The $\delta^{13}$C of Scots pine (Pinus sylvestris L.) needles: spatial and temporal variations

Oliver Brendel , Linda Handley , Howard Griffiths

Spatial variation in carbon isotope composition ($\delta^{13}$C) within the crown of an individual tree complicates sampling strategies, but a systematic study has allowed constraining factors to be determined. Spatial and temporal variations of the $\delta^{13}$C of Pinus sylvestris L. needles were investigated on three exposed, south-facing, branches over 17 months (two growing seasons). A positive relationship (about 2$\%_0$ m$^{-1}$) was found between needle $\delta^{13}$C and trunk-needle distance on the branch. Abaxial needles were characterized by less negative $\delta^{13}$C values (0.5$\%_0$) compared with adaxial needles. Both effects were interpreted in terms of branch hydraulic conductivity including the presence of compression wood. A close relationship was found between $\delta^{13}$C measured in needles and in adjoining branch wood. Correcting the monthly data for spatial variation, a transient increase in needle $\delta^{13}$C during spring was detected (about 0.6$\%_0$), whereas changes in needle $\delta^{13}$C during summer, autumn and winter were minor and positively related to solar radiation.

Le $\delta^{13}$C des aiguilles du Pin sylvestre (Pinus sylvestris L.) : variations spatiales et temporelles. L'existence d'une variabilité en composition isotopique du carbone ($\delta^{13}$C) dans la couronne d'un arbre individuel complique les stratégies d'échantillonnage. Il est nécessaire de déterminer les facteurs qui sont à l'origine de cette variabilité. Les variations spatiales et temporelles de $\delta^{13}$C$_{\rm aiguilles}$ de Pinus sylvestris L. ont été étudiées pendant 17 mois (deux périodes de végétation) sur trois branches, exposées au sud. Une relation positive (2 $\%_0$ m$^{-1}$) a été trouvée entre $\delta^{13}$C$_{\rm aiguilles}$ et la distance à partir du tronc sur la branche. Les aiguilles abaxiales étaient caractérisées par des valeurs de $\delta^{13}$C moins négatives (0,5 $\%_0$) que les aiguilles adaxiale. Ces deux effets ont été interprétés sur la base du fonctionnement hydraulique des branches et de l'existence de bois de compression. En corrigeant les données mensuelles par rapport aux variations spatiales, une augmentation transitoire (0,6 $\%_0$ environ) de $\delta^{13}$C a été détectée au printemps, alors que durant l'été, l'automne et l'hiver, les variations restaient faibles et positivement liées au rayonnement solaire.

Mots clés: carbon isotope composition; needle; branch length effect; compression wood<br>---<br>composition isotopique du carbone; Pinus sylvestris; aiguille; effet de la longueur de la branche; bois de compression

Domaines: Sylviculture, foresterie

Oliver Brendel, Linda Handley, Howard Griffiths. The $\delta^{13}$C of Scots pine (Pinus sylvestris L.) needles: spatial and temporal variations. Annals of Forest Science, 2003, 60 (2), pp.97-104. ⟨10.1051/forest:2003001⟩. ⟨hal-00883681⟩