Ann. For. Sci. 62 (2005) 553-564
DOI: 10.1051/forest:2005048

Links between tree structure and functional leaf traits in the tropical forest tree Dicorynia guianensis Amshoff (Caesalpiniaceae)

Jean Christophe Roggy^a, Eric Nicolini^b, Pascal Imbert^a, Yves Caraglio^b, Alexandre Bosc^a and Patrick Heuret<sup>b

a</sup>  UMR CIRAD-ENGREF-INRA Écologie des Forêts de Guyane, campus agronomique de Kourou, BP 709, 97387 Kourou Cedex, Guyane française, France
^b  UMR AMAP, TA40/PS2, boulevard de la Lironde, 34398 Montpellier Cedex 05, France

(Received 1st July 2004; accepted 15 February 2005)

Abstract - This study looked at the interactive effects of tree architectural stage of development (ASD) and light availability on different plant traits (growth parameters, leaf morpho-anatomy and photosynthetic capacities) in the tropical species Dicorynia guianensis. A qualitative architectural analysis was used to categorize tree individuals sampled along a natural light gradient. The results show that some traits could have an ASD-dependence at the whole plant and leaf level without control of light. The changes observed relate to vigour thresholds the plant has to reach to shift from one ASD to another (i.e., the number of nodes and the internodes length per Growth Unit). Light conditions do not modify these thresholds but may modify the time they are crossed. Tree height was found strongly modulated by light conditions; hence, at a similar height, individuals may belong to different ASD. At the functional level, a decrease in N_m, and A_maxm was observed with increasing light availability, while N_a increased and A_maxa remained unaffected. An ASD effect was also observed on A_maxa and LMA but not on A_maxm. These results demonstrated a weak ability of photosynthetic plasticity in response to light conditions, and that variations of leaf photosynthetic variables according to ASD can be explained by modifications in leaf nitrogen and LMA. Questions on the reliability of a height-based sampling strategy for evaluating the phenotypic plasticity of trees in relation to light conditions are raised.

Résumé - Relations entre architecture des arbres et traits fonctionnels foliaires de l'angélique Dicorynia guianensis Amshoff (Caesalpiniaceae) en forêt tropicale humide. Les relations entre stades architecturaux de développement (ASD), morpho-anatomie foliaire et capacités photosynthétiques ont été étudiées chez Dicorynia guianensis, une espèce forestière de Guyane. Les ASD ont été définis à l'aide de critères qualitatifs par une méthode simple de description architecturale puis échantillonnés le long d'un gradient naturel de lumière. Les résultats montrent que chaque ASD peut être identifié par un syndrome de caractères quantitatifs. Ces caractères évoluent d'un stade à l'autre, et dans les différents milieux, selon une séquence ordonnée d'événements qui se manifestent pour des seuils de vigueur donnés. Les conditions lumineuses ne modifient pas ces seuils mais avanceraient ou différeraient dans le temps leur passage. La hauteur des individus et le LMA sont fortement modulés par la lumière. Ainsi, pour une même hauteur, des individus peuvent correspondre à des ASD variés. Au niveau fonctionnel, l'augmentation du rayonnement incident s'est traduite par une diminution de N_m, et de A_maxm et par une augmentation de N_a, tandis que A_maxa n'a pas été affectée. Un effet marqué de l'ASD a été constaté sur A_maxa et LMA mais pas sur A_maxm. Ces résultats révèlent une faible plasticité photosynthétique chez D. guianensis et montrent que les variations des capacités photosynthétiques en fonction des ASD sont surtout liées à des variations de N_m et LMA.

Key words: Dicorynia guianensis / leaf structure / functional leaf traits / plasticity / tree structure

Mots clés : Dicorynia guianensis / structures foliaires / traits fonctionnels foliaires / plasticité / structure de l'arbre

Corresponding author: Jean Christophe Roggy roggy.j@cirad.fr

© INRA, EDP Sciences 2005