Interactive effects of water and C[O.sub.2] on light response efficiency and gas exchange traits in pine (Pinus) and spruce (Picea) species

Photosynthetic light response curves were parameterized for eight species in two genera, Pinus and Picea, grown in a 2 * 2 factorial of atmospheric C[O.sub.2] and soil moisture treatments. Four of the pines and three of the spruces are native to eastern North America, and the fourth spruce, Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.), is native to Europe. There was a significant genus x C[O.sub.2] interaction in apparent quantum efficiency (AQE): spruce AQE was greater under ambient C[O.sub.2] (C[O.sub.2]) than elevated C[O.sub.2] (eC[O.sub.2]), but pine AQE were equal. Under drought treatment (DR), AQE declined for both genera. Assimilation at light saturation (Alsat) was greater for spruces than pines, and for both genera, Alsat decreased under eCO2 and DR. Water-use efficiency was greater for pines than spruces and greater for pines and unchanged for spruces under DR. Examining AQE and Alsat change (%) from aC[O.sub.2] to eC[O.sub.2], there was a significant positive relationship to biomass growth stimulation (%) across species. These relationships support the theory of sink (biomass growth) regulation of assimilation traits and also the importance of needle nitrogen. Our results in response to eC[O.sub.2] and DR suggest a shift toward increased use of pines in forest management for eastern North America. Key words: elevated C[O.sub.2], light efficiency traits, light response curves, pines and spruces, soil moisture stress. Les courbes de reponse photosynthetique a la lumiere ont ete parametrees pour huit especes appartenant a deux genres, Pinus et Picea, cultivees selon un plan factoriel comprenant deux traitements de C[O.sub.2] atmospherique et deux traitements d'humidite du sol. Les quatre especes de pins et trois especes d'epiceas sont des especes indigenes de l'est de l'Amerique du Nord et la quatrieme espece d'epicea, l'epicea commun (Picea abies (L.) Karst.), est originaire de l'Europe. Il y avait une interaction significative entre le genre et le C[O.sub.2] dans le cas du rendement quantique apparent (RQA): le RQA des epiceas etait plus eleve dans le traitement a la concentration ambiante de C[O.sub.2] (aC[O.sub.2]) que s'ils etaient exposes a une plus grande concentration de C[O.sub.2] (eC[O.sub.2]), mais le RQA des pins restait le meme. Dans le traitement emulant une secheresse (SE), le RQA diminuait chez les deux genres. L'assimilation a saturation lumineuse (Alsat) etait plus elevee chez les epiceas que chez les pins et elle diminuait chez les deux genres dans les traitements eC[O.sub.2] et SE. L'efficience de l'utilisation de l'eau etait plus elevee chez les pins que chez les epiceas et plus elevee chez les pins et inchangee chez les epiceas dans le traitement SE. L'examen de la variation (%) du RQA et de l'Alsat entre les traitements aC[O.sub.2] et eC[O.sub.2] suggere une relation positive significative avec la stimulation de la croissance de la biomasse (%) chez l'ensemble des especes. Ces relations supportent la theorie de la regulation par l'effet de puits (croissance de la biomasse) des caracteres associes a l'assimilation et aussi mettent en evidence l'importance de l'azote dans les aiguilles. Nos resultats en reaction aux traitements eC[O.sub.2] et SE suggerent d'evoluer vers une utilisation accrue des pins en amenagement forestier dans l'est de l'Amerique du Nord. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : enrichissement en C[O.sub.2], caracteres d'efficacite lumineuse, courbes de reponse a la lumiere, pins et epiceas, stress hydrique dans le sol.
Introduction Ecophysiological adaptations in carbon assimilation and growth are important for plant fitness and have significant growth and ecological implications for both intra- and inter-specific competition (Bazzaz 1979). Light utilization [...]