Water relations of European silver fir (Abies alba Mill) in 2 natural stands in the French Alps subject to contrasting climatic conditions

Abstract - This paper reports on the diurnal and seasonal variations in water potential, stomatal conductance, and transpiration of twigs from silver fir in a mesohygrophilic stand of the external French Alps, and in a mesoxerophilic stand in the inner French Alps where this fir grows near its ecological limits. In both stands, predawn needle water potential was always 0.2-0.4 MPa below the potential of the driest soil layer. In the first one, it was maintained at about -0.4 MPa. Maximum stomatal conductance and maximum transpiration, which could reach 200 mmol/m² /s and 1 mmol/m²/s, respectively, occurred at the same time which corresponded to minimum leaf water potential. In the dry stand, predawn needle water potential never dropped below -1.14 MPa, yet a general browning of older needles was already observed. The decrease of predawn needle water potential was accompanied by the decrease of maximum stomatal conductance and transpiration to 15% of their highest value, which reached 150 mmol/m²/s and 1 mmol/m²/s, respectively, at this stand. Maximum stomatal conductance occurred in general before UT 07.00, and maximum transpiration 5-6 h later, irrespective of predawn needle water potential. Furthermore, in both stands, stomata closed at vapor pressure deficit value as low as 0.3 kPa. This extremely early reaction to water stress exhibited by European silver fir is consistent with its well-known sensitivity to atmospheric humidity and soil water availability. It indicates a strong avoidance strategy, which we have hitherto attributed only to species better adapted to drought.

Résumé - Comportement hydrique du sapin pectiné (Abies alba Mill) dans 2 stations des Alpes françaises climatiquement contrastées. L'article décrit les variations diurnes et saisonnières du potentiel hydrique foliaire, de la conductance stomatique et de la transpiration de rameaux de sapin dans une station mésohygrophile des Alpes externes, et dans une station mésoxérophile des Alpes internes en limite écologique de l'essence. Dans les 2 stations, le potentiel hydrique de base est toujours inférieur de 0,2 à 0,4 MPa au potentiel hydrique des couches de sol les plus sèches. Dans la première, il s'est maintenu aux environs de -0,4 MPa. La conductance stomatique et la transpiration maximales, pouvant atteindre respectivement 200 mmol/m2/s et 1 mmol/m²/s, ont toujours eu lieu au même moment, qui correspondait au potentiel hydrique foliaire minimum. Dans la station sèche, le potentiel hydrique de base n'est jamais descendu en dessous de -1,14 MPa, mais on pouvait déjà observer un brunissement généralisé des plus vieilles aiguilles. Cette diminution du potentiel de base s'est accompagnée d'une diminution de la conductance et de la transpiration maximales pour atteindre 15% de leur plus forte valeur, qui pour cette station sont respectivement de 150 mmol/m2/s et 1 mmol/m² /s. La conductance stomatique maximale a le plus souvent eu lieu avant 7 h TU, et la transpiration maximale 5 ou 6 h après, indépendamment du potentiel de base. De plus, dans les 2 stations, les stomates se ferment quand le déficit de pression de vapeur atteint seulement 0,3 kPa. Cette réaction extrêmement précoce au stress hydrique est cohérente avec la légendaire sensibilité du sapin à l'humidité atmosphérique ainsi qu'à l'eau dans le sol. Elle dénote chez cette essence une nette stratégie d'évitement que l'on croyait jusqu'alors être l'apanage d'espèces mieux adaptées à la sécheresse.