Ann. For. Sci. 59 (2002) 801-812
DOI: 10.1051/forest:2002078

Spatial and seasonal variations in stem respiration of beech trees (Fagus sylvatica)

Éric Ceschia^a, Claire Damesin^a, Stéphanie Lebaube^b, Jean-Yves Pontailler^a and Éric Dufrêne<sup>a

a</sup>  Université Paris XI, Laboratoire d'écophysiologie végétale, Bât. 362, 91405 Orsay, France
^b  UMR INRA UHP, Écologie et Écophysiologie forestières, 54280 Champenoux, France

(Received 18 April 2002; accepted 19 June 2002)

Abstract
Stem respiration of adult beech (Fagus sylvatica L.) trees was measured in the field in eastern France at several levels in the crown and along the stem. Strong variations in respiration rates throughout the season and within the trees were mainly caused by gradients in stem temperature, growth rates and distribution of living cells. The higher respiration rates, were measured in the upper crown. During the non-growing season, maintenance respiration ranged between 7.2 and 528 mol m ^-3 s ^-1 at breast height and in the upper crown, respectively. Q₁₀ increased along the stem from 1.3 at breast height to 2.0 in the upper crown. There was a linear relationship between [N] and the percentage of living cells in the wood, but respiration increased strongly with [N]. Growth respiration accounted for 45-76% of annual stem respiration, and the growth respiration coefficient was close to 0.2 g C respired g ^-1 C fixed.

Résumé
Variations spatiales et saisonnières de la respiration ligneuse chez le Hêtre (Fagus sylvatica). La respiration ligneuse a été mesurée de façon continue sur des Hêtres (Fagus sylvatica L.) adultes dans une forêt de l'est de la France, à trois niveaux dans la couronne de branches en 1997 et à deux voire trois niveaux le long du tronc en 1998. Les fortes variations du taux de respiration observées au cours de la saison et au sein de l'arbre étaient essentiellement causées par des gradients de température, de taux de croissance et de distribution des cellules vivantes. Les plus fortes valeurs de respiration correspondaient au sommet de la couronne. Pendant la période de non-croissance, la respiration d'entretien variait entre 7,2 et 528 mol m ^-3 s ^-1 à 1,3 m et au sommet de la couronne, respectivement. Le Q₁₀ augmentait aussi le long du tronc de 1,3 à 2,0 pour ces mêmes positions. Il existait une relation linéaire entre la concentration en azote, [N], dans le bois et le pourcentage de cellules vivantes. La respiration d'entretien augmentait fortement avec [N]. La respiration de croissance représentait 45 à 76 % de la respiration annuelle des troncs, et le coût de synthèse du bois était de 0,2 g C respiré g ^-1 C fixé dans le tissu.

Key words: beech / stem and branch respiration / living cell / nitrogen concentration

Mots clés : hêtre / respiration ligneuse / cellule vivante / concentration en azote

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