DOI: 10.1051/forest:2000135
Ann. For. Sci. 57 (2000) 463-475
Structure and fractal dimensions of root systems
of four co-occurring fruit tree species from Botswana
Armin L. Oppelta -
Winfried Kurthb -
Helge Dzierzonb -
Georg Jentschkec -
Douglas L. Godboldc
aGeorg-August-Universität Göttingen, Institut für Forstbotanik, Büsgenweg 2, D-37077 Göttingen,
Germany
bGeorg-August-Universität Göttingen, Institut für Forstliche Biometrie und Informatik,
Büsgenweg 4, D-37077 Göttingen, Germany
cSchool of Agriculture and Forest Science, University
of Wales, Bangor, Gwynedd LL57 2UW, UK
(Received 1 February 1999; accepted 29 October 1999)
Abstract:
Coarse root systems of four different fruit tree species from southern Africa were completely excavated
and semi-automatically digitized. Spatial distributions of root length were determined from the
digitally-reconstructed branching systems. Furthermore, the fractal characteristic of the coarse root
systems was shown by determining the box-counting dimensions. These quantitative methods revealed
architectural differences between the species, probably due to different ecophysiological strategies. For
fine root samples, which were taken before digging out the whole systems, fractal analysis of the planar
projections showed no significant inter-species differences. Methodologically, the study underlines the
usefulness of digital 3-D reconstruction in root research.
Keywords:
root / digital reconstruction / fractal / architectural analysis / coarse root
Résumé:
Structures et dimensions fractales des systèmes racinaires provenant de quatre espèces d'arbres
fruitiers de Botswana. Des systèmes de grosses racines, provenant de quatre espèces différentes d'arbres
fruitiers d'Afrique du Sud, ont été complètement déterrés et digitalisés semi-automatiquement. Les
distributions spatiales des longueurs de racines ont été calculées à partir des maquettes informatiques
reconstituées. En outre, le caractère fractal des systèmes de grosses racines a été prouvé par une
détermination de dimensions utilisant la méthode du comptage de boites. Ces méthodes quantitatives
révèlent des différences architecturales entre les espèces, résultant probablement de différentes
stratégies écophysiologiques. Pour les échantillons de racines fines, obtenus avant l'excavation des
systèmes complets, l'analyse fractale des projections planes n'a pas montré de différences significatives
entre les espèces. Concernant la méthode, l'étude fait apparaître l'apport de la reconstruction digitale
3-D dans le domaine de la recherche sur les appareils racinaires.
Mots clé :
racine / reconstruction digitale / fractal / analyse architectural / racine gros
Correspondence and reprints: Armin L. Oppelt
Tel. 49 551 39-9479; Fax. 49 551 39-2705; e-mail: aoppelt1@gwdg.de
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