Fonctionnement hydrique du hêtre : architecture hydraulique et sensibilité à la cavitation - Université de Lorraine Access content directly
Theses Year : 2000

Water relation in beech : hydraulic architecture and vulnerability to cavitation

Fonctionnement hydrique du hêtre : architecture hydraulique et sensibilité à la cavitation

Abstract

We used a high pressure flowmeter to measure the repartition of hydraulic resistances that control water fluxes within beech crowns. We observed a gradient with higher resistances in the shade-exposed branches. This gradient is strongly correlated with irradiance that branches received during their ontogenesis. Morphology (long and short twigs) and anatomy (diameter and vessel density) of branches are modulated by irradiance. Thus, we showed in shade branches that reduction in vessel diameter and the increase of the number of node increase hydraulic resistances. Hydraulic architecture is acclimated to microclimatic conditions and allows the xylem to sustain water demand and limits dysfunctioning (cavitation and embolism). When growth conditions change (water stress, changes in irradiance), we showed an early stomatal regulation able to limit strongly water fluxes, and anatomical changes inducing an acclimation to the new conditions. However, beech xylem is vulnerable to cavitation. Over the year, we observed increased of embolism following freeze-thaw cycles during winter and when a severe drought occured early in the season (1998). When vessels are embolised, hydraulic conductivity is reduced and can be restored when new ring take place in spring.
A l'aide d'un fluxmètre haute pression (hpfm), nous avons déterminé la répartition des résistances hydrauliques dans les houppiers de hêtre. Nous avons observé un gradient de résistance dans les houppiers avec les plus fortes résistances dans les branches d'ombre. Ce gradient est fortement corrélé avec l'éclairement reçu par les branches au cours de leur croissance. C'est la structure morphologique (rameaux courts et rameaux longs) et anatomique (diamètre et densité des vaisseaux) des branches modulées par l'éclairement qui induisent ce gradient. Ainsi, nous avons montré que la taille réduite des vaisseaux et l'empilement des nu?ds dans les branches d'ombre augmentaient les résistances hydrauliques. L'architecture hydraulique est acclimatée aux conditions microclimatiques et permet de soutenir la demande évaporatoire en limitant les risques de dysfonctionnement (cavitation et embolie). Lorsqu'il y a modification des conditions de croissance (contrainte hydrique, modification de l'éclairement), nous avons montré que des mécanismes de régulation et d'acclimatation se mettent en place. La régulation stomatique permet une réponse rapide et à court terme en limitant fortement les flux d'eau, alors que des modifications anatomiques (modification de la taille des vaisseaux et de la densité) permettent à l'arbre de s'acclimater aux nouvelles conditions de croissance. Cependant le système conducteur du hêtre est une structure vulnérable. Au cours de l'année, nous avons observé des phases de développement de l'embolie. Chaque hiver, l'embolie se développe progressivement suite à l'alternance de périodes de gel et de dégel et au cours de l'été lorsque s'installe une contrainte hydrique précoce et intense (cf. 1998). Une fois les vaisseaux emboisés, la conductivité hydraulique est réduite et chez le hêtre, elle n'est restaurée qu'au printemps suivant par la formation d'un nouveau cerne.
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Dates and versions

tel-01747535 , version 1 (29-03-2018)

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  • HAL Id : tel-01747535 , version 1

Cite

Damien Lemoine. Fonctionnement hydrique du hêtre : architecture hydraulique et sensibilité à la cavitation. Sciences de la Terre. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2000. Français. ⟨NNT : 2000NAN10013⟩. ⟨tel-01747535⟩
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