Ann. For. Sci. 59 (2002) 301-315
DOI: 10.1051/forest:2002026

Sap flow and water transfer in the Garonne River riparian woodland, France: first results on poplar and willow

Luc Lambs and Étienne Muller

Centre d'Écologie des Systèmes Aquatiques Continentaux (CESAC), 29 rue Marvig, 31055 Toulouse Cedex 5, France

(Received 15 January 2001; accepted 13 November 2001)

Abstract
This work is the first attempt at using Granier sap sensors on Populus nigra, Populus x euramericana cv I45/51 and Salix alba for the monitoring of sap flows in an active floodplain over two consecutive years. The main characteristic of these diffuse porous trees is their capacity to use several tree rings for xylem sap transfer. Results showed that the sap flux densities remained homogeneous on the external 4 cm of the trunk, then decreased with depth. For young trees, the active sapwood can represent half of the trunk. Results indicated that in the same environment and at the same age, daily differences existed between the two major native riparian tree species, the black poplar and the white willow. Their maximal sap flux density (2.6-3.6 dm ³ dm ^-2 h ^-1) was similar to other fast growing trees. The influence of age was the third important screened factor. Sap flow measurements over several months indicated that water uptake was variable throughout the season, depending on water availability, and was more pronounced for older trees. The sap flux densities for the planted poplar (I45/51) ranged from 2.2-2.6 dm ³ dm ^-2 h ^-1 (about 90 dm ³ day ^-1) in the wetter spring conditions and dropped to 1.6-1.7 dm ³ dm ^-2 h ^-1 (about 60 dm ³ day ^-1) in less favourable conditions. Under the worst conditions, e.g., the especially long drought in the summer of 1998, these values dropped to 1.0-1.2 (about 40 dm ³ day ^-1), and even to 0.35 dm ³ dm ^-2 h ^-1 (about 12 dm ³ day ^-1) for a few days. Complementary long-term studies are needed to better understand the complex sap flow changes and to be able to relate them to significant environmental factors. Priority should be given to the long-term monitoring of sap flows at different depths for a correct estimation of actual daily water uptakes by riparian softwood trees.

Résumé
Mesure des flux de sève et des transferts hydriques dans les ripisylves le long de la Garonne ; premiers résultats pour les peupliers et les saules. Ce travail est le premier essai d'utilisation des capteurs de sève de type Granier sur du Populus nigra, du Populus x euramericana cv I45/51 et du Salix alba pour la mesure de flux de sève dans une plaine inondable sur deux années consécutives. La caractéristique principale de ces bois tendres est leur capacité d'utiliser plusieurs cernes annuels pour le transfert de la sève brute. Les résultats montrent que les densités de flux de sève restent homogènes sur les quatre premiers centimètres du tronc, puis décroissent avec la profondeur. Pour les jeunes arbres, la partie active de bois d'aubier peut représenter la moitié du tronc. Les données montrent que pour un même environnement et pour le même âge, des différences journalières existent entre les deux espèces majeures des ripisylves, le peuplier noir et le saule blanc. Leurs valeurs de densité de flux de sève maximale (de 2,6 à 3,6 dm ³ dm ^-2 h ^-1) sont similaires à d'autres arbres à croissance rapide. L'influence de l'âge a été le troisième facteur étudié. Des mesures pendant plusieurs mois ont montré une grande variabilité au cours de la saison, en fonction des conditions hydriques, et est plus marquée pour les arbres âgés. La densité de flux de sève pour le peuplier planté (I45/51) varie de 2,2-2,6 dm ³ dm ^-2 h ^-1 (environ 90 dm ³ jour ^-1) dans les conditions humides de printemps, et diminue à 1,6-1,7 dm ³ dm ^-2 h ^-1 (environ 60 dm ³ jour ^-1) dans des conditions moins favorables. Dans les conditions extrêmes, lors de la longue sécheresse de l'été 1998, ces valeurs tombent à 1,0-1,2 (environ 40 dm ³ jour ^-1), et même à 0,35 dm ³ dm ^-2 h ^-1 (environ 12 dm ³ jour ^-1) pour quelques jours. Des études complémentaires sur le long terme sont nécessaires pour mieux comprendre les changements complexes des flux de sève, et pour être capable de les relier aux facteurs environnementaux significatifs. La priorité devrait être donnée à des mesures simultanées de flux de sève à plusieurs profondeurs pour avoir une meilleure estimation des consommations journalières en eau de ces arbres riverains.

Key words: sap flow / riparian forest / water cycle / poplar / willow

Mots clés : flux de sève / forêt riveraine / cycle de l'eau / peuplier / saule

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