Tree growth responses to different environmental conditions

Abstract

Increasing frequency and intensity of droughts affect forest ecosystems. There are already higher rates of tree mortality and forest drought-induced dieback. Since climate change affects the soil conditions, the precipitation rates and the growth seasons, it is expected that trees will develop acclimation and adaptation strategies in order to maintain vigor. Since the two most important reasons of mortality are carbon starvation and hydraulic failure, adjustments in physiological traits are expected to be related to the maintenance of the tree carbon and water balances.This thesis focused on understanding how trees respond under different environmental conditions (e.g. wet vs dry) both at the intraspecific and interspecific level. The conducted studies focused on biomass allocation, xylem and phloem anatomies of stem and branches, xylem anatomy of leaves, plant hydraulics, and wood density. Mostly, data from personal measurements were used, but also published data to compare the results. The aim was to understand which structural traits are linked to the acclimation and adaptation strategies of trees and how.The structure of the thesis is: (i) general introduction, (ii) five main chapters based on different studies, (iii) one main chapter describing in short three more studies, (iv) overall conclusion, (v) additional information for each of the main chapters (if applicable), (vi) acknowledgments, (vii) anatomical images for some chapters, (viii) literature cited listed per chapter.

Η αυξανόμενη συχνότητα και ένταση των ξηρασιών επηρεάζει τα δασικά οικοσυστήματα. Ήδη έχουν παρατηρηθεί υψηλότερα ποσοστά θνησιμότητας και φθοράς των δέντρων που προκαλούνται από την ξηρασία. Δεδομένου ότι η κλιματική αλλαγή επηρεάζει τις συνθήκες του εδάφους, τους ρυθμούς βροχοπτώσεων και τις αναπτυξιακές περιόδους, αναμένεται ότι τα δέντρα θα αναπτύξουν στρατηγικές εγκλιματισμού και προσαρμογής προκειμένου να διατηρήσουν τη ζωτικότητά τους. Δεδομένου ότι οι δύο πιο σημαντικοί λόγοι θνησιμότητας είναι η έλλειψη άνθρακα και η υδραυλική αστοχία, οι προσαρμογές στα φυσιολογικά χαρακτηριστικά αναμένεται να σχετίζονται με τη διατήρηση των ισορροπιών άνθρακα και νερού του δέντρου. Η συγκεκριμένη διατριβή επικεντρώθηκε στην κατανόηση του πώς αντιδρούν τα δέντρα κάτω από διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες (π.χ. υγρό έναντι ξηρού περιβάλλοντος) τόσο μεταξύ ειδών όσο και σύγκριση του ίδιου είδους. Οι μελέτες που διεξήχθησαν επικεντρώθηκαν στην κατανομή βιομάζας, στην ανατομία του ξυλώματος και του φλοιώματος του κορμού και των κλαδιών, στην ανατομία του ξυλώματος των φύλλων, στην υδραυλική των φυτών και στην πυκνότητα του ξύλου. Κυρίως χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από προσωπικές μετρήσεις, αλλά και δημοσιευμένα δεδομένα για τη σύγκριση των αποτελεσμάτων. Ο στόχος ήταν να κατανοηθεί ποια δομικά χαρακτηριστικά συνδέονται με τις στρατηγικές εγκλιματισμού και προσαρμογής των δέντρων και πώς. Η δομή της διατριβής είναι: (i) γενική εισαγωγή, (ii) πέντε κύρια κεφάλαια που βασίζονται σε διαφορετικές μελέτες, (iii) ένα κύριο κεφάλαιο που περιγράφει εν συντομία τρεις ακόμη μελέτες, (iv) συνολικό συμπέρασμα, (v) πρόσθετες πληροφορίες για κάθε ένα των κύριων κεφαλαίων (εάν υπάρχουν), (vi) ευχαριστίες, (vii) εικόνες ανατομίας για ορισμένα κεφάλαια, (viii) λίστα βιβλιογραφίας ανά κεφάλαιο.