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Characterizing the respective importance of ontogeny and environmental constraints in forest tree development using growth phase duration distributions

Authors :
Yves Caraglio
Sylvie-Annabel Sabatier
Yann Guédon
Olivier Taugourdeau
Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
Modeling plant morphogenesis at different scales, from genes to phenotype (VIRTUAL PLANTS)
Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM)
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP)
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Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)
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Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
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Source :
Ecological Modelling, Ecological Modelling, Elsevier, 2015, 300, pp.61-72. ⟨10.1016/j.ecolmodel.2014.12.022⟩, Ecological Modelling, 2015, 300, pp.61-72. ⟨10.1016/j.ecolmodel.2014.12.022⟩
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

International audience; This study aimed to identify robust indicators that summarize the respective importance of ontogeny and environmental constraints in tree development. In the proposed approach, tree growth data correspond to the retrospective measurement of annual shoot characteristics (e.g. length, number of branches) along the main stem. We applied segmentation models to identify tree growth phases. These segmentation models, which are hidden semi-Markov chains, were compared with simple hidden Markov chains that correspond to the environment-driven development assumption. This statistical modelling approach was applied to both evergreen (Corsican pine and silver fir) and deciduous (sessile oak and Persian wal-nut) tree species growing in contrasted conditions ranging from managed forest stands to unmanaged understoreys. Growth phase duration distributions estimated within these segmentation models char-acterize the respective importance of ontogeny and environmental constraints in tree development at the population scale and have very contrasted characteristics in terms of shape and relative dispersion between ontogeny-driven and environment-driven tree development. These characteristics may change over tree life, reflecting changes in tree competition. Growth phase duration distributions summarize the joint trajectory of tree ontogeny and environment without requiring tree growth follow-up data for their estimation.

Details

Language :
English
ISSN :
03043800
Database :
OpenAIRE
Journal :
Ecological Modelling, Ecological Modelling, Elsevier, 2015, 300, pp.61-72. ⟨10.1016/j.ecolmodel.2014.12.022⟩, Ecological Modelling, 2015, 300, pp.61-72. ⟨10.1016/j.ecolmodel.2014.12.022⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....e140e3562b335440a6a611fa89379c09
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2014.12.022⟩