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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 58, Number 2, February-March 2001
Page(s) 135 - 141
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2001113
DOI: 10.1051/forest:2001113

Ann. For. Sci. 58 (2001) 135-141

Does bulk-needle $\delta^{13}$C reflect short-term discrimination?

Oliver Brendel

Cellular and environmental physiology (CEP), Scottish Crop Research Institute (SCRI), Invergowrie, Dundee, DD2 5DA, Scotland, UK

(Received 28 February 2000; accepted 6 November 2000)

Abstract
When bulk needle material is analysed for its carbon isotope signal, the net $\delta^{13}$C underlies variation of the biochemical composition of the needle. Bulk needle material can be categorized into two different types of carbon pools, differing in the time period of assimilation: structural carbon and carbon with a rapid turnover. The bulk needle $\delta^{13}$C is influenced by the relative amounts of the two pools. In the present study the $\delta^{13}$C of rapid turnover carbon was estimated using gas exchange measurements. When these were compared to the respective bulk needle $\delta^{13}$C, a significant linear correlation was found (raw data: p < 0.0005; R2 = 0.25 / daily means: p< 0.05; R2 = 0.39), indicating that the rapid turnover carbon pool influences the overall $\delta^{13}$C. Therefore one has to be aware that bulk-needle $\delta^{13}$C measurements can have the tendency either toward reflecting the $\delta^{13}$C of structural carbon or toward reflecting the $\delta^{13}$C of rapid turnover carbon.

Résumé
Le $\delta^{13}$C des aiguilles de pin sylvestre reflète-t-il la discrimination isotopique à court terme ? La composition isotopique en carbone des aiguilles entières dépend partiellement de leur composition biochimique. Le carbone d'une aiguille peut être représenté en deux réservoirs, incorporés à des périodes différentes dans la vie de l'aiguille : le carbone structurel et le carbone à rotation rapide. $\delta^{13}$C de l'aiguille est influencé par les équilibres entre les deux pools. $\delta^{13}$C du pool de carbone à rotation rapide a été estimé par des mesures d'échanges gazeux et comparée à celle du carbone total des aiguilles correspondantes. Une corrélation linéaire significative (données brutes: p< 0,0005 ; R2 = 0,25 / moyenne journalière: p < 0,05 ; R2 = 0,49) a été trouvée, montrant que le pool de carbone à rotation rapide influence le $\delta^{13}$C total. Par conséquent, si on utilise des mesures de $\delta^{13}$C d'une aiguille entière il faut être conscient que les résultats peuvent refléter la composition isotopique du carbone structurel ou à renouvellement rapide.


Key words: needle / discrimination / carbon isotope / gas exchange / Pinus sylvestris

Mots clés : aiguille / discrimination / isotope du carbone / échange du gaz / Pinus sylvestris

Correspondence and reprints: Oliver Brendel Tel. (33) 03 83 39 40 41; Fax. (33) 03 83 39 40 69;
    e-mail: brendel@nancy.inra.fr

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