Free access
Issue
Ann. For. Sci.
Volume 59, Number 7, November 2002
Page(s) 723 - 752
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2002060
Ann. For. Sci. 59 (2002) 723-752
DOI: 10.1051/forest:2002060

Hydraulic architecture of trees: main concepts and results

Pierre Cruiziat, Hervé Cochard and Thierry Améglio

U.M.R. PIAF, INRA, Université Blaise Pascal, Site de Crouelle, 234 av. du Brezet, 63039 Clermont-Ferrand Cedex 2, France
(Received 10 March 2001; accepted 13 February 2002)

Abstract
Since about twenty years, hydraulic architecture (h.a.) is, doubtless, the major trend in the domain of plants (and especially trees) water relations. This review encompasses the main concepts and results concerning the hydraulic of architecture of trees. After a short paragraph about the definition of the h.a., the qualitative and quantitative characteristics of the h.a. are presented. This is an occasion to discuss the pipe model from the h.a. point of view. The second part starts with the central concept of embolism and give a review of important experimental results and questions concerning summer and winter embolism. The last part deals with the coupling between hydraulic and stomatal conductances. It discusses the theoretical and experimental relationships between transpiration and leaf water potential during a progressive soil drought, the increase of soil-root resistance and its consequences in term of xylem vulnerability, the factors controlling the daily maximum transpiration and how stomates can prevent "run away embolism". In conclusion different kinds of unsolved questions of h.a., which can be a matter of future investigations, are presented in addition with a classification of trees behaviour under drought conditions. To end, an appendix recalls the notions of water potential, pressure and tension.

Résumé
Architecture hydraulique des arbres : concepts principaux et résultats. Sans aucun doute, depuis une vingtaine d'années, l'architecture hydraulique (a.h.) est devenue une approche majeure dans le domaine des relations plantes-eau (et particulièrement pour les arbres). Cette revue présente les principaux concepts et résultats concernant l'a.h. Après un bref paragraphe sur la définition de l'a.h., les caractéristiques qualitatives et quantitatives définissant l'a.h. sont passées en revue. À cette occasion le " pipe model " est discuté du point de vue de l'a.h. La seconde partie commence avec le concept central d'embolie et continue avec une présentation des principaux résultats et questions touchant l'embolie estivale et l'embolie hivernale. La dernière partie analyse le " couplage " entre les conductances hydraulique et stomatique. Il y est discuté des relations théoriques et expérimentales entre la transpiration et le potentiel hydrique foliaire durant la mise en place d'une sécheresse progressive du sol, de l'augmentation de la résistance sol-racines et de ses conséquences en terme de vulnérabilité du xylème, des facteurs contrôlant la transpiration maximale journalière et de quelle manière les stomates peuvent prévenir l'emballement de l'embolie. La conclusion fait éétat de différentes questions non résolues, qui pourraient faire l'objet de recherches futures et esquisse une classification du comportement des arbres vis-à-vis de la sécheresse. Pour finir, un appendice rappelle les notions de potentiel hydrique, de pression et de tension.


Key words: hydraulic architecture / cohesion-tension theory / summer embolism / winter embolism / drought resistance

Mots clés : architecture hydraulique / théorie de la cohésion-tension / embolie estivale / embolie hivernale / résistance à la sécheresse

Correspondence and reprints: Pierre Cruiziat Tel.: +33 04 73 62 43 66; fax: +33 04 73 62 44 54; cruiziat@clermont.inra.fr

© INRA, EDP Sciences 2002

What is OpenURL?

The OpenURL standard is a protocol for transmission of metadata describing the resource that you wish to access.

An OpenURL link contains article metadata and directs it to the OpenURL server of your choice. The OpenURL server can provide access to the resource and also offer complementary services (specific search engine, export of references...). The OpenURL link can be generated by different means.

  • If your librarian has set up your subscription with an OpenURL resolver, OpenURL links appear automatically on the abstract pages.
  • You can define your own OpenURL resolver with your EDPS Account.
    In this case your choice will be given priority over that of your library.
  • You can use an add-on for your browser (Firefox or I.E.) to display OpenURL links on a page (see http://www.openly.com/openurlref/). You should disable this module if you wish to use the OpenURL server that you or your library have defined.