Ann. For. Sci. 66 (2009) 602
Number of pages: 11
DOI: 10.1051/forest/2009041

Influence of several tree traits on rainfall partitioning in temperate and boreal forests: a review

Stéphane Barbier^{1, 2}, Philippe Balandier^{1, 3} and Frédéric Gosselin<sup>1

1</sup>  Cemagref, UR EFNO, Domaine des Barres, 45290 Nogent-sur-Vernisson, France
²  INRA, US InfoSol, 2613 avenue de la Pomme de Pin, Ardon 45166 Olivet, France
³  INRA, UMR 547 PIAF, 63100 Clermont-Ferrand, France

Received 5 November 2008; Accepted 23 February 2009; Published online 1 September 2009

Abstract
• In forests, rainfall is partitioned into intercepted water (IW), throughfall (TF) and stemflow (SF). We reviewed the majority of published works comparing water flows among tree species in temperate and boreal forests to test the effect of several tree traits on water flows.
• We hypothesized that water flows differed between evergreen and deciduous species, and according to successional status and bark roughness. We also investigated that water flows would be explained by stand variables such as basal area.
• Linear mixed models fitted on reviewed data showed that evergreens had a lower TF than deciduous trees (decrease of 13.9% of total precipitation year-round and 8.4% over the growing period). Similar results were found for conifers compared to broadleaves. TF also declined with the successional status from pioneer to late-successional tree species. SF decreased with bark roughness from smoother to rougher bark. Evergreens had water flows that were dependent on age of the stand, especially for TF which increased by 15.6% of total precipitation from young to adult forests.
• The large scale of TF differences between tree genera together with specific transpiration amounts and rooting features highlighted in other studies should result in significant differences in soil water content among tree species. This may have consequences on stand fitness and growth, and understory vegetation.

Résumé - Effet de quelques traits des arbres sur la répartition des eaux de pluie en forêts tempérées et boréales – synthèse bibliographique.
• En forêt, l'eau de pluie se fractionne en eau interceptée (IW), égouttements (TF) et écoulements le long des troncs (SF). Nous analysons les publications comparant les flux d'eau selon les essences d'arbres, pour les forêts tempérées et boréales, et nous testons l'effet de quelques traits des arbres sur ces flux d'eau.
• Nous faisons l'hypothèse que les flux d'eau diffèrent entre les essences à feuilles persistantes et les essences à feuilles caduques, et diffèrent selon le statut successionnel de l'essence et la rugosité de son écorce. Nous testons aussi l'effet de variables du peuplement telles que sa surface terrière.
• L'analyse des données (par modèle linéaire à effets mixtes) montre que les essences à feuilles persistantes ont des égouttements (TF) plus faibles que les essences à feuilles caduques (diminution de 13,9 % des précipitations totales en moyenne sur toute l'année et de 8,4 % pour la période estivale). Les résultats sont similaires en comparant les conifères au feuillus. Les égouttements diminuent aussi avec le stade successionnel de l'essence, des pionnières vers les dryades. Les écoulements (SF) diminuent nettement avec la rugosité de l'écorce, des plus lisses vers les plus rugueuses. Les essences à feuilles persistantes ont des flux d'eau qui dépendent de l'âge du peuplement : les égouttements augmentent de 15,6 % des précipitations totales en passant des jeunes forêts aux forêts adultes.
• L'amplitude des différences d'égouttements entre essences que nous avons observée, conjointement avec les différences spécifiques de transpiration et de caractéristiques du système racinaire mentionnées dans la littérature, induisent probablement des différences de contenu en eau du sol entre les essences forestières. Cela peut avoir des conséquences sur la santé et la croissance des peuplements, et sur la végétation des strates inférieures.

Key words: water / tree traits / stemflow / throughfall / interception

Mots clés : eau / traits des arbres / écoulement / égouttement / interception

Corresponding author: frederic.gosselin@cemagref.fr

© INRA, EDP Sciences 2009