Effect of Climate Warming on Seedling Growth and Biomass Accumulation of Acacia modesta and Olea ferruginea in a Subtropical Scrub Forest of Pakistan

Abstract

ABSTRACT This study investigated the short-term impacts of projected climate warming on two dominant tree species of the Hayat-ul-Mir subtropical scrub forest of Pakistan. Seedlings of Acacia modesta and Olea ferruginea were exposed to ambient (To) and warming temperature (To + 2.3°C and To + 4.5°C) with control (M15%) and elevated (M20%) soil moisture in plant growth chamber for 90 days. To + 4.5°C induced detrimental effects on both species inhibiting seed germination and reducing their growth rate, biomass accumulation and allocation, however promoted development of root nodules (12 ± 4,0 nodules/root) in A. modesta. To + 2.3°C with M20% was beneficial for O. ferruginea with significant increase in stem height (4.8 ± 1.4 cm), elongated roots (31.2 ± 3.4 cm), branch development (9 ± 1.7), biomass accumulation (8.69 ± 0.4 g) and higher foliar nutrient concentration but for A. modesta it only promoted root elongation (16.5 ± 1.3 cm) and biomass accumulation in stem (1.05 ± 0.1 g) and foliage (0.08 ± 0.001 g). A. modesta grew better under To with significantly high germination and survival rate. A future 2.3°C warming could be ecologically significant to induce shifts in the structure and function of the Hayat-ul-Mir forest. RÉSUMÉ Cette étude a évalué les effets à court terme du réchauffement climatique projeté sur deux espèces arborescentes dominantes de la forêt arbustive subtropicale Hayat-ul-Mir au Pakistan. Des plantules de Acacia modesta et de Olea ferruginea ont été exposées à la température ambiante (To) ou à des réchauffements (To + 2,3°C et To + 4,5°C), selon une humidité du sol témoin (M15%) ou élevée (M20%) dans des chambres de croissance pendant 90 jours. To + 4,5°C a eu des effets délétères sur les deux espèces, empêchant la germination des graines et réduisant la croissance, l'accumulation et l'allocation de biomasse. Toutefois, To + 4,5°C a favorisé le développement de nodules racinaires (12 ± 4,0 nodules/racine) chez A. modesta. To + 2,3°C avec M20% a été bénéfique pour O. ferruginea, entraînant une augmentation significative de la hauteur des tiges (4,8 ± 1,4 cm), l'élongation racinaire (31,2 ± 3,4 cm), le développement de branches (9 ± 1,7), l'accumulation de biomasse (8,69 ± 0,4 g) et une concentration foliaire en nutriments plus élevée. Toutefois, chez A. modesta, To + 2,3°C avec M20% a seulement favorisé l'élongation racinaire (16,5 ± 1,3 cm) et l'accumulation de biomasse dans les tiges (1,05 ± 0,1 g) et dans les feuilles (0,08 ± 0,001 g). A. modesta a cru davantage sous To, affichant une germination et un taux de survie significativement élevés. Un réchauffement futur de 2,3°C pourrait être significatif écologiquement en entraînant des changements de structure et de fonction de la forêt Hayat-ul-Mir.