Ann. For. Sci. 49 (1992) 225-233
DOI: 10.1051/forest:19920302

Vulnerability to air embolism of three European oak species (Quercus petraea (Matt) Liebl, Q pubescens Willd, Q robur L)

H Cochard, N Bréda, A Granier and G Aussenac

Laboratoire d'Écophysiologie Forestière, Station de Sylviculture et Production INRA, Centre de Nancy, F-54280 Champenoux, France

Abstract - The vulnerability to water-stress induced cavitation and the petiole leaf specific conductivity (LSC) have been studied on excised branches of Quercus petraea, Q pubescens, Q robur and Q rubra. Seasonal evolution of xylem embolism in the petioles and twigs of mature Q petraea has been followed together with increasing soil water deficit. Field experiments showed that Q petraea suffered from embolism damage in both petioles and twigs after heavy drought. Large differences in terms of vulnerability to cavitation and LSC have been found between species. Q pubescens presented the highest LSC and the lowest vulnerability together with Q petraea. Q robur was found to be more vulnerable than Q petraea although with comparable LSC. Q rubra was the most vulnerable species and exhibited the lowest LSC. It was concluded that these species could be classified according to how their hydraulic mechanism is conceived to resist cavitation events : Q pubescens was the most resistant followed in order by Q petraea, Q robur, and Q rubra. Results are discussed in terms of plant segmentation and drought resistance.

Résumé - Vulnérabilité à l'embolie de trois espèces de chênes européens (Quercus petraea (Matt) Liebl, Q pubescens Willd, Q robur L). La vulnérabilité à la cavitation induite par stress hydrique et la conductivité spécifique foliaire (LSC) ont été étudiées sur des branches excisées de Q petraea, Q pubescens, Q robur et Q rubra. L'évolution saisonnière de l'embolie xylémienne des pétioles et des tiges de Q petraea adultes a été suivie au cours de l'établissement d'une sécheresse édaphique. L'expérimentation en conditions naturelles a montré que l'on pouvait induire de l'embolie dans les pétioles et les tiges de Q petraea après une sécheresse. De grandes différences en terme de vulnérabilité à la cavitation et de LSC ont été trouvées entre les espèces. Q pubescens présente la plus grande LSC et, avec Q petraea, la plus faible vulnérabilité, Q robur est plus vulnérable que Q petraea bien que sa LSC soit comparable. Q rubra est l'espèce la plus vulnérable et celle qui montre la plus faible LSC. A la suite de ces résultats nous arrivons à la conclusion que ces espèces peuvent être classées selon leur résistance à la cavitation : Q pubescens est le plus résistant suivi dans l'ordre par Q petraea, Q robur et Q rubra. Ces résultats sont discutés en termes de segmentation de l'appareil conducteur et de résistance à la sécheresse.

Key words: Quercus spp = oaks / xylem cavitation / hydraulic architecture / hydraulic conductivity / drought resistance

Mots clés : Quercus spp = chênes / embolie / cavitation / architecture hydraulique / conductivité hydraulique / résistance à la sécheresse