Ann. For. Sci. 52 (1995) 117-129
DOI: 10.1051/forest:19950203

Water relations of adult Norway spruce (Picea abies (L) Karst) under soil drought in the Vosges mountains: water potential, stomatal conductance and transpiration

P Lu^a, P Biron^b, N Bréda^a and A Granier<sup>a

a</sup>  INRA, laboratoire d'écophysiologie et bioclimatologie, 54280 Champenoux
^b  CEREG, ULP, 3, rue de l'Argonne, 67000 Strasbourg cedex, France

Abstract - The effects of soil water depletion on sap flow, twig water potential, stomatal and canopy conductance were analysed in 2 plots of a 30-year-old stand of Norway spruce. One was subjected to an imposed drought; the other was watered by irrigation. Predawn water potential in trees from the dry plot decreased to -1.2 MPa. In the watered plot, a low between-tree variability of sap flux density was observed, with maximum values of 1.2-1.9 dm³·dm^-2·h^-1, corresponding to about 0.5 mm·h^-1. In the dry plot, sap flux density showed a higher variability, and decreased during the summer to a minimum midday value of 0.05 dm³·dm ^-2·h^-1. Tree transpiration and stomatal conductance showed a strong reduction in association with drought development, during which the predawn water potential decreased from -0.4 to -0.6 MPa. Canopy conductance was calculated from the reverse of the Penman-Monteith equation assuming that vapour flux over the stand was equal to the estimated stand sap flow. Effects of climatic factors and drought on canopy conductance variations were taken into account in a multi-variable transpiration model.

Résumé - Relations hydriques chez l'épicéa commun (Picea abies (L) Karst) soumis à une sécheresse édaphique dans les Vosges : potentiel hydrique, conductance stomatique et transpiration. Les effets du dessèchement du sol sur le flux de sève, le potentiel hydrique des rameaux, la conductance stomatique et du couvert ont été analysés dans 2 placeaux d'un peuplement d'épicéas âgés de 30 ans. L'un des placeaux a été soumis à une sécheresse par couverture du sol, le second ayant été irrigué. Le potentiel hydrique de base des arbres du placeau sec est descendu jusqu à -1,2 MPa. Dans le placeau irrigué, une faible variabilité de la densité de flux de sève a été observée entre les arbres mesurés, les maxima étant de l'ordre de 1,2 à 1,9 dm³·dm ^-2·h^-1, ce qui correspondait à environ 0,5 mm·h^-1. Dans le placeau desséché, la densité de flux de sève a diminué tout au long de l'été jusqu'à atteindre au minimum 0, 05 dm³·dm^-2·h ^-1 pour certains arbres, la variabilité entre arbres étant beaucoup plus importante que chez les arbres arrosés. La transpiration ainsi que la conductance stomatique ont fortement diminué avec la sécheresse, la plus grande part de cette réduction ayant été observée lorsque le potentiel hydrique de base est passé de -0,4 à -0,6 MPa. La conductance du couvert, calculée en inversant la formule de Penman-Monteith, a été modélisée au moyen d'un modèle multi-variable prenant en compte les facteurs climatiques et la sécheresse édaphique.

Key words: transpiration / stomatal conductance / canopy conductance / water potential / drought / sap flow / Picea abies

Mots clés : transpiration / conductance stomatique / conductance de couvert / potentiel hydrique / sécheresse / flux de sève / Picea abies