Ann. For. Sci. 61 (2004) 419-429
DOI: 10.1051/forest:2004035

Within-crown variation in leaf conductance of Norway spruce: effects of irradiance, vapour pressure deficit, leaf water status and plant hydraulic constraints

Arne Sellin and Priit Kupper

Department of Botany and Ecology, University of Tartu, Lai 40, 51005 Tartu, Estonia

(Received 2 January 2003; accepted 20 August 2003)

Abstract - Responses of leaf conductance (g_L) to variation in photosynthetic photon flux density, leaf-to-air vapour pressure difference, shoot water potential and soil-to-leaf hydraulic conductance (G_T) were studied in Picea abies (L.) Karst. foliage with respect to shoot age and position within the canopy. The upper canopy shoots demonstrated on average 1.6 times higher daily maximum g_L as compared to the lower canopy shoots growing in the shadow of upper branches. Functional acclimation of the shade foliage occurred in the form of both a steeper initial slope of the light-response curve and a lower light-saturation point of g_L. The mean G_T was 1.6-1.8 times bigger for the upper canopy compared to the lower canopy. We set up an hypothesis that stomatal conductance at the base of the live crown is constrained not only by low light availability but also by plant's inner hydraulic limitations.

Résumé - Variation de la conductance foliaire dans les couronnes de l'Epicea : effets de l'éclairement, du déficit de vapeur d'eau dans l'air, de l'état hydrique des feuilles et des contraintes hydrauliques des arbres. Les réponses de la conductance foliaire (g_L) aux variations de la densité de flux photosynthétique de photons, du déficit de saturation de l'air, du potentiel hydrique des rameaux et de la conductance hydraulique (G_T) dans le transfert Sol-feuille ont été étudiées chez Picea abies (L) Karst. En relation avec l'âge des rameaux et leur position dans la canopée. Les rameaux de la partie supérieure de la canopée présentent des valeurs journalières maximum moyennes de g_L1,6 fois plus élevées que les valeurs correspondantes de g_L des rameaux des parties basses de la canopée se développant à l'ombre des branches les plus hautes. Une acclimatation fonctionnelle du feuillage à l'ombre se manifeste par une pente initiale plus élevée de la courbe de réponse à la lumière et un point de saturation de g_L plus bas. La moyenne de G_T était de 1,6 à 1,8 fois plus grande pour la partie basse de la canopée. Nous avançons l'hypothèse que la conductance stomatique à la base de la couronne vivante est conditionnée par les bas niveaux de lumière disponible mais aussi par les limitations hydrauliques internes de l'arbre.

Key words: foliage age / leaf conductance / photosynthetic photon flux density / soil-to-leaf conductance / vapour pressure difference

Mots clés : âge du feuillage / conductance foliaire / densité de flux photosynthétique de photons / conductance du transfert sol-feuille / déficit de saturation

Corresponding author: Arne Sellin arne.sellin@ut.ee

© INRA, EDP Sciences 2004