Belowground traits of mediterranean woody plants in a portuguese shrubland

Abstract

Below ground traits vary widely. Apart from the influence of the environment both genetic and ontogenic factors are responsible for this variation. For mediterranean woody plants there is also evidence of a relationship between regenerative strategies and root system characteristics. With the general aim of studying these different aspects, the root systems of seventeen obligate seeders and sixteen re s p routers from ten different species and different deve l o pmental stages we re exc a vated at Tapada Nacional de Ma f ra in Central West Portugal. Root systems were photographed, weighted and measured. Root length and the ave rage root diameter we re determined using digital image software. Root-to-shoot ratio (R/S) and the specific root length (SRL) we re computed for all plants. Basal section was used as an indicator of plant development. A principal component analysis (PCA) was perf o rmed in order to study the relationships between variables and between plants. The analysis showed a clear distinction of plants according to the respective developmental stage but also according to the regenerative characteristics of the different species. Allometric relationships were found between root biomass, shoot biomass and basal section. Statistical tests showed that resprouters had higher maximum rooting depth, average root diameter and R/S and lower SRL, than obligate seeders. A decrease of R/S and SRL with basal section was verified for a sub-sample of four species.

Il existe une grande variabilité associée aux caractéristiques souterraines des plantes. Outre l’influence de l’environnement, les responsables en sont les facteurs génétiques et les facteurs ontogéniques. Dans le cas des plantes ligneuses méditerranéennes, il existe aussi un ra p p o rt entre les stratégies régénéra t i ves et les caractéristiques des systèmes racinaires. En envisageant l’étude de ces différents aspects, les systèmes racinaires de dix-sept plantes se régénérant par semis et s e i ze plantes à régénération végétative appartenant à dix espèces d i f f é rentes à divers stades de développement, ont été déterrés à Tapada Nacional de Ma f ra, dans le Ce n t re - Ouest du Po rtugal. Les racines ont été photographiées, pesées et mesurées. La longueur et le diamètre moyen ont été déterminés en utilisant un programme de mesure à partir d’images numériques. Le rapport entre la biomasse des racines et celle de la partie aérienne ainsi que la longueur spécifique des racines ont été calculés pour toutes les plantes. La section basale a été utilisée comme un indicateur du développement de la plante. Une analyse par composantes principales a été utilisée pour étudier les ra p p o rts entre variables et entre plantes. L’ a n a l y s e a montré une nette différence des plantes selon leur stade de développement, mais aussi en fonction des caractéristiques régénératives des différentes espèces. Des ra p p o rts allométriques ont été tro u v é s entre la biomasse des racines, la biomasse de la partie aérienne et la section basale. Des tests statistiques ont montré que les plantes de régénération végétative présentent un enracinement plus profond, un diamètre moyen plus important, un plus grand rapport biomasse ra c i n a i re/biomasse aérienne et une longueur ra c i n a i re spécifique plus faible que les plantes de régénération par semis. Une diminution du rapport biomasse racinaire/biomasse aérienne et de la longueur racinaire spécifique avec la section basale a été vérifiée chez un sous-échantillon de quatre espèces.