Ann. For. Sci. 61 (2004) 73-80
DOI: 10.1051/forest:2003086

Leaf morphology as species indicator in seedlings of Quercus robur L. and Q. petraea (Matt.) Liebl.: modulation by irradiance and growth flush

Stéphane Ponton, Jean-Luc Dupouey and Erwin Dreyer

Unité Mixte de Recherches INRA-UHP-Nancy, « Écologie et Écophysiologie Forestières », 54280 Champenoux, France
(Received 7 February 2002; accepted 17 February 2003)

Abstract - Morphological description of leaves provides the most reliable criteria to discriminate between the two oak species Quercus petraea and Q. robur. However, most earlier studies only assessed leaf morphology of adult trees, whereas interspecific variations between seedlings were poorly documented. We studied variations of leaf morphology on two-year-old seedlings growing in a common garden experiment and exposed to different irradiance regimes. Morphological measurements were performed on leaves from each growth flush. Large interspecific differences were detected. The discrimination between the two species was slightly better with first flush leaves. Irradiance influenced leaf size, but did not affect the characters usually used to discriminate the two species, like relative petiole length or angle of auricle at the base of the lamina. A discriminant function, based on the two most discriminating traits (lamina pilosity density and angle of auricles at the lamina base), provided less than 0.5% leaf misclassification. It appeared that, contrary to what is generally accepted, species recognition of oak seedlings based on leaf morphology is possible. Moreover, this is true whatever the irradiance regime, and even slightly easier under light shade than in full sun.

Résumé - La morphologie foliaire comme indicateur spécifique chez les semis de Quercus robur L. et Q. petraea (Matt.) Liebl.: variation avec l'éclairement et l'unité de croissance. La discrimination taxonomique des espèces Quercus petraea et Q. robur est essentiellement basée sur l'examen des fructifications, souvent absentes, ou de la morphologie foliaire. Alors que l'ensemble des travaux sur le sujet concerne des arbres adultes, nous avons étudié les variations morphologiques foliaires de jeunes plants de Q. petraea et Q. robur croissant sous différents régimes d'éclairement. La morphologie des feuilles des différents flushs a été analysée durant la deuxième année de croissance des plants en pépinière. Une analyse factorielle des correspondances portant sur l'ensemble de l'échantillon et intégrant toutes les variables morphologiques aboutit à une discrimination interspécifique nette dans la majorité des cas. La discrimination apparaît cependant meilleure pour les feuilles de la première unité de croissance. Le régime d'éclairement a principalement affecté la taille des feuilles. Les variables usuelles permettant la discrimination morphologique entre Q. petraea et Q. robur n'ont pas été affectées par les différences d'éclairement. Une fonction discriminante a été construite avec les deux variables les plus discriminantes (densité de pilosité du limbe et angle des oreillettes), aboutissant à moins de 0.5 % d'erreur dans le classement des feuilles. Contrairement à une opinion répandue, la discrimination des espèces de chêne est possible dès le stade jeune plant. De plus, elle ne nécessite pas obligatoirement l'observation des seules feuilles développées en pleine lumière. Elle est même légèrement meilleure sous un léger ombrage.

Key words: morphology / leaf / light / flush / oak

Mots clés : morphologie / feuille / lumière / unité de croissance / chêne

Corresponding author: Jean-Luc Dupouey dupouey@nancy.inra.fr

© INRA, EDP Sciences 2004