Ann. For. Sci. 63 (2006) 511-518
DOI: 10.1051/forest:2006033

Crown architecture and leaf habit are associated with intrinsically different light-harvesting efficiencies in Quercus seedlings from contrasting environments

Jordán Esteso-Martínez^a, Fernando Valladares^b, Jesús Julio Camarero^a and Eustaquio Gil-Pelegrín<sup>a

a</sup>  Unidad de Recursos Forestales, Centro de Investigación y Tecnología Agroalimentaria, Gobierno de Aragón, Apdo. 727, 50080 Zaragoza, Spain
^b  Centro de Ciencias Medioambientales, CSIC, Serrano 115, 28006 Madrid, Spain

(Received 2 November 2005; accepted 13 December 2005; published online 19 July 2006)

Abstract - Crown architecture and light-harvesting efficiency (Ea) were compared in seedlings of eight Quercus species from contrasting environments. Several morphological variables were measured after one year of growth under the same environmental conditions. Ea was estimated with the 3-D model Y-plant. The species were classified in four groups according to their Ea: Q. rubra-Q. alba > Q. faginea-Q. pyrenaica > Q. robur-Q. ilex-Q. coccifera > Q. suber. Principal component analysis revealed that the constraining morphological variables for maximizing Ea were the total number of leaves and the variability of internode length. Two contrasting growth models were associated with distinct environments and significantly different Ea: evergreen, Mediterranean species (e.g. Q. suber), which showed a multilayered crown of many small leaves rendering low Ea, versus deciduous, non-Mediterranean temperate species (e.g. Q. rubra), which showed the opposite characteristics.

Résumé - Architecture de la couronne et feuillage sont associés intrinsèquement avec différentes efficiences de capture de la lumière chez les semis de chêne en conditions environnementales contrastées. L'architecture des couronnes et l'efficience de capture de la lumière (Ea) ont été comparées chez des semis de 8 espèces de chênes dans des environnements très différents. Plusieurs caractéristiques morphologiques ont été mesurées après un an de croissance sous les mêmes conditions environnementales. Ea a été estimé avec le modèle 3-D Y-plant. Les espèces ont été classées en 4 groupes selon leur Ea : Q. rubra-Q. alba > Q. faginea-Q. pyrenaica > Q. robur-Q. ilex-Q. coccifera > Q. suber. Une analyse en composantes principales a révélé que les caractéristiques morphologiques contraignantes pour maximiser Ea étaient le nombre total de feuilles et la variabilité de la longueur de l'internode. Deux modèles très différents ont été associés avec des environnements distincts et avec Ea significativement différent : arbres à feuilles persistantes, les espèces méditerranéennes (par exemple Q. suber) présentent une couronne multicouche avec beaucoup de petites feuilles rendant Ea faible, par opposition aux espèces tempérées (par exemple Q. rubra) non méditerranéennes caducifoliées qui montrent des caractéristiques opposées.

Key words: light-harvesting efficiengy / Mediterranean / Quercus / self-shading / Y-plant

Mots clés : éfficience de capture de la lumière / méditerranéen / Quercus / auto ombrage / Y-plant

Corresponding author: egilp@aragon.es

© INRA, EDP Sciences 2006