Ann. For. Sci. 60 (2003) 455-460
DOI: 10.1051/forest:2003038

Mature trees versus seedlings: Differences in leaf traits and gas exchange patterns in three co-occurring Mediterranean oaks

Sonia Mediavilla and Alfonso Escudero

Departamento de Ecología, Facultad de Biología, Universidad de Salamanca, 37071 Salamanca, Spain
(Received 19 February 2002; accepted 1 August 2002)

Abstract
We studied gas-exchange patterns and leaf traits of seedlings and mature trees of three coexisting Mediterranean oaks with contrasting leaf habits (the evergreen Quercus ilex, and the deciduous Q. faginea and Q. pyrenaica) during the well-watered part of the growth season. Leaf life span in Q. ilex seedlings was shorter than in mature trees, whereas for the deciduous species the differences in leaf life span between both growth stages were less pronounced. In all species leaves on seedlings displayed a lower mass per unit area and lower nitrogen content than on mature trees. However, owing to their larger stomatal conductance, leaves on seedlings usually showed larger photosynthetic nitrogen-use efficiency and lower water-use efficiency than on mature trees. Stomatal conductance and CO ₂ assimilation rate were lower in Q. ilex than in the two deciduous species at the mature stage. However, the interspecific differences in gas exchange rates related to differences in leaf longevity disappeared at the seedling stage because in Q. ilex the seedlings showed a much higher stomatal conductance than the adults. Thus, seedlings of the three species showed a common strategy, regardless of the leaf life span, probably as a response to the competition from the herbaceous layer.

Résumé
Arbres adultes versus semis : différences de caractéristiques foliaires des types d'échanges gazeux chez trois espèces coexistantes de Quercus. Les échanges gazeux et les caractéristiques foliaires des semis et des arbres adultes de trois espèces coexistantes de chênes méditerranéens présentant des caractéristiques foliaires contrastées (une espèce à feuille persistante Quercus ilex et deux espèces à feuille caduque Q. faginea et Q. pyrenaica) ont été étudiés lors des phases les plus favorables de la saison de croissance. La longévité foliaire des semis a été inférieure à celle des adultes pour Q. ilex et similaire pour les deux autres espèces. Les feuilles des semis ont un poids plus faible par unité de surface et une moindre teneur en azote que celle des adultes. Cependant, à cause de leur plus forte conductance stomatique, les semis ont montré une meilleure efficience d'utilisation de l'azote dans la photosynthèse et une plus faible efficience d'utilisation de l'eau que les arbres adultes. La conductance stomatique et l'assimilation de CO ₂ ont été plus faibles pour Q. ilex par rapport aux deux autres espèces à l'état adulte. Cependant, les différences interspécifiques dans les échanges gazeux ont disparu au stade semis, et les semis de Q. ilex ont présenté une conductance stomatique beaucoup plus forte que les arbres adultes. Les plantules de trois espèces ont donc présenté une stratégie commune, indépendamment de leur longévité foliaire, vraisemblablement en réponse à la concurrence de la strate herbacée.

Key words: growth stages / leaf gas-exchange / leaf traits / Quercus sp.

Mots clés : stades de croissance / échanges gazeux foliaires / caractéristiques foliaires / Quercus sp.

Correspondence and reprints: Sonia Mediavilla
    e-mail: ecomedv@usal.es

© INRA, EDP Sciences 2003