The effects of flooding regime on the rare Atlantic coastal plain species Hydrocoytle umbellata

摘要

The hydrological regime on many lakes is changing through climate change, construction of dams, and land-use changes. We examined the effects of flooding regime on growth and development of the endangered semiaquatic species, Hydrocotyle umbellata L. (water pennywort), in a greenhouse experiment. Growth was twice as fast under dry, above-water (terrestrial) conditions as under flood conditions. Depth of flooding (15 or 30cm) had little impact. Short-term floods at either the middle or end of the growing season were just as damaging as continuous flooding. The decrease in growth under flood conditions was largely due to a temporary reduction in unit leaf rate (growth per unit leaf area) rather than to a reduction in leaf area ratio (leaf area per unit mass). Flooded plants allocated more resources to the production of petioles at the expense of reproductive structures and to a lesser extent, belowground structures. They also produced fewer, larger leaves with more stomata on the upper than on the lower surface. These changes in structure were largely restricted to new leaves produced under flood conditions; most of the mature leaves produced in a terrestrial environment senesced upon flooding. Chemical analysis of tubers produced by plants grown under terrestrial conditions indicates that these structures function in carbohydrate storage. The likely impact of changes in hydrological regime on this endangered species is discussed in light of these findings.Sous l'influence du changement climatique et de l'utilisation des terres, ainsi que de la construction de réservoirs, les régimes hydrologiques de plusieurs lacs sont modifiés. Les auteurs ont conduit une expérience en serre, pour examiner les effets des régimes de la submersion sur le développement de l'espèce semi-aquatique menacée Hydrocotyle umbellata L. Les taux de croissance sont deux fois plus rapides en conditions exondées qu'en état de submersion. La profondeur de submersion (15 vs. 30 cm) a peu d'impact. Les submersions de courte durée, au milieu ou à la fin de la saison de croissance, sont tout aussi dommageables que la submersion continue. La diminution de croissance sous des conditions submergées est due en grande partie à une réduction temporaire du taux d'unités foliaires (croissance par unité de surface foliaire) plutôt qu'à une réduction du ratio de surface foliaire (surface foliaire par unité de masse). Les plantes submergées allouent plus de ressources à la production des pétioles aux dépens de la reproduction et, à un moindre degré, aux structures hypogées. Elles produisent également moins de feuilles qui sont plus grandes, avec plus de stomates sur la face supérieure, que sur la face inférieure. Ces changements de structure sont surtout restreints aux nouvelles feuilles produites au cours de la submersion; la plupart des feuilles matures produites en condition exondée dépérissent en conditions submergées. L'analyse chimique des tubercules produits par les plantes venues sous des conditions exondées indique que ces structures fonctionnent comme réserve de glucides. À la lumière de ces résultats, les auteurs discutent des impacts des changements de régimes hydrologiques, sur cette espèce menacée.