Ann. For. Sci. 65 (2008) 802
DOI: 10.1051/forest:2008067

Extending sapwood – Leaf area relationships from stems to roots in Coast Douglas-fir

Peter J. Gould and Constance A. Harrington

USDA Forest Service, Pacific Northwest Research Station. 3625 93rd Ave SW, Olympia, WA 98512, USA

Received 16 May 2008; accepted 30 August 2008; published online 4 December 2008

Abstract - Studies of allometric relationships between leaf area and the cross-sectional area (CSA) of sapwood in the stem have shed light on the structural and functional relationships between water-conducting and photosynthetic tissues. The purpose of this study was to test whether sapwood-leaf area relationships could be extended from stems to roots in coast Douglas-fir (Pseudotsuga menziesii var. menziesii (Mirb.) Franco). Twelve trees were felled, their stumps were excavated, and the CSA of sapwood and heartwood were estimated for individual roots, entire root systems, and stem section. Root sapwood CSA was greater than sapwood CSA throughout the stem, and the ratio of leaf area to sapwood CSA (A_l:A_s) was accordingly lower for root sapwood. The relationship between sapwood CSA and leaf area was more variable in roots and at groundline compared to crown base. Root A_l:A_s decreased with relative tree height (tree height/mean stand height). The strong allometric relationship between leaf area and the CSA of sapwood in the stem generally holds when extended to roots. The greater CSA of sapwood in roots versus stems may reflect differences in their roles in supporting the tree.

Résumé - Extension des relations aubier-surface foliaire des troncs aux racines chez le Douglas vert. Les études des relations allométriques entre la surface foliaire et la surface de la section (CSA) d'aubier dans le tronc ont éclairci les relations structurelles et fonctionnelles entre tissus conduisant l'eau et tissus photosynthétiques. Le but de cette étude était d'évaluer si les relations aubier-surface foliaire pouvaient être étendues des tiges aux racines chez le Douglas vert (Pseudotsuga menziesii var. menziesii (Mirb.) Franco). Douze arbres ont été abattus, leurs souches ont été déterrées et le CSA de l'aubier et du bois de cœur ont été évalués chez des racines individuelles, des systèmes racinaires entiers et dans la section du tronc. L'aubier des racines CSA était plus important que le CSA de l'aubier partout dans le tronc et le rapport de la surface foliaire au CSA de l'aubier (Al:As) était en conséquence plus bas pour l'aubier de racine. La relation entre le CSA de l'aubier et la surface foliaire était plus variable dans les racines et au collet comparativement à la base de la couronne. Le rapport Al:As a diminué avec la hauteur relative de l'arbre (hauteur de l'arbre/hauteur moyenne du peuplement). La relation allométrique forte qui existe entre la surface foliaire et le CSA de l'aubier dans le tronc se maintient généralement quand elle est étendue aux racines. Le plus grand CSA de l'aubier dans les racines comparativement aux troncs peut refléter des différences dans leurs rôles dans le support de l'arbre.

Key words: sapwood / heartwood / roots / leaf area / Douglas-fir

Mots clés : aubier / bois de cœur / racines / surface foliaire / Douglas vert

Corresponding author: pgould@fs.fed.us

© INRA, EDP Sciences 2008