Repositorio
Institucional

Cavieres, Lohengrin A.

Piper, Frida I.

Reyes-Diaz, Marjorie

Corcuera, Luis J.

Carbon sink limitation and frost tolerance control performance of the tree Kageneckia angustifolia D.!Don (Rosaceae) at the treeline in central Chile

SPRINGER

PLANT ECOLOGY

en

La disminución de la temperatura con el aumento de la altitud puede determinar la distribución altitudinal de los árboles de diferentes maneras: afectando la supervivencia a través de temperaturas bajo cero, por un balance negativo de carbono producido por menores tasas fotosintéticas, o limitando la actividad de crecimiento. Aquí evaluamos la importancia relativa de estos efectos directos e indirectos de la disminución altitudinal de la temperatura en la determinación del límite arbóreo en el centro de Chile (33 grados S) dominado por Kageneckia angustifolia. Seleccionamos dos altitudes (2000 y 2200 m s.n.m.) a lo largo del ecotono del límite arbóreo. En cada altitud, se midieron los carbohidratos no estructurales (CNE) de las hojas y los parámetros de intercambio de gases en cinco individuos durante la temporada de crecimiento. También determinamos la resistencia al frío de K. angustifolia, midiendo las temperaturas que causan el 50% de mortalidad de plántulas (LT50) y la nucleación de hielo (NI). No se encontraron diferencias en la fotosíntesis neta entre altitudes. Aunque no se detectaron diferencias en la concentración de NSC en base a materia seca entre 2000 y 2200 m, cuando la concentración de NSC se expresó en base a área foliar, se encontraron contenidos más altos a mayor altitud. Por lo tanto, es posible que existan limitaciones en la capacidad de absorción de carbono en el límite altitudinal superior de K. angustifolia. Para las plántulas derivadas de semillas recolectadas a 2200 m, la LT50 de las plantas aclimatadas al frío y no aclimatadas fue de -9,5 y -7 °C, respectivamente. Sin embargo, a esta altitud pueden presentarse con frecuencia temperaturas tan bajas como -10 °C durante el final del invierno. Por consiguiente, el daño por bajas temperaturas en las plántulas también parece estar involucrado en la formación del límite arbóreo en esta especie. Por lo tanto, una confluencia de mecanismos globales (limitación de la capacidad de absorción de carbono) y regionales (tolerancia a la congelación) explica la formación del límite arbóreo en la zona climática de tipo mediterráneo del centro de Chile.#The decrease in temperature with increasing elevation may determine the altitudinal tree distribution in different ways: affecting survival through freezing temperatures, by a negative carbon balance produced by lower photosynthetic rates, or by limiting growth activity. Here we assessed the relative importance of these direct and indirect effects of altitudinal decrease in temperature in determining the treeline in central Chile (33 degrees S) dominated by Kageneckia angustifolia. We selected two altitudes (2000 and 2200 m a.s.l.) along the treeline ecotone. At each elevation, leaf non-structural carbohydrates (NSC) and gas exchange parameters were measured on five individuals during the growing season. We also determined the cold resistance of K. angustifolia, by measuring temperatures that cause 50% seedling mortality (LT50) and ice nucleation (IN). No differences in net photosynthesis were found between altitudes. Although no differences were detected on NSC concentration on a dry matter basis between 2000 and 2200 m, when NSC concentration was expressed on a leaf area basis, higher contents were found at the higher elevation. Thus, carbon sink limitations may occur at the K. angustifolia's upper altitudinal limit. For seedlings derived from seeds collected at the 2200 m, LT50 of cold-acclimated and non-acclimated plants were -9.5 and -7 degrees C, respectively. However, temperatures as low as -10 degrees C can frequently occur at this altitude during the end of winter. Therefore, low temperature injury of seedlings seems also be involved in the treeline formation in this species. Hence, a confluence of global (carbon sink limitation) and regional (freezing tolerance) mechanisms explains the treeline formation in the Mediterranean-type climate zone of central Chile.

Artículo original

10.1007/s11258-005-9081-4

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altitudinal gradient

carbon balance

growth limitation

low temperature resistance

LOW-TEMPERATURE RESISTANCE

EUCALYPTUS-PAUCIFLORA

ALPINE-TREELINE

SWISS TREELINE

PINUS-CEMBRA

RESPONSES

GERMINATION

GRADIENT

SURVIVAL

STARCH

gradiente altitudinal

balance de carbono

limitación del crecimiento

resistencia a bajas temperaturas

RESISTENCIA A BAJAS TEMPERATURAS

EUCALYPTUS PAUCIFLORA

LÍMITE DE ÁRBOLES ALPINOS

LÍMITE DE ÁRBOLES SUIZOS

PINUS CEMBRA

RESPUESTAS

GERMINACIÓN

GRADIENTE

SUPERVIVENCIA

ALMIDÓN

altitudinal gradient

carbon balance

growth limitation

low temperature resistance

LOW-TEMPERATURE RESISTANCE

EUCALYPTUS-PAUCIFLORA

ALPINE-TREELINE

SWISS TREELINE

PINUS-CEMBRA

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GERMINATION

GRADIENT

SURVIVAL

STARCH

gradiente altitudinal

balance de carbono

limitación del crecimiento

resistencia a bajas temperaturas

RESISTENCIA A BAJAS TEMPERATURAS

EUCALYPTUS PAUCIFLORA

LÍMITE DE ÁRBOLES ALPINOS

LÍMITE DE ÁRBOLES SUIZOS

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GERMINACIÓN

GRADIENTE

SUPERVIVENCIA

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