Les conditions microclimatiques étant très variables avec l'altitude, il est difficile de comparer les performances d'une espèce végétale à différentes altitudes, particulièrement la capacité ...photosynthétique. En effet, la plupart des études antérieures ont estimé le taux maximal d'assimilation à basses et hautes altitudes en maintenant la température, l'humidité de l'air et la lumière constantes mais en laissant varier la pression partielle de CO2 (P-CO2). • Afin de comparer le taux maximum d'assimilation A(max} à pressions partielles de CO2 constantes de basse altitude et variables, nous avons effectué des mesures d'échanges gazeux sur deux espèces d'arbres tempérés le long d'un gradient altitudinal de 1600 m de dénivelé dans les Pyrénées françaises. • La différence entre les deux traitements de P-CO2 est significative au-dessus de 600 m d'altitude et atteint un maximum de 4 mu mol m(-2) s(-1). Pour les deux espèces, nous avons mis en évidence une augmentation de A(max) avec l'altitude à P-CO2 constantes mais pas à P-CO2 ambiantes. Pour une modification de P-CO2 de 10 %, le changement du taux maximum d'assimilation est proportionnellement supérieur chez les deux espèces. • Nos résultats montrent que les populations de hautes altitudes possèdent une capacité photosynthétique supérieure, démontrant que les arbres font face aux conditions environnementales extrêmes grâce à des adaptations génétiques ou des acclimatations. Notre étude souligne ainsi l'importance de fixer la P-CO2 pour comparer l'adaptation des plantes à différentes altitudes.
Because all microclimatic variables change with elevation, it is difficult to compare plant performance and especially photosynthetic capacity at different elevations. Indeed, most previous studies investigated photosynthetic capacity of low- and high-elevation plants using constant temperature, humidity and light but varying CO2 partial pressures (P-CO2). Using gas exchange measurements, we compared here maximum assimilation rates (A(max)) at ambient and constant-low-elevation P-CO2 for two temperate tree species along an altitudinal gradient (100 to 1600 m) in the Pyrenees mountains. Significant differences in A(max) were observed between the CO2 partial pressure treatments for elevations above 600 m, the between-treatment differences increasing with elevation up to 4 mu mol m(-2) s(-1). We found an increase in A(max) with increasing elevation at constant-low-elevation P-CO2 but not at ambient P-CO2 for both species. Given a 10% change in P-CO2, a proportionally higher shift in maximum assimilation rate was found for both species. Our results showed that high elevation populations had higher photosynthetic capacity and therefore demonstrated that trees coped with extreme environmental conditions by a combination of adaptation (genetic evolution) and of acclimation. Our study also highlighted the importance of using constant CO2 partial pressure to assess plant adaptation at different elevations.
Response of forest phenology to elevation from SPOT/VEGETATION Guyon , Dominique (INRA , Villenave D'Ornon (France). UR 1263 Écologie Fonctionnelle et Physique de l'Environnement); Guillot , Marie (INRA , Villenave D'Ornon (France). UR 1263 Écologie Fonctionnelle et Physique de l'Environnement); Hagolle , Olivier (Centre National d'Etudes Spatiales, Toulouse(France). UMR5126 Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO)) ...
2008
Publication
Nous avons étudié l'évolution des capacités photosynthétiques foliaires dans une chronoséquence constituée de quatre peuplements équiennes de Pin maritime âgés de 10, 32, 54 et 91 ans. Les paramètres ...photosynthétiques ont été estimés sur des courbes de réponse du taux d'assimilation à la concentration en CO2 (A-Ci) et à la lumière (A-Q) obtenues à partir de mesures d'échange gazeux foliaire. Dans la chronoséquence étudiée, aucune tendance n'a été mise en évidence entre les paramètres photosynthétiques (Vcmax, Jmax, a et Rd) et l'âge du peuplement. Ce résultat démontre que le déclin de productivité foliaire observée dans la chronoséquence ne peut être expliqué par les capacités photosynthétiques, mais bien par une diminution de la conductance stomatique mise en évidence dans un précédent article 7. Toutefois, des valeurs de Vcmax plus élevées ont été observées dans le peuplement de 32 ans. Ces variations de capacités photosynthétiques entre peuplements sont bien expliquées par la teneur foliaire en phosphore. L'ajout de données antérieures suggère cependant des taux supérieurs de capacités photosynthétiques chez les jeunes peuplements sans doute en lien avec une fertilisation lors de la plantation. La nutrition en phosphore pourrait ainsi contribuer au déclin de productivité dans le contexte sylvicole des Landes de Gascogne
Changes in needle photosynthetic capacity has been studied across a chronosequence of four maritime pine stands aged 10-, 32-, 54- and 91-yr. We determined photosynthetic parameters from response curves of assimilation rate to air CO2 concentration (A-Ci) and radiation (A-Q) using gas exchange measurements on branches in the laboratory. Our data showed no shift in photosynthetic parameters (Vcmax, Jmax, a and Rd) with increasing stand age. This result means that the decline in productivity observed throughout our maritime pine chronosequence cannot be explained by a decrease in photosynthetic capacity but by a decline in stomatal conductance evidenced in a previous paper 7. However, Vcmax was higher in the 32-yr-old stand compared to the other stands and theses between-stand differences were explained by leaf phosphorus concentration. Moreover, additional data of Vcmax suggest that the photosynthetic capacity may be higher at younger stages due to initial fertilisation. Therefore the P nutrition may contribute to productivity decline over the duration of the management cycle
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