Ecophysiological responses of Mediterranean pines to simulated sea aerosol polluted with an anionic surfactant: prospects for biomonitoring

Abstract

-Sea aerosol may contain surfactants as pollutants. We examined ecophysiological mechanisms involved in the sensitivity of three Mediterranean pines to five spray treatments with sea water including an anionic surfactant, 5 to 500 mg/L dioctyl sodium sulphosuccinate. Despite the reduction of surfactant in sea aerosol over the past 20 years, Mediterranean pinewoods are still at risk for surfactant pollution, since concentrations in the field reach the visible injury threshold here recorded, i.e. 2 mg/L surfactant deposited on needles. The chloride toxicity threshold was 2 mg/g needle dw; values exceeded the threshold only when sea water was polluted by more than 30 mg/L surfactant. The surfactant altered epistomatal waxy microtubules and thus needle water potential. The phytotoxic effect increased with time, even in the absence of further exposures ("delayed-action" effect). Needle chloride content appeared better suited for biomonitoring surveys than structural damage to stomata, quantity of epicuticular waxes, drop contact angle, or midday water potential. All three species were sensitive to injury, according to the order: P. pinea > P. halepensis > P. pinaster.Aleppo pine / coastal forests / maritime pine / polluted sea-spray / stone pine Résumé -Réponses écophysiologiques de quelques pins méditerranéens à un aérosol marin pollué artificiellement avec un surfactant anionique : perspectives pour un biocontrôle. Les embruns marins peuvent contenir des polluants. Dans le présent travail ont été étudiés et comparés les mécanismes écophysiologiques liés à la sensibilité de trois pins méditerranéens traités avec de l'eau de mer polluée avec cinq concentrations (de 5 à 500 mg/L) de dioctyl sulfosuccinate de sodium. Malgré la réduction des surfactants dans l'eau de mer pendant les 20 dernières années, les pins méditerranéens ont encore des risques de dépérissement à caue des concentrations qui atteignent le seuil de dégât visible sur les aiguilles : 2 mg/L de surfactant déposé sur les aiguilles. Le seuil de toxicité du chlore était de 2 mg/g de poids sec des aiguilles ; les valeurs mesurées ont dépassé le seuil de toxicité lorsque l'eau de mer avait une concentration supérieure à 30 mg/L de surfactants. Le polluant a endommagé les tubes cireux épistomatiques et, par voie de conséquence, a eu un effet sur le potentiel hydrique des aiguilles. L'effet toxique a augmenté avec le temps, même en l'absence d'expositions ultérieures des aiguilles au polluant (effet « action prolongée »). Dans la perspective d'un suivi par un biocontrôle parmi les paramètres étudiés, le contenu en chlore des aiguilles semble être mieux indiqué que les dégâts stomatiques, la quantité des cires épicuticulaires, l'angle de contact de la goutte ou le potentiel hydrique. Les trois espèces se sont montrées sensibles aux différentes concentrations de surfactant, selon l'ordre suivant : P. pinea > P. halepensis > P. pinaster. aérosol marin pollué / forêt littorale / pin dAlep / pin maritime / pin parasol

Differences between Pinus pinea and Pinus pinaster as bioindicators of polycyclic aromatic hydrocarbons

“…(For interpretation of the references to color in this figure legend, the reader is referred to the web version of this article.) Wettability assays yielded contact angles of 60.7 ± 2.3 • for P. pinaster and 54.6 ± 3.9 • for P. pinea, similar to those found by Rettori et al (2005). This means that P. pinea needles are slightly more wettable, hence favoring the wet deposition of atmospheric pollutants.…”

The impact of sea erosion on coastal Pinus pinea stands: A diachronic analysis combining tree-rings and ecological markers

“…The pine forest is part of the ''Tomboli di Cecina'' Natural Reserve; it was planted for the first time in 1839 after a century of land reclamation efforts started in 1740 (Repetti, 1833;Gatteschi and Milanese, 1990). The forest is homogenous for seed origin and management (Bassi, 1927;Giordano, 1947;Baroni, 1973), but it faces coastal sectors with different erosion regimes.…”

Dendroecological study of Pinus halepensis and Pinus pinea in northeast coastal dunes in Tunisia according to distance from the shoreline and dieback intensity

“…According to Raddi et al (2009), growth decline in Pinus pinea on the eroded coastal dunes in Italy may be attributed to greater exposure of the crowns to salty winds and surfactants and increased salinity of the water table. On the other hand, Pinus pinea is highly sensitive to exposure both to sea spray and to surfactants in marine aerosols (Raventos et al, 2001;Rettori et al, 2005). In the Mezel Belgacem forest, El Ayeb et al (2004) noted increased Na + concentration in leaf tissue when trees were closer to the shoreline (Na + increased from 0.54 to 0.62% in Acacia and from 0.39 to 2.3% in Eucalyptus).…”