Adaptations of Luzula confusa to the Polar Semi-Desert Environment

Abstract

Luutla confusa is both morphologically and physiologically adapted to the polar semidesert environment of the western Queen Elizabeth Islands. This species combines the more efficient graminoid photosynthetic system and a less drought-resistant mechanism with some of the cushion plant energy-trapping characteristics such as tufted growth form and persistence of dead leaves, with consequent thicker boundary layer. In this manner, the plant is able to assimilate carbon throughout the 24-h arctic day. The species utilizes the most favorable part of the growing season by rapid initiation of growth via relatively high photosynthetic rates, especially at low temperatures. This species is very responsive (net assimilation rates) to small changes in leaf temperature and leaf water potential. This permits the species to take advantage of small rises in leaf temperature (leaves normally 5 to 8°C) and to adjust to high VPD and low leaf water potential during the occasional droùght. The slow-growing, long-living conservative strategy of this species appears ideally suited to areas that are limited in their vascular plant cover because of rigorous environments. Within the range of habitats available, Lutula confusa predominates in sites of intermediate moisture with abundant cryptogams. It does not occur in the polar deserts with their drier surface soils except in snowflush communities. Key words: Lutula confusa, High Arctic, plantlwater relations, net photosynthesis, plant phenology, polar semideserts RÉSUMÉ. La Luzula confusa est adapt& de façon morphologique et physiologique au milieu polaire semidesertique dans l'ouest des îles Reine-Élizabeth. Cette espke combine un systkme trks efficace de photosynthkse de gramine et un &anisme & resistance moins klevk & la sicheresse avec certaines des caracteristiques tampons retenant I'Cnergie de la plante telles que la forme en touffe, la persistance des feuilles mortes et la couche limite plus Cpaisse qui en rbsulte. De cette façon, cette plante peut assimiler le carbone tout au long des 24 heures du jour arctique. Pendant la partie la plus favorable de la saison de croissance, I'espkce croit par initiation rapide grâce & son taux de photosynthbe relativement blevt, et surtout grâce aux basses temp6ratures. Cette esp&ce r&git de façdn marquee (taux d'assimilation nette) aux changements minimes de temp6rature des feuilles et & la teneur d'eau maximale des feuilles, ce qui permet de profiter des hausses minimes dans la teMrature des feuilles (temperature normale de 5" & 8°C) et de s'adapter & un VPD klevC et & la teneur d'eau peu Clevb des feuilles au cours de sicheresses occasionnelles. La stratkgie conservatrice de croissance lente et de longue vie de cette espkce semble &re parfaitement convenable aux rbgions qui comportent une vegetation vasculaire limit& & cause du milieu rigoreux. Parmi les diffkrents habitats possibles, la Luzula confusa pr6domine dans les sites & humiditd moyenne contenant d'abondants cryptogames. Elle ne croit pas dans les deserts polaires & sols de surface plus secs, sauf dans les communautes de taches de neige. Mots clCs: Luutla confusa, nord de l'Arctique, relations plantes-eau, photosynthkse nette, phhologie des plantes, semideserts polaires Traduit pour le journal par Maurice Guibord.