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Site-conditions reflected by seasonal and diurnal leaf water potentials of four co-occurring tree species in the Sierra Madre Oriental, Mexico

Quelle: Forstarchiv 81: 3, 110-117 (2010)
Autor(en): HIMMELSBACH W, GARZA EJT, RODRIGUEZ HG, TAGLE MAG, ESTRADA CASTILLÖN AE, AGUIRRE CALDERÖN OA

Abstract: Mixed pine-oak forests are exposed to extreme environmental conditions where water availability is a limiting factor. In order to determine the adaptation of four tree species (Arbutusxalapensis, Juniperus flaccida, Pinuspseudostrobus, Quercus canbyi) to water stress, diurnal leaf water potentials (Yw) were measured under natural drought and non-drought conditions in the Sierra Madre Oriental. Furthermore, the relation between leaf Yw and environmental variables was analyzed. The ANOVA revealed significant differences in Yw between sampling dates (block variable), sampling hours and species (treatment variables) with no significant (p-value > 0.05) interaction between the treatment variables. In general, all species showed high predawn and low midday values that declined progressively with increasing drought and soil-water loss. During the dry period, J. flaccida had the lowest Yw followed by Q. canbyi and A. xalapensis, but all species recovered with rapid higher potentials after the onset of the rainy season in the end of May. In comparison, P. pseudostrobus showed less seasonal fluctuations. Differences in leaf Yw were significant (p-value < 0.01) between all species, except for the two conifers (p-value > 0.05). Correlations within Yw and environmental variables were highly significant for soil moisture content in the morning hours (6:00 hr and 8:00 hr) and evaporative demand components in the afternoon (12:00 hr to 16:00 hr), depending on the species. A. xalapensis, J. flaccida and Q. canbyi showed strong correlations with climatic variables, hence these variables are better indicators of measured site conditions than P. pseudostrobus. In contrast, P. pseudostrobus showed weak correlations with climatic variables. This indicates that the species employed different strategies to overcome periods of drought. The latter species seems to tolerate drought (water stress) using its deeper rooting system, while the former species use other physiological strategies to overcome water stress. In conclusion, all species are considered as suitable candidates for reforestation programs in the Sierra Madre Oriental. Nevertheless, their suitability depends on the environmental site conditions, especially with respect to soil characteristics in the area of improvement.


Wasserpotenziale im Tages- und Jahresverlauf als Indikatoren von Umweltfaktoren, gemessen an vier vergesellschafteten Baumarten in der Sierra Madre Oriental, Mexiko

Kurzfassung: Kiefern-Eichenmischwälder sind extremen Umweltbedingungen ausgesetzt, wobei Wasserverfügbarkeit ein limitierender Faktor ist. Um die Art der Anpassung von vier Baumarten (Arbutus xalapensis, Juniperus flaccida, Pinus pseudostrobus, Quercus canbyi) an Wassertress zu charakterisieren, wurden Blattwasserpotenziale (Yw) im Tageslauf unter trockenen und feuchten Feldbedingungen in der Sierra Madre Oriental gemessen. Zudem wurde die Beziehung zwischen Yw und aktuellen Umweltvariablen analysiert. Die ANOVA ergab signifikante Unterschiede der Yw beim Vergleich von verschiedenen Aufnahmetagen (Blockvariable), Tageszeiten und Baumarten (Behandlungsvariable), wobei die Interaktion der Behandlungsvariablen berücksichtigt wurde. Im Allgemeinen hatten alle Baumarten hohe Wasserpotenziale vor Sonnenaufgang und niedrige am Mittag, die mit zunehmender Trockenheit und Bodenwasserverlust stetig abnahmen. Während der Trockenperiode hatte/ flaccida die niedrigsten Yw, gefolgt von Q. canbyi und A. xalapensis. Allerdings erholten sich alle Baumarten recht schnell nach Einsetzen der Regenzeit Ende Mai. Die Yw von P pseudostrobus unterlagen vergleichsweise geringeren jahreszeitlichen Schwankungen Die Unterschiede in Yw waren signifikant (p-Wert < 0,01) zwischen allen Baumarten mit Ausnahme der beiden Nadelbaumarten (p-Wert > 0,05). Die Korrelationen zwischen Yw und Umweltvariablen waren je nach Baumart höchst signifikant für Bodenwassergehalt in den Morgenstunden (6:00 Uhr und 8:00 Uhr) und dem Wasserdampfsättingsdefizit am Nachmittag (12:00 Uhr bis 18:00 Uhr). Die Yw von A xalapensis, J. flaccida und Q. canbyi waren stark korreliert mit klimatischen Variablen und wurden im Vergleich zu P pseudostrobus als bessere Indikatoren für die gemessenen Standortsbedingungen identifiziert Die Yw von P pseudostrobus dagegen waren nur schwach mit klimatischen Umweltbedinungen korreliert. Dies zeigt, dass die Baumarten unterschiedliche Strategien anwenden, um Trockenperioden zu überbrücken. Letztgenannte Baumart scheint Wassermangel mithilfe eines tieferen Wurzelsystems zu umgehen. Die anderen Baumarten scheinen dagegen über weitere pflanzenphysiologische Kapazitäten zu verfügen, um Wasserstress zu vermeiden. Schließlich werde alle Baumarten als geeignete Kandidaten für Aufforstungsvorhaben in der Sierra Madre Oriental angesehen. Allerdings hängt die individuelle Empfehlung von den Standortbedingungen, insbesondere den Bodeneigenschaften, in der aufzuforstenden Region ab

© DLV München

 

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