Ann. For. Sci. 53 (1996) 475-485
DOI: 10.1051/forest:19960229

Water relations of oak species growing in the natural CO₂ spring of Rapolano (central Italy)

R Tognetti^{a, b}, A Giovannelli^b, A Longobucco^c, F Miglietta^c and A Raschi<sup>c

a</sup>  Ce SIA, Accademia dei Georgofili, Logge degli Uffizi Corti, 50122
^b  IMGPF, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Via Atto Vannucci 13, 50134
^c  IATA, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Piazzale delle Cascine 18, 50144 Florence, Italy

Abstract - The effect of elevated atmospheric carbon dioxide on water relations was examined on downy oak (Quercus pubescens) and holm oak (Q ilex) trees. The study was conducted on trees growing in a naturally enriched CO₂ spring. Sap velocity and sap flow were measured by the heat pulse technique. On the same trees, daily courses of xylem water potential, leaf conductance and transpiration were monitored. Plant water relations were evaluated by pressure-volume analysis method on shoots; on the same branches, relative conductivity of xylem was measured. Both species exhibited increased osmotic potential and decreased symplasmic fraction of water in trees adapted to increased CO₂. Downy oak showed lower stomatal conductance under elevated CO₂, but holm oak did not. Both species displayed higher sap flow in control trees. In both species, increased carbon dioxide did not influence xylem embolism formation.

Résumé - Relations hydriques de deux espèces de chênes poussant près d'une source enrichie en CO₂. L'effet de l'enrichissement de l'atmosphère en CO₂ sur les relations hydriques du Quercus pubescens et du Q ilex a été étudié. Les mesures ont été réalisées au cours de l'état, sur des arbres poussant près d'une source enrichie naturellement en CO₂. Les flux de sève brute ont été mesurés par la technique de l'impulsion de chaleur ; sur les mêmes arbres, les cinétiques journalières de potentiel hydrique foliaire, de conductance foliaire et de transpiration ont été suivies. Les relations hydriques des plantes ont été évaluées par l'analyse de courbes pression-volume sur les bourgeons des mêmes branches prélevées pour les mesures de conductivité hydraulique du xylème. Les arbres des deux espèces ont présenté une augmentation du potentiel osmotique et une diminution de la fraction d'eau symplasmique dans le milieu à plus forte concentration en CO₂ que dans le milieu ambiant. Au cours des deux journées de mesures, au contraine de Q ilex, Q pubescens a présenté une conductance stomatique plus faible en forte concentration en CO₂ que dans un milieu ambiant. Dans les deux espèces le flux de sève brute des arbres témoins était plus élevé. L'augmentation de la concentration de CO₂ n'a pas influencé la formation d'embolie dans les deux espèces.

Key words: drought / elevated CO₂ / embolism / Quercus ilex / Quercus pubescens / sap flow / water relations

Mots clés : embolie / enrichissement en CO₂ / flux de sève brute / Quercus ilex / Quercus pubescens / relations hydriques / sécheresse