Beech (Fagus sylvatica L.) branches show acclimation of xylem anatomy and hydraulic properties to increased light after thinning

Damien Lemoine , Sophie Jacquemin , André Granier

Hydraulic acclimation of Fagus sylvatica L. was analysed in response to forest thinning. Several months after thinning, leaf and xylem water potential and stomatal conductance of thinned branches were compared to sun-exposed and shade branches. We characterised vulnerability to cavitation for branches taken from these three treatments. We compared effect of thinning on xylem anatomy (mean vessel diameter, vessel density). Thinned branches exhibited higher stomatal conductance and lower leaf water potential. These results were well correlated with vulnerability to cavitation. Thinned branches were less vulnerable than shade branches and mean vessel diameter and vessel density increased in thinned branches. These differences showed a partial hydraulic acclimation to climate changes. We confirmed that vulnerability to cavitation and xylem anatomy in Fagus sylvatica acclimate to changing light conditions, and we concluded that hydraulic architecture acclimates sufficiently fast after environmental changes to protect xylem from dysfunction while maintaining open stomata.

Acclimatation anatomique et hydraulique du xylème après une éclaircie chez le hêtre (Fagus sylvatica L.). Nous avons analysé l'acclimatation hydraulique de hêtre Fagus sylvatica L. suite à une éclaircie forestière. Quelques mois après l'éclaircie, nous avons mesuré le potentiel hydrique des feuilles et du xylème et la conductance stomatique de branches " éclaircies " et comparé ces résultats à des branches de lumière et d'ombre. Nous avons déterminé la vulnérabilité à la cavitation de ces branches et caractérisé leurs différences morphologiques et anatomiques. Les branches " éclaircies " ont présenté des conductances stomatiques plus fortes et des potentiels hydriques foliaires plus négatifs que les autres branches. Ces branches présentaient une vulnérabilité à la cavitation plus faible que les branches d'ombre et des vaisseaux plus gros et plus nombreux. Ces résultats montrent une acclimatation hydraulique partielle mais suffisamment rapide pour protéger le xylème de dysfonctionnement et confirment que la vulnérabilité à la cavitation chez le hêtre dépend fortement des conditions lumineuses.

Mots clés: light acclimation<br>---<br>Fagus sylvatica L; thinning; xylem embolism; xylem anatomy; light acclimation<br>---<br>Fagus sylvatica L.; éclaircie; embolie; anatomie; acclimatation

Domaines: Sylviculture, foresterie

Damien Lemoine, Sophie Jacquemin, André Granier. Beech (Fagus sylvatica L.) branches show acclimation of xylem anatomy and hydraulic properties to increased light after thinning. Annals of Forest Science, 2002, 59 (7), pp.761-766. ⟨10.1051/forest:2002062⟩. ⟨hal-00883666⟩