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Ann. For. Sci.
Volume 65, Number 1, January-February 2008
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Article Number | 103 | |
Number of page(s) | 10 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/forest:2007075 | |
Published online | 07 December 2007 |
DOI: 10.1051/forest:2007075
Sources of within- and between-stand variability in specific leaf area of three ecologically distinct conifer species
Aaron R. Weiskittel1, Hailemariam Temesgen2, Duncan S. Wilson2 and Douglas A. Maguire31 School of Forest Resources, University of Maine, Orono, ME 04469, USA
2 Department of Forest Resources, Oregon State University, Corvallis, OR, 97331, USA
3 Department of Forest Science, Oregon State University, Corvallis, OR, 97331, USA
(Received 9 March 2007; accepted 16 July 2007; published online 7 December 2007)
Abstract - Specific leaf area (SLA) is an important ecophysiological variable, but its
variability within and between stands has rarely been simultaneously
examined and modeled across multiple species. Extensive datasets on SLA in
coastal Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii var. menziesii (Mirb.) Franco), hybrid spruce (Picea engelmannii Parry
Picea glauca (Moench) Voss
Picea sitchensis (Bong.) Carr.), and ponderosa pine (Pinus ponderosa Dougl. ex P.
& C. Laws.) were used to estimate variability of SLA within a canopy and
its relationship to tree- and stand-level covariates, and to predict SLA
at various locations in tree crowns. Also, in the case of hybrid spruce,
variation in SLA due to different relative horizontal lengths from the bole
was examined. In all species, SLA systematically increased from tree tip to
crown base and decreased with foliage age class. Cardinal direction did not
have a highly significant influence in either Douglas-fir or hybrid spruce,
but SLA did significantly decrease from branch tip to bole in hybrid spruce.
Tree- and stand-level (e.g. density, site index) factors had relatively
little influence on SLA, but stand age did have a significant positive
influence. For ponderosa pine, a significant relationship between canopy
mean current-year SLA and carbon isotope discrimination was also found,
suggesting the importance of water stress in this species. An equation was
fitted to estimate SLA at various points in the canopy for each species and
foliage age class using absolute height in the canopy, relative vertical
height in the tree, and stand age.
Résumé - Sources de variabilité intra et inter peuplements de la surface
spécifique des aiguilles de trois espèce de conifère présentant des exigences écologiques contrastées. La surface spécifique des feuilles (SLA) est un paramètre
écophysiologique important mais sa variabilité intra et
inter-peuplements n'a jamais été examinée et modélisée
sur des gammes larges d'espèces. Des jeux de données très
détaillés de SLA de Douglas côtiers [Pseudotsuga menziesii var. menziesii (Mirb.) Franco],
d'épicéas hybrides (Picea engelmannii Parry Picea glauca (Moench) Voss
Picea sitchensis (Bong.)
Carr), et de pins ponderosa (Pinus ponderosa Dougl. ex P. & C. Laws.) ont été
mobilisés pour évaluer la variabilité de SLA dans une canopée. Les relations entre SLA et des covariables à l'échelle de l'arbre ou du peuplement ont été précisées, un modèle prédictif de SLA à différents niveaux dans les couronnes a été construit.
Dans le cas de l'épicéa, l'impact de la distance de branche entre
l'aiguille et le tronc a également été testé. Dans toutes
les espèces, SLA augmentait systématiquement du sommet des arbres
à la base de la couronne, et diminuait avec la classe d'âge des
aiguilles. La direction cardinale n'avait guère d'influence sur SLA ni
dans le cas du Douglas ni dans celui de l'épicéa ; mais SLA
diminuait systématiquement depuis l'extrémité des branches vers
le tronc. Les facteurs arbre et peuplement (comme la densité, l'indice
de productivité de la station) n'avaient que peu d'impact sur SLA alors
que l'âge du peuplement avait un effet significatif et positif. Pour le
pin ponderosa, une relation significative a été détectée
entre la valeur moyenne de SLA des aiguilles de l'année et la
discrimination isotopique du carbone, ce qui suggère l'impact des
contraintes hydriques pour cette espèce. Un modèle de prédiction
de SLA à différentes positions dans la canopée a été
ajusté sur les données de chaque espèce et classe d'âge, en
se basant sur la hauteur dans la canopée, la hauteur relative dans
l'arbre et l'âge du peuplement.
Key words: specific leaf area / leaf mass area / Douglas-fir / hybrid spruce / ponderosa pine / mixed models
Mots clés : surface spécifique foliaire / masse surfacique des aiguilles / sapin de Douglas / épicéa hybride / pin ponderosa / modèles mixtes
Corresponding author: aaron@holoros.com
© INRA, EDP Sciences 2007