Cavitation in trees

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Abstract
Sap is transported under tension (i.e. negative pressure) in trees, according to the tension-cohesion theory. Since water is physically instable under negative pressure, a risk of cavitation is possible. Techniques have been developed during the past two decennia to study cavitation in trees. Trees appear remarkably immune to cavitation events. Cavities form only when extreme water stresses occur or when sap freezes. Nucleation is heterogeneous in trees, presumably caused by the aspiration of air bubbles through conduit walls. Threshold xylem pressures for cavitation vary greatly between species, in concordance with the great functional and ecological diversity of trees. To cite this article: H. Cochard, C. R. Physique 7 (2006). Le transport de l'eau dans les arbres s'effectue sous tension (pression négative) selon la théorie de la tension–cohésion. L'eau étant physiquement instable dans ces conditions, les colonnes de sève sont sujettes à un risque de cavitation. Au cours des deux dernières décennies, des techniques ont été développées pour étudier ce phénomène de cavitation chez les arbres. Bien qu'opérant constamment sous pressions très négatives, les arbres sont remarquablement prémunis du risque de cavitation. Ce n'est que lors de contraintes hydriques exceptionnelles (grandes sécheresses) ou face à des cycles de gel–dégel, que la cavitation se produit. La cavitation à pour origine une nucléation hétérogène, très probablement par l'aspiration d'une bulle d'air à travers les parois des conduits. Les pressions seuils de cavitation sont extrêmement variables entre espèces, caractère que l'on peut mettre en relation avec la grande diversité fonctionnelle et écologique des arbres. Pour citer cet article : H. Cochard, C. R. Physique 7 (2006).