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Ann. For. Sci.
Volume 57, Number 5-6, June-September 2000
Second International Workshop on Functional-Structural Tree Models
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| Page(s) | 521 - 533 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/forest:2000139 | |
DOI: 10.1051/forest:2000139
Ann. For. Sci. 57 (2000) 521-533
Carbon allocation among tree organs: A review of basic processes and representation in functional-structural tree models
André Lacointe
UMR PIAF, INRA - Université Blaise Pascal, Site de Crouël, 234 Av. du Brézet, 63039
Clermont-Ferrand Cedex 2, France
(
Abstract:
Carbon assimilates flow from "source" areas such as leaves to "sink" areas where they are taken up and
used. The assimilate fluxes from sources to sinks are mainly dependent on the source-sink distances and on
the respective abilities of the different sinks to take up and use the assimilates that are available to
them. The widely accepted, basic mechanism of assimilate movement by mass-flow, although conceptually
simple, has so far proved too complex for practical modeling purposes in whole tree systems. Four main
modeling approaches can be found in current models: (i) models involving empirically determined allocation
coefficients; (ii) models based on growth rules, including functional balance or "goal-seeking"
principles; (iii) transport-resistance models; (iv) models based on relative sink strength, with two main
sub-classes: "hierarchical" and "proportional" models. These different model classes can be conceptually
closer to each other than is readily apparent. They are presented in relation to their generality and
ability to account for complex architectures or responses to environmental changes. The feedback
relationship of allocation to growth is pointed out.
Keywords:
assimilate / partitioning / source / sink / model
Résumé:
La répartition du carbone entre organes chez les arbres : processus de base et représentation dans
les modèles "structure-fonction". Les assimilats carbonés circulent de zones "sources" telles les
feuilles, vers des "puits" où ils sont prélevés et utilisés. Ces flux d'assimilats dépendent
principalement des distances entre sources et puits ainsi que des capacités respectives des différents
puits à prélever et utiliser les assimilats disponibles. Il est largement admis aujourd'hui que le
mécanisme de base de la translocation est un flux de masse. Mais malgré sa simplicité conceptuelle, la
simulation de ce processus implique des calculs trop complexes pour une modélisation pratique. On trouve
actuellement quatre approches modélisatrices principales : (i) l'utilisation de coefficients d'allocation
empiriques ; (ii) la mise en 
uvre de règles de croissance, notamment des équilibres fonctionnels et
autres principes téléonomiques ; (iii) l'analogie électrique avec des résistances ; (iv) des règles de
répartition basées sur les "forces" relatives des différents puits (modèles hiérarchiques et modèles
proportionnels). Ces diverses classes de modèles sont parfois conceptuellement moins éloignées les unes
des autres qu'il n'y paraît. Elles sont présentées en relation avec leur généralité et leur capacité à
rendre compte d'une architecture complexe ou des influences de l'environnement. On souligne l'importance
des rétroactions entre allocation et croissance.
uvre de règles de croissance, notamment des équilibres fonctionnels et
autres principes téléonomiques ; (iii) l'analogie électrique avec des résistances ; (iv) des règles de
répartition basées sur les "forces" relatives des différents puits (modèles hiérarchiques et modèles
proportionnels). Ces diverses classes de modèles sont parfois conceptuellement moins éloignées les unes
des autres qu'il n'y paraît. Elles sont présentées en relation avec leur généralité et leur capacité à
rendre compte d'une architecture complexe ou des influences de l'environnement. On souligne l'importance
des rétroactions entre allocation et croissance.
Mots clé :
assimilats / allocation / source / puits / modèle
Correspondence and reprints: André Lacointe
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