Stable carbon isotope ratios (δ13C) in tree rings have been widely used to study changes in intrinsic water-use efficiency (iWUE), sometimes with limited consideration of how C-isotope discrimination is affected by tree height and canopy position. Our goals were to quantify the relationships between tree size or tree microenvironment and wood δ13C for eight functionally diverse temperate tree species in northern New England, and to better understand the physical and physiological mechanisms underlying these differences. We collected short increment cores in closed-canopy stands and analyzed δ13C in the most recent 5 years of growth. We also sampled saplings in both shaded and sun-exposed environments. In closed-canopy stands, we found strong tree-size effects on δ13C, with 3.7 - 7.2‰ of difference explained by linear regression vs. height (0.11 - 0.28‰ m-1), which in some cases is substantially stronger than the effect reported in previous studies. However, open-grown saplings were often isotopically more similar to large codominant trees than to shade-grown saplings, indicating that light exposure contributes more to the physiological and isotopic differences between small and large trees than does height. We found that in closed-canopy forests, δ13C correlations with DBH were nonlinear but also strong, allowing a straightforward procedure to correct tree- or stand-scale δ13C-based iWUE chronologies for changing tree size. We demonstrate how to use such data to correct and interpret multi-decadal composite isotope chronologies in both shade-regenerated and open-grown tree cohorts, and we highlight the importance of understanding site history when interpreting δ13C time series.

中文翻译：

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针对八种温带树种的树大小效应，校正树轮δ13C时间序列。

树木年轮中稳定的碳同位素比率（δ13C）已被广泛用于研究内在水分利用效率（iWUE）的变化，有时很少考虑C同位素的分辨力如何受树高和树冠位置影响。我们的目标是对新英格兰北部八种功能多样的温带树木的树木大小或树木微环境与木材δ13C之间的关系进行量化，并更好地理解造成这些差异的物理和生理机制。我们收集了封闭冠层林分中的短增量岩心，并分析了最近5年的增长中的δ13C。我们还在阴暗和阳光直射的环境中采样了幼树。在封闭林冠林中，我们发现树木大小对δ13C有很强的影响，线性回归与高度（0。11-0.28‰m-1），在某些情况下比以前的研究报告的效果要强得多。但是，开放树苗的同位素通常与大型共生树相似，而与阴影树苗的同位素更相似，这表明与大树相比，光照对小树和大树之间生理和同位素差异的贡献更大。我们发现，在封闭的冠层森林中，与DBH的δ13C相关性是非线性的，但也很强，从而允许采用简单的过程来校正基于树或站尺度的基于δ13C的iWUE时序，以改变树的大小。我们演示了如何使用这些数据来校正和解释在树荫再生和开放式树种队列中的多年代复合同位素年代学，并且我们强调了解释δ13C时间序列时了解站点历史的重要性。28‰m-1），在某些情况下比以前的研究报道的效果更强。然而，与树荫下的树苗相比，开放式树苗的同位素通常与大型共生树更相似，这表明与高处相比，光照对小树和大树之间生理和同位素差异的贡献更大。我们发现，在封闭的冠层森林中，与DBH的δ13C相关性是非线性的，但也很强，从而允许采用简单的过程来校正基于树或站尺度的基于δ13C的iWUE时序，以改变树的大小。我们演示了如何使用这些数据来校正和解释在树荫再生和开放式树种队列中的多年代复合同位素年代学，并且我们强调了解释δ13C时间序列时了解站点历史的重要性。28‰m-1），在某些情况下比以前的研究报道的效果更强。但是，开放树苗的同位素通常与大型共生树相似，而与阴影树苗的同位素更相似，这表明与大树相比，光照对小树和大树之间生理和同位素差异的贡献更大。我们发现，在封闭的冠层森林中，与DBH的δ13C相关性是非线性的，但也很强，从而允许采用简单的过程来校正基于树或站尺度的基于δ13C的iWUE时序，以改变树的大小。我们演示了如何使用这些数据来校正和解释在树荫再生和开放式树种队列中的多年代复合同位素年代学，并且我们强调了解释δ13C时间序列时了解站点历史的重要性。在某些情况下，其效果比以前的研究报告强得多。但是，开放树苗的同位素通常与大型共生树相似，而与阴影树苗的同位素更相似，这表明与大树相比，光照对小树和大树之间生理和同位素差异的贡献更大。我们发现，在封闭的冠层森林中，与DBH的δ13C相关性是非线性的，但也很强，从而允许采用简单的过程来校正基于树或站尺度的基于δ13C的iWUE时序，以改变树的大小。我们演示了如何使用这些数据来校正和解释在树荫再生和开放式树种队列中的多年代复合同位素年代学，并且我们着重解释δ13C时间序列时了解站点历史的重要性。在某些情况下，它比以前的研究报告的效果要强得多。但是，开放树苗的同位素通常与大型共生树相似，而与阴影树苗的同位素更相似，这表明与大树相比，光照对小树和大树之间生理和同位素差异的贡献更大。我们发现，在封闭的冠层森林中，与DBH的δ13C相关性是非线性的，但也很强，从而允许采用简单的过程来校正基于树或站尺度的基于δ13C的iWUE时序，以改变树的大小。我们演示了如何使用这些数据来校正和解释在树荫再生和开放式树种队列中的多年代复合同位素年代学，并且我们强调了解释δ13C时间序列时了解站点历史的重要性。