquisition de l'eau chez deux espèces abondantes de la strate arborée supérieure en forêt tropicale humide, en saison sèche et en saison des pluies, pour des sols qui diffèrent par le type de drainage. Nous avons combiné une approche basée sur les mesures d'abondance naturelle en 18O de l'eau dans le sol et dans l'aubier, et une approche basée sur la description de l'extension verticale du système racinaire des arbres. Les variations de $\delta^{18}$O en fonction de la profondeur ne sont pas monotones, des valeurs similaires de $\delta^{18}$O sont observées pour plusieurs horizons de profondeurs distinctes. L'interprétation des profils verticaux d'extraction d'eau n'est possible qu'en combinant les données isotopiques et les données relatives aux profils de prospection racinaire et de variations saisonnières d'humidité du sol. Sur le site à drainage vertical libre (DVD), Eperua falcata est capable d'absorber de l'eau jusqu'à 3.0 m de profondeur au moins, alors que l'alimentation en eau de Dicorynia guianensis repose essentiellement sur les horizons supérieurs. Sur le site à drainage superficiel et latéral (SLD), le système racinaire des deux espèces est moins profond, mais Eperua falcata puise tout de même de l'eau jusqu'à -2.0 m de profondeur. Malgré ces différences de profondeur d'extraction de l'eau, l'état hydrique des arbres est maintenu constant en saison sèche et en saison des pluies. En termes d'adaptation à la sécheresse du sol, la stratégie d'Eperua falcata pourrait présenter des avantages lors de sécheresses exceptionnelles.


Mots clé : H218O / forêt tropicale humide / acquisition de l'eau / WUE / Eperua falcata / Dicorynia guianensis

Correspondence and reprints: Jean-Marc Guehl
Fax. (33) 3 83 39 40 69; e-mail: guehl@nancy.inra.fr

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