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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 58, Number 2, February-March 2001
Page(s) 113 - 125
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2001111
DOI: 10.1051/forest:2001111

Ann. For. Sci. 58 (2001) 113-125

Diagnosing plant water status as a tool for quantifying water stress on a regional basis in Mediterranean drylands

Moreno Vertoveca, Serdal Sakçalib, Munir Ozturkb, Sebastiano Salleoa, Paola Giacomicha, Enrico Feolia and Andrea Nardinia

a  Dipartimento di Biologia, Università degli Studi di Trieste, Via L. Giorgieri 10, 34127 Trieste, Italy
b  Department of Biology, Fatih University, Buyukcekmece, 34900 Istanbul, Turkey

(Received 17 May 2000; accepted 24 August 2000)

Abstract
This study reports measurements of stomatal conductance, relative water content and water potential ( $\Phi_{\rm L}$) from three dominant evergreens (Ceratonia siliqua L., Quercus coccifera L. and Olea oleaster Hoffmgg. et Link) growing in four coastal sites of Turkey. In particular, a fully vegetated site (H) was selected and compared for the above parameters to three degraded sites (D1, D2 and D3) with decreasing vegetation covers. From the integral of the diurnal time course of $\Phi_{\rm L}$, the water stress impact on each species (WSIS) was calculated. C. siliqua and Q. coccifera showed similar WSIS's, increasing significantly from H to D3. O. oleaster was sensitive both to summer drought and to increasing site degradation. The impact of water stress was scaled up from the species to the vegetation level (WSIV) as $\rm WSIV = \Sigma WSIS_S$ ( $1{-}f_{\rm s}$) where $f_{\rm s}$ was the relative frequency of the species studied. WSIV was rather sensitive to the impoverishment of vegetation and was correlated to vegetation density as estimated both by field observations and remotely sensed Normalized Difference Vegetation Index.

Résumé
Diagnostiquer l'état de l'eau dans la plante : un outil pour quantifier le stress hydrique au niveau régional dans les régions sèches méditerranéennes. Cette étude rapporte les mesures de conductance stomatique, de la teneur relative en eau et du potentiel hydrique ( $\Phi_{\rm L}$) d'arbres à feuilles persistantes (Ceratonia siliqua L., Quercus coccifera L. et Olea oleaster Hoffmgg. Et Link) croissant sur 4 sites côtiers de Turquie. En particulier, un site totalement recouvert de végétation (H) a été sélectionné et comparé, pour les paramètres ci-dessus, à 3 sites dégradés (D1, D2 et D3) ayant une couverture végétale de plus en plus faible. A partir de l'intégrale de $\Phi_{\rm L}$, pour le cycle diurne, l'impact du stress hydrique de chaque espèce (WSIS) a été calculé. C. siliqua et Q. coccifera montrent des WSIS similaires, augmentant significativement de H à D3. O. oleoaster a été sensible à la fois à la sécheresse estivale et à l'accroissement de la dégradation du site. Un changement d'échelle, du niveau de l'espèce à celui de la végétation, a été réalisé pour l'impact du stress hydrique (WSIV) par la transformation $\rm WSIV = \Sigma WSIS_s$ $(1{-}f_{\rm s}$) ou $f_{\rm s}$ est la fréquence relative de l'espèce étudiée. WSIV est particulièrement sensible à l'appauvrissement de la végétation et est corrélé à la densité de la végétation estimée à la fois par des observations aux champs et par l'indice normalisé de différentiation de la végétation par observation satellitaire.


Key words: desertification / leaf water potential / Mediterranean evergreens / Normalized Difference Vegetation Index / water stress impact

Mots clés : désertification / potentiel hydrique des feuilles / arbre à feuilles persistantes méditerranéen / index normalisé de différentiation des espèces / impact du stress hydrique

Correspondence and reprints: Sebastiano Salleo Tel. +39 040 6763875; Fax. +39 040 568855.
    e-mail: salleo@univ.trieste.it

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