Use of false rings in Austrian pine to reconstruct early growing season precipitation Rupert Wimmer, Giorgio Strumia, and Franz Holawe Abstract: As a consequence of dry conditions, coniferous trees may produce radially smaller diameter tracheids within their tree rings before regular latewood formation starts. The resulting structures, which are commonly called false rings, have demonstrated utility as an environmental indicator. However, the climatic patterns behind false rings and their potential use in climate reconstruction models have been barely explored. The study is based on 313 Austrian pines (Pinus nigra Arn.) sampled at 29 sites in the Viennese basin, an area with low annual rainfall, extended dry periods during the growing season and usually severely cold winters. False rings relate significantly to May precipita- tion, and in years with higher false-ring proportions, a relationships with the combination of wet April, dry May, and wet June is often seen. In linear regressions, the presence–absence of false rings was used as a “dummy” variable and, together with earlywood width, explained 31% of variation in May precipitation. Years with high false-ring proportions were found when May precipitation was less than half its long-term average. False-ring trends during the past 100 years were closely associated with changing May rainfall pattern. Overall, false rings are shown to be a useful tree-ring feature and may be applied successfully in dendroclimatic studies, i.e., in the reconstruction of very low rainfall months in early growing seasons during pre-instrumental periods. Résumé : Suite à une période de sécheresse, les conifères peuvent produire à l’intérieur des cernes annuels des trachéides dont le diamètre radial est plus petit avant que démarre la formation de bois d’été normal. Les structures qui en résultent, communément appelées faux-cernes, ont démontré leur utilité comme indicateur environnemental. Cependant, les conditions climatiques à l’origine des faux-cernes et la possibilité de les utiliser dans des modèles de reconstruction du climat ont été à peine explorées. Cette étude est basée sur 313 pins noirs d’Autriche (Pinus nigra Arn.) échantillonnés dans 29 stations situées dans le bassin viennois, une région avec une précipitation annuelle faible, de longues périodes de sécheresse pendant la saison de croissance et des hivers habituellement très froids. La présence de faux-cernes est significativement corrélée à la précipitation durant le mois de mai. Les années où il y a une plus forte proportion de faux-cernes, on observe souvent une relation avec une suite de conditions climatiques caractérisées par un mois d’avril humide, un mois de mai sec et un mois de juin humide. La présence ou l’absence de faux-cernes a été utilisée comme variable nominale dans des régressions linéaires. Cette variable, combinée à la largeur du bois de printemps, explique 31% de la variation dans la précipitation du mois de mai. Les années avec une forte proportion de faux-cernes sont caractérisées par une précipitation pendant le mois de mai inférieure à la moitié de la moyenne à long terme. Au cours des 100 dernières années, les variations dans la présence de faux-cernes ont été étroitement associées aux changements dans le patron de précipitation du mois de mai. Globalement, les faux-cernes s’avèrent être des caractéristiques utiles des cernes annuels et peuvent être utilisés avec succès dans les études dendroclimatologiques; en particulier pour détecter les mois avec de très faibles précipitations au début des saisons de croissance antérieurement à l’existence d’instruments de mesure. [Traduit par la Rédaction] Wimmer et al. 1697 Introduction The activity of the vascular cambium is regulated by ge- netic and environmental factors. Anatomy of the xylem is species specific but also subject to modification by the envi- ronment (Telewski and Lynch 1991). The most visible change in anatomy regulated by the environment and medi- ated by plant growth regulators is the change in cell size. Normally, xylem of conifers produced early in the growing season is composed of cells with relatively large diameters and thin walls. Xylem produced late in the growing season is composed of cells with small diameter and thick cell walls. These characteristics may vary under severe condi- tions during the growing season such as shortage in water availability, shoot growth flushes (Larson 1969), tree injury (Kramer and Kozlowski 1979), or variations in temperature (Schweingruber 1980). As a consequence of dry conditions, radially smaller tracheids may be produced before regular latewood formation starts. When more favorable growing conditions return, subsequently formed cells are again larger with thinner walls (Fritts 1976, see Fig. 1). Zahner (1963) points out that the reason for the earlier small-tracheid for- mation is the same as for latewood formation, but in the for- mer it is followed by a reversion to earlywood production. The resulting structures in tree rings are called growth Can. J. For. Res. 30: 1691–1697 (2000) © 2000 NRC Canada 1691 Received September 27, 1999. Accepted July 30, 2000. R. Wimmer 1 and G. Strumia. Institute of Botany, University for Agricultural Sciences Vienna, Gregor Mendel- Strasse, 33, A-1180 Vienna, Austria. F. Holawe. Department of Geography and Regional Research, University of Vienna, Universitätsstrasse 7, A-1010 Vienna, Austria. 1 Corresponding author. e-mail: wimmer@mail.boku.ac.at