Ann. For. Sci. 53 (1996) 697-720
DOI: 10.1051/forest:19960247

Soil and tree water relations in mature oak stands of northern Germany differing in the degree of decline

FM Thomas and G Hartmann

Niedersächsische Forstliche Versuchsanstalt, Grätzelstr 2, 37079 Göttingen, Germany

Abstract - At three sites in northern Germany in which oak decline occurred during the last decade, the impact of soil water conditions on oak damage was investigated in one healthy and one declining stand of pedunculate or sessile oak, respectively (Quercus robur L and Q petraea [Matt] Liebl). Soil matric potentials were determined with tensiometers, and xylem water potentials as well as relative water content and osmotic pressure of the leaves were measured in oaks differing in the degree of damage. Additionally, the distribution and biomasses of fine roots were investigated. More negative soil matric potentials in the declining stand of pedunculate oak and lower relative water contents of the leaves of damaged trees even in a vegetation period with sufficient precipitation indicated a higher risk of drought stress in dry years. At the two sites with sessile oaks, the impact of drought on tree water relations seemed to be much smaller. The relative water content of leaves from damaged oaks was not lower than of those from healthy trees, even in an extremely warm and dry period. At these sites, crown reduction may be a temporary form of adaptation to insufficient water supply and, in this case, would have to be differentiated from "oak decline" in its true sense. Generally, distinct reductions in fine root biomass and an increased percentage of dead fine roots were detected only in severely damaged trees, indicating that root decay is not a primary factor in the complex of oak decline.

Résumé - Régime hydrique du sol et des arbres dans des peuplements de chênes adultes en Allemagne du Nord présentant différents degrés de dommage. Dans trois sites de l'Allemagne du Nord où on a constaté au cours des dix dernières années le dépérissement de chênes, on a analysé l'influence du régime hydrique du sol sur l'endommagement des chênes dans un peuplement sain et dans un peuplement endommagé de chênes pédonculés (Quercus robur L) ou de chênes sessiles (Q petraea [Matt] Liebl). Les potentiels hydriques des sols ont été déterminés à l'aide de tensiomètres. On a mesuré les potentiels hydriques du xylème ainsi que la teneur en eau relative et la pression osmotique des feuilles sur des chênes présentant un degré d'endommagement différent. On a en outre analysé la distribution et la biomasse de racines fines. Des potentiels hydriques du sol plus négatifs dans le peuplement endommagé des chênes pédonculés et des teneurs en eau relatives plus faibles dans les feuilles d'arbres endommagés, même dans une période de végétation avec suffisamment de précipitations, ont indiqué un risque plus élevé de stress hydriques dans les années sèches. Dans les deux sites où se trouvaient les chênes sessiles l'influence de la sécheresse sur le régime hydrique était beaucoup plus faible. La teneur en eau relative des feuilles de chênes endommagés n'était pas moins basse que dans les feuilles des arbres sains, même dans une phase extrêmement chaude et sèche. Dans ces sites, la réduction des couronnes est peut-être l'expression temporaire d'une adaptation à un approvisionnement en eau insuffisant et serait dans ce cas à différencier du «dépérissement de chênes» au sens propre. En général, on n'a trouvé une réduction distincte de la biomasse des racines fines et des pourcentages élevés de racines fines mortes que sur des arbres fortement endommagés, ce qui indique que les détériorations des racines ne sont pas un facteur primaire d'endommagement dans le complexe du dépérissement des chênes.

Key words: oak decline / Quercus / relative water content / root / soil / water potential

Mots clés : dépérissement de chêne / potentiel hydrique / Quercus / racine / sol / teneur en eau relative