Ann. For. Sci. 51 (1994) 77-94
DOI: 10.1051/forest:19940106

Influence of shade on photosynthetic gas exchange of 7 tropical rain-forest species from Guadeloupe (French West Indies)

M Ducrey

INRA, Laboratoire de Recherches Forestières Méditerranéennes, avenue A-Vivaldi, F-84000 Avignon, France

Abstract - Young seedlings from 7 tropical rain-forest species of Guadeloupe (French West Indies): Dacryodes excelsa, Amanoa caribaea, Richeria grandis, Simaruba amara, Symphonia globulifera, Byrsonima coriacea and Podocarpus coriaceus were grown for 1-2 yr in full sunlight or under 4 artificially shaded tunnels transmitting 6, 11, 19 and 54% daylight. Photosynthetic gas exchanges of attached leaves or branches were then studied in the laboratory. Net photosynthesis-light curves were analysed for an average of 4 seedlings per species and per light treatment. Maximum photosynthesis on a leaf-area basis of sungrown seedlings varied from 3.4 μmol CO₂ m^-2 s^-1 for Dacryodes excelsa to 7.9 μmol CO₂ m^-2 s^-1 for Simaruba amara. For all the species studied and when the measurements were expressed on a leaf-area basis, maximum photosynthesis of sun-grown seedlings was higher than for shade-grown seedlings. The opposite was observed for photosynthesis under limited light and for apparent quantum yield. We also observed a decrease in maximum photosynthesis and an increase in apparent quantum yield when specific leaf area increased, ie when the plants were more shaded. The range of variation in photosynthetic response between full sunlight and full shade made it possible to characterize the photosynthetic plasticity of the species. The results were compared with those obtained for other tropical rain-forest species. They are discussed in terms of photosynthetic and morphological plasticity, shade adaptation, and of the species' place in tropical rain-forest succession.

Résumé - Influence de l'ombrage sur les échanges gazeux photosynthétiques de 7 espèces de la forêt tropicale humide de Guadeloupe (Petites Antilles). De jeunes semis de 7 espèces de la forêt tropicale humide de Guadeloupe (Petites Antilles) : Dacryodes excelsa, Amanoa caribaea, Richeria grandis, Simaruba amara, Symphonia globulifera, Byrsonima coriacea et Podocarpus coriaceus ont été élevés pendant 1 à 2 ans en pleine lumière et sous 4 tunnels artificiellement ombragés laissant passer 6%, 11%, 19% et 54% de la pleine lumière. À la fin de cette période, on a étudié au laboratoire les échanges gazeux photosynthétiques de feuilles ou de rameaux rattachés aux jeunes plants. Des courbes photosynthèse nette - éclairement ont ainsi été réalisées en moyenne pour 4 plants par espèce et par tunnel. La photosynthèse maximale des plants de pleine lumière varie de 3,4 μmol CO₂ m^-2 s^-1 pour Dacryodes excelsa à 7,9 μmol CO₂ m ^-2 s ^-1 pour Simaruba amara. Pour toutes les espèces étudiées et lorsque les mesures sont rapportées à l'unité de surface foliaire, la photosynthèse maximale des plants de pleine lumière est supérieure à celle des plants d'ombre, tandis que l'on observe l'inverse pour la photosynthèse en éclairement limitant et pour le rendement quantique apparent. On note parallèlement une diminution de la photosynthèse maximale et une augmentation du rendement quantique apparent lorsque la surface spécifique des feuilles augmente, c'est-à-dire quand les plants sont de plus en plus ombragés. L'amplitude des variations de photosynthèse entre la pleine lumière et le plus fort ombrage permet de caractériser la plasticité photosynthétique des espèces. Les résultats sont comparés à ceux obtenus avec d'autres espèces forestières de la zone tropicale humide. Ils sont enfin discutés en termes de plasticité morphologique et photosynthétique, d'adaptation à l'ombrage, et d'emplacement dans le cycle de succession des espèces dans les forêts tropicales humides.

Key words: tropical rain forest / forest succession / shade tolerance / net photosynthesis / photosynthetic plasticity

Mots clés : forêt tropicale humide / succession forestière / tolérance à l'ombrage / photosynthèse nette / plasticité photosynthétique