Effects of the length of inundation periods on investment in tuber biomass and sexual reproduction by Vallisneria spinulosa S.Z. Yan Ramets

Effets de la durée de la période d’inondation sur l’investissement dans la biomasse des tubercules et la reproduction sexuée chez les ramets de Vallisneria spinulosa S.Z. Yan

⁽¹⁾ Department of Bioscience, Aarhus University, Kalø, Grenåvej 14, DK-8410 Rønde, Denmark
⁽²⁾ School of Life Sciences, University of Science and Technology of China, 96 Jinzhai Road, Hefei, Anhui 230026, P.R. China
⁽³⁾ Present address: Department of Environmental Bio-Technology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, 18 Shuangqing Road, Haidian District, P.O. Box 2871, Beijing 100085, P.R. China

^⋆ Corresponding author: leicao@rcees.ac.cn

Received: 10 January 2014
Revised: 14 March 2014
Accepted: 18 March 2014

Abstract

Modification and reductions in flows are reducing inundation times in some Yangtze River wetlands, potentially affecting the growth of submerged macrophytes. The effects of shortening the inundation period from April to October (control) to April to September (treatment) were tested on the production of surface and below-ground tubers and fruits in individual Vallisneria spinulosa ramets in microcosm experiments. Mean numbers of below-ground tubers produced did not differ significantly between treatments, but individual tuber dry mass was significantly greater when harvested in October compared with plants harvested in September. Significantly more surface tubers were initiated by the ramets in the later harvest, but these did not differ in dry mass. Fewer ramets had initiated sexual reproduction by the September harvest compared with the October harvest. Almost all October fruits were mature, while the ratio of mature to unripe fruits was significantly greater than in September. There was no support for the hypothesis that more tubers were initiated deeper in the substrate with a longer inundation period to avoid predation by fish or birds. Based on these results, shortening of the inundation periods experienced by Vallisneria spinulosa plants in Yangtze River ephemeral wetlands may reduce the dry biomass of below-ground tubers and the production of surface tubers in this keystone macrophyte.

Résumé

La modification et la réduction des débits réduisent les temps d’inondation dans certaines zones humides du fleuve Yangtsé, affectant potentiellement la croissance des macrophytes submergés. Les effets de la réduction de la durée de l’inondation d’avril à octobre (contrôle) à avril à septembre (traitement) ont été testés sur la production de tubercules de surface et souterrains et les fruits dans les différents ramets de Vallisneria spinulosa par des expériences en microcosmes. Le nombre moyen de tubercules souterrains produits ne diffère pas significativement entre les traitements, mais la masse sèche de tubercule était significativement plus élevée lors de la récolte en octobre par rapport aux plantes récoltées en septembre. Significativement plus de tubercules de surface étaient formés par les ramets lors de la récolte tardive, mais ceux-ci ne diffèrent pas en masse sèche. Peu de ramets avaient entamé une reproduction sexuée lors de la récolte de septembre par rapport à celle d’octobre. Presque tous les fruits en octobre étaient matures et la proportion des fruits mûrs était significativement plus élevée qu’en septembre. Rien ne confirme l’hypothèse que plus de tubercules ont été formés plus profondément dans le substrat avec une longue période d’inondation pour éviter la prédation par les poissons ou les oiseaux. Sur la base de ces résultats, le raccourcissement des périodes d’inondation rencontrées par les plantes Vallisneria spinulosa dans les zones humides temporaires de la rivière Yangtsé peut réduire la biomasse sèche des tubercules souterrains et la production de tubercules de surface chez ce macrophyte clé.