Seed germination and seedling performance of Pinus pinaster Ait. populations from Coastal Central Portugal

Germinação de sementes e desempenho de populações de Pinus pinaster Ait. da Costa Central de Portugal

Germination des semences et performance de semis des populations de Pinus pinaster Ait. De la Côte Central du Portugal

¹ Department of Environment and Planning, University of Aveiro, and CESAM, Campus Universitário de Santiago, 3810-193 Aveiro, Portugal
² Biology Department, University of Aveiro, and CESAM, Campus Universitário de Santiago, 3810-193 Aveiro, Portugal
³ ForestWISE - Collaborative Laboratory for Integrated Forest & Fire Management, Quinta de Prados, 5001-801 Vila Real, Portugal

^* E-mail: sofiacorticeiro@ua.pt

Abstract

Natural regeneration is crucial to maintaining local adaptative genetic pools of Pinus pinaster Ait. forests and their restoration following disturbance events. After a wildfire, weak-serotinous maritime pine populations may only depend on the viability of seeds exposed to fire to recover. Subsequently, summer drought during the early stages of the pine seedlings may seriously jeopardize the success of natural regeneration and the productivity of natural exploitable forests. The main objectives of this work were 1) to determine and compare the seed germination rates of weak-serotinous maritime pine populations along a geographic gradient within the Coastal Center of Portugal and 2) to investigate the ability of non-selected natural regenerated pine seedlings to survive under water limitation conditions. To accomplish those aims, seeds were collected from 8 populations distributed along a 100 km geographical gradient and left to germinate for 2 months. The seedlings were submitted to a water limitation experiment for 3 weeks.

Overall no relation was found between seed weight and germination rate, but different trends were observed amongst populations. No relation was found between seed traits and seedling growth. Under water limitation, results suggested differences in water use efficiency between populations, possibly justified by adaptation to specific site conditions.

Resumo

A regeneração natural é crucial para manter os reservatórios genéticos das florestas de Pinus pinaster Ait. e a sua capacidade de adaptação local no seguimento de eventos de perturbação. Depois de um incêndio, as populações de pinheiro-bravo com baixo nível de serotinia dependem apenas da viabilidade das sementes expostas ao fogo para a sua recuperação. Posteriormente, a seca durante as fases iniciais das plântulas de pinheiro-bravo pode comprometer seriamente o sucesso da regeneração natural e a produtividade das florestas. Os principais objetivos deste trabalho foram 1) determinar e comparar as taxas de germinação de sementes de populações de pinheiro-bravo com baixa serotinia ao longo de um gradiente geográfico no Centro Litoral de Portugal e 2) investigar a capacidade das plântulas de pinheiro regeneradas naturalmente, não selecionadas, para sobreviverem em condições de limitação de água. Para atingir estes objetivos, foram recolhidas sementes de 8 populações distribuídas ao longo de um gradiente geográfico de 100 km e deixadas a germinar durante 2 meses. As plântulas foram submetidas a uma experiência de limitação de água durante 3 semanas.

No geral não foi encontrada nenhuma relação entre o peso das sementes e a taxa de germinação, apesar de terem sido observadas diferentes tendências entre as populações. Adicionalmente, não foi detetada qualquer relação entre as características das sementes e o crescimento das plântulas. Sob limitação de água, os resultados sugeriram diferenças na eficiência da utilização de água entre populações, possivelmente justificadas pela adaptação às condições específicas do local.

Résumé

La régénération naturelle est essentielle au maintien des pools génétiques adaptatifs locaux des forêts de Pinus pinaster Ait. et à leur restauration après des perturbations. Après un feu, les populations de pin maritime faiblement sérotines peuvent dépendre uniquement de la viabilité des graines exposées au feu pour se rétablir. Par la suite, la sécheresse estivale durant les premiers stades des semis de pin peut sérieusement compromettre le succès de la régénération naturelle et la productivité des forêts naturelles exploitables. Les principaux objectifs de ce travail étaient 1) de déterminer et de comparer les taux de germination des graines des populations de pin maritime peu sérotines le long d'un gradient géographique dans le centre côtier du Portugal et 2) d'étudier la capacité des semis de pin régénéré naturel non sélectionnés à survivre dans des conditions de limitation d'eau. Pour atteindre ces objectifs, des graines ont été collectées dans 8 populations réparties le long d'un gradient géographique de 100 km et laissées à germer pendant 2 mois. Les semis ont été soumis à une expérience de limitation de l'eau durant 3 semaines.

Dans l'ensemble, aucune relation n'a été trouvée entre le poids des graines et le taux de germination, mais différentes tendances ont été observées parmi les populations. Aucune relation n'a été trouvée entre les caractéristiques des graines et la croissance des semis. Sous limitation d'eau, les résultats suggèrent des différences dans l'efficacité d'utilisation de l'eau entre les populations, probablement justifiées par l'adaptation aux conditions spécifiques du site.