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Photosynthesis, water-use and nitrogen relate to both plant height and leaf structure in 60 species from the Mediterranean
被引:0
|作者:
Garnier, Eric
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Vile, Denis
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Debain, Sandrine
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,3
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Bottin, Lorraine
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,4
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Laurent, Gerard
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,5
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Roumet, Catherine
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机构:
[1] Univ Montpellier, EPHE, CNRS, CEFE,IRD, Montpellier, France
[2] Univ Montpellier, Inst Agro, INRAE, LEPSE, Montpellier, France
[3] Songes Sahuc, Mas Cougnot, Chemin Recodier, St Roman De Codieres, France
[4] Univ Cote Azur, CNRS, ECOSEAS, Nice, France
[5] 2 Pl Etoile, Pouzolles, France
关键词:
leaf carbon isotopic discrimination;
leaf structure and function;
leaf traits;
photosynthesis;
photosynthetic nitrogen-use efficiency;
stomatal conductance;
vegetative plant height;
water-use efficiency;
CARBON-ISOTOPE DISCRIMINATION;
TREE HEIGHT;
USE EFFICIENCY;
DRY MASS;
AREA;
TRAITS;
CO2;
CONDUCTANCE;
SPECTRUM;
LIGHT;
D O I:
10.1111/1365-2435.14737
中图分类号:
Q14 [生态学(生物生态学)];
学科分类号:
071012 ;
0713 ;
摘要:
Within individuals and/or species of trees, the structure and gas exchange of sun-exposed leaves from the outer part of the canopy have been found to relate to sampling height. Across species, the gas exchange of such leaves has been shown to relate to their structure and biochemical composition, but not to canopy height. Why are leaf traits related to height within tree species but not across a broader range of species? And what are the components of leaf structure involved in leaf-level carbon, water and nitrogen economies? Plant height, leaf mass per area (LMA) and its underlying components, gas exchange, leaf nitrogen and carbon isotopic discrimination were assessed for 60 species from different life and growth forms growing in the Mediterranean, spanning a wide range of height and LMA values. Contrary to previous comparisons across species, our study shows that leaves of tall plants had a high LMA, a high leaf dry matter content (LDMC) and were slightly thicker; their stomatal conductance and photosynthetic rate were low, while their intrinsic water-use efficiency (iWUE) was high. LMA was related to all gas exchange variables as well as to leaf nitrogen. These effects were mostly mediated through LDMC, with limited effects of leaf thickness. These conclusions were hardly modified when phylogeny was account for. Across species of varying life and growth forms, leaf functioning relates to both plant height and leaf structure. These results provide a generalization of previous conclusions found in trees at the intra-individual and/or intraspecific levels. Inconsistencies among previous studies with respect to plant height are likely an issue of context-dependency, which should be explicitly taken into account for a better understanding of plant form and function.Read the free Plain Language Summary for this article on the Journal blog. Au sein des individus et/ou des esp & egrave;ces d'arbres, il a & eacute;t & eacute; montr & eacute; que la structure et les & eacute;changes gazeux des feuilles expos & eacute;es au soleil dans la partie ext & eacute;rieure de la canop & eacute;e & eacute;taient li & eacute;s & agrave; la hauteur d'& eacute;chantillonnage. Entre esp & egrave;ces, il a & eacute;t & eacute; d & eacute;montr & eacute; que les & eacute;changes gazeux de ces feuilles & eacute;taient li & eacute;s & agrave; leur structure et & agrave; leur composition chimique, mais pas & agrave; la hauteur de la plante. Pourquoi les caract & eacute;ristiques des feuilles sont-elles li & eacute;es & agrave; la hauteur au sein d'une m & ecirc;me esp & egrave;ce d'arbre, alors que ce n'est pas le cas lorsque l'on compare des esp & egrave;ces diff & eacute;rentes ? Et quelles sont les composantes de la structure foliaire impliqu & eacute;es dans les & eacute;conomies du carbone, de l'eau et de l'azote des feuilles ? La hauteur des plantes, la masse surfacique des feuilles (MSF) et ses composantes sous-jacentes, les & eacute;changes gazeux, la teneur en azote et la discrimination isotopique du carbone des feuilles ont & eacute;t & eacute; & eacute;valu & eacute;s pour 60 esp & egrave;ces de diff & eacute;rentes formes de vie et de croissance se trouvant dans la r & eacute;gion m & eacute;diterran & eacute;enne, et couvrant une large gamme de valeurs de hauteur et de MSF. Contrairement aux comparaisons pr & eacute;c & eacute;dentes effectu & eacute;es entre esp & egrave;ces, notre & eacute;tude montre que les feuilles des plantes de haute stature ont une MSF & eacute;lev & eacute;e, une teneur en mati & egrave;re s & egrave;che foliaire & eacute;lev & eacute;e et sont l & eacute;g & egrave;rement plus & eacute;paisses ; leur conductance stomatique et leur vitesse de photosynth & egrave;se sont faibles, alors que leur efficacit & eacute; intrins & egrave;que d'utilisation de l'eau est & eacute;lev & eacute;e. La MSF est reli & eacute;e & agrave; toutes les variables relatives aux & eacute;changes gazeux ainsi qu'& agrave; l'azote foliaire. Ces effets sont principalement expliqu & eacute;s par des diff & eacute;rences de teneur en mati & egrave;re s & egrave;che, avec des effets limit & eacute;s de l'& eacute;paisseur des feuilles. Ces conclusions ne sont pas significativement modifi & eacute;es lorsque la phylog & eacute;nie est prise en compte. Pour des esp & egrave;ces appartenant & agrave; diff & eacute;rentes formes de vie et de croissance, nous avons montr & eacute; que le fonctionnement des feuilles & eacute;tait reli & eacute; & agrave; la fois & agrave; la structure de celles-ci et & agrave; hauteur de la plante. Ces r & eacute;sultats constituent une g & eacute;n & eacute;ralisation des conclusions obtenues sur des arbres aux niveaux intra-individuel et/ou intrasp & eacute;cifique, mais contrastent avec les & eacute;tudes pr & eacute;c & eacute;dentes conduites entre esp & egrave;ces pour ce qui est de la hauteur. Ces diff & eacute;rences pourraient s'expliquer par des effets de d & eacute;pendance au contexte, qui devraient & ecirc;tre explicitement pris en compte pour une meilleure compr & eacute;hension de la forme et de la fonction des plantes.
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