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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 60, Number 7, October-November 2003
Technical, Environmental and Economic challenges of Forest Vegetation Management
Page(s) 701 - 709
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2003064
Ann. For. Sci. 60 (2003) 701-709
DOI: 10.1051/forest:2003064

Photosynthetic acclimation of beech seedlings to full sunlight following a major windstorm event in France

Phillip E. Reynoldsa and Henri Frochotb

a  NRCAN, Canadian Forest Service, 1219 Queen St. East, Sault Ste. Marie, Ontario, Canada P6A 2E5
b  Lerfob, UMR INRA-ENGREF, Growth and Yield Team, INRA Centre de Nancy, 54280 Champenoux, FRANCE

(Received 24 June 2002; accepted 3 August 2003)

Abstract - The effect of natural disturbance (windthrow of mature forests) on photosynthetic acclimation of shade-grown beech (Fagus sylvatica L.) seedlings was studied at a northeastern France location near Nancy in the Lorraine Region after a major windstorm event in December 1999. Treatments consisted of shaded and full sun plots prior to the storm, and plots where beech seedlings were released from shading by the storm. In 2000, beech in released and full sun plots were characterized by similar photosynthesis, transpiration, mesophyll conductance, and water use efficiencies, which were generally 2-fold higher than those for beech in shaded plots. Additionally, photosynthetic saturation curves did not differ for released and full sun treatments, but did differ from the shade treatment. However, stomatal conductance values for shaded and released beech did not differ, and were lower than those for full sunlight seedlings. Acclimation continued in 2001, but remained incomplete, as evidenced by similar intrinsic water use efficiency values for released and shade treatments, which were lower than the mean value for the full sun treatment. Plant water potential remained highest for shaded seedlings in both years. These findings suggest that full acclimation is a gradual process, occurring over successive growing seasons. We speculate that full acclimation may be directly related to future development of greater root biomass in released seedlings.

Résumé - Acclimatation photosynthétique de semis de hêtre à la pleine lumière après une tempête de grande amplitude en France. L'effet d'une perturbation naturelle (suppression du couvert forestier) sur l'acclimatation photosynthétique de jeunes hêtres (Fagus sylvatica L.) a été étudié dans le Nord-Est de la France après la tempête exceptionnelle de décembre 1999. Les modalités comportaient des plants ombragés (poussant sous couvert), ensoleillés (poussant en pleine lumière) et découverts (poussant sous couvert puis en pleine lumière après tempête). En 2000, les hêtres découverts et ensoleillés étaient caractérisés par des valeurs similaires de photosynthèse, transpiration, conductance du mésophille, et efficience de l'utilisation de l'eau, qui étaient en général deux fois plus fortes que celles des hêtres ombragés. En outre, les courbes de saturation photosynthétique ne différaient pas entre plants découverts et ensoleillés, mais différaient des plants ombragés. Cependant, les valeurs de conductance stomatique des hêtres ombragés et découverts ne différaient pas entre elles, et étaient plus basses que celles des hêtres ensoleillés. L'acclimatation continuait en 2001, mais restait incomplète, comme le montrent les valeurs similaires d'efficience de l'utilisation de l'eau intrinsèque pour les hêtres découverts et ombragés, qui étaient plus basses que les valeurs moyennes pour les hêtres ensoleillés. Le potentiel hydrique des plants restait le plus élevé pour les hêtres ombragés au cours des deux années. Ces résultats suggèrent que la pleine acclimatation est un processus graduel, se déroulant sur des saisons de croissance successives. Nous supposons qu'elle pourrait être directement reliée à une augmentation ultérieure de la biomasse racinaire des semis mis à découvert.


Key words: beech / natural disturbance / photosynthetic acclimation / gas exchange / plant water potential

Mots clés : hêtre / perturbation naturelle / acclimatation photosynthétique / échanges gazeux / potentiel hydrique des plants

Corresponding author: Phillip E. Reynolds preynold@nrcan.gc.ca

© INRA, EDP Sciences 2003