Ecophysiological responses of six coastal dune species along the eastern seaboard of South Africa

Ecophysiological responses of six co-occurring dune species were investigated in a field study to determine whether they exhibit similar functional traits in response to environmental stressors. The species included Brachylaena discolor DC, Chrysanthemoides monilifera (L.), Scaevola plumieri (L.) Vahl, Canavalia maritima (Aubl.) Thouars, Gazania rigens (L.) Gaertn. and Cyperus esculentis L. Carbon dioxide exchange was saturated at 1,800molm(-2)s(-1) in S.plumieri and at 1,000-1,300molm(-2)s(-1) in the others. Maximal CO2 exchange occurred during mid-morning. Midday stomatal closure occurred in S.plumieri, C.monilifera and B.discolor, while stomatal regulation was achieved by maintaining low conductance. Photoinhibition was minimized by efficient mechanisms for light dissipation. Species such as S.plumieri, C.maritima and B.discolor exhibited sclerophylly, a trait for survival in saline and nutrient- and water-deficient environments. Concentrations of Na+ and Cl-1 were high in C.monilifera, G.rigens, B.discolor and S.plumieri, while the high C:N ratio in S.plumieri and C.esculentis suggested nitrogen deficiency. The responses of the six species to environmental stressors in terms of light use, gas exchange, ion and water relations and degree of sclerophylly suggest similar strategies for survival in the dune environment. Resume Nous avons etudie les reponses eco-physiologiques de six especes coexistant dans les dunes lors d'une recherche sur le terrain pour determiner si elles presentent des caracteristiques fonctionnelles semblables en reponse a des facteurs de stress environnementaux. Ces especes comprenaient Brachylaena discolor DC, Chrysanthemoides monilifera (L.), Scaevola plumieri (L.) Vahl,Canavalia maritima (Aubl.) Thouars, Gazania rigens (L.) Gaertn. et Cyperus esculentis L. L'echange de dioxyde de carbone etait sature a 1800molm(-2)s(-1) chez S.plumieri et entre 1,000-1,300molm(-2)s(-1) chez les autres. L'echange maximal de CO2 avait lieu en milieu de matinee. Une fermeture des stomates avait lieu en milieu de journee chez S.plumieri, C.monilifera et B.discolor, alors que la regulation des stomates se faisait en conservant une faible conductance. La photo-inhibition etait reduite au minimum par des mecanismes efficaces de dissipation de la lumiere. Des especes comme S. plumieri, C. maritima et B. discolor presentaient de la sclerophyllie, une caracteristique permettant la survie dans des environnements salins, deficients en eau et en nutriments. Les concentrations en Na+ and Cl(-1)etaient elevees chez C. monilifera, G. rigens, B. discolor et S. plumieri, alors que le taux eleve de C/N chez S. plumieri et C. esculentis suggeraient un manque d'azote. Les reponses des six especes aux facteurs de stress environnementaux en termes d'utilisation de la lumiere, d'echanges gazeux, de rapport ion et eau et de degre de sclerophyllie suggerent des strategies comparables pour la survie dans l'environnement des dunes.