Thesis (M. Sc. (Botany)) -- University of the North, 1986 / Refer to the document

Pterocarpus officinalis dominated forests are a rare ecosystem, found only in fifteen locations in Puerto Rico, all of which are adjacent to the coast and at risk from sea level rise, as well as nutrient pollution, upstream hydrological modifications, and deforestation. All forests of this type that were located further inland were destroyed by agricultural development during the early decades of the 1900’s, in particular to grow sugarcane. Prior to this study, there was little information on the diversity of organisms that live in these forests. The central objective of this proposal was to examine the diversity and species composition of three Pterocarpus forests in Puerto Rico located near Humacao, Patillas, and Dorado, and to compare and contrast diversity among the three forests, and identify possible differences caused by human impacts or natural factors. The data was collected through surveys and sampling at each location. Transect surveys, plots, pitfall traps, insect traps and audio recordings were carried out to identify organisms including birds, mammals, amphibians and reptiles, insects, mollusks, invertebrates, plants and fungi. The Dorado Pterocarpus forest is the most rich and diverse in terms of organisms and has the highest amount of native and endemic species, while the Humacao Pterocarpus forest is the least rich and diverse. Yet conversely, the Dorado forest is the smallest forest, covering only 2.4 ha, while Humacao is the largest, with an area of 150 ha that comprises 63% of the total Pterocarpus coverage in Puerto Rico. The most obvious factor influencing richness and diversity among the forests is the adjacent land cover and history of the sites. Inflow and water sources may also be a factor that alters richness and diversity. This knowledge will assist in the appropriate management of this rare resource in the context of ongoing sea level rise, climate change, nutrient pollution, upstream hydrological modifications, and deforestation. Coastal managers need this information to manage and protect these valuable and rare ecosystems.

Pterocarpus angolensis (kiaat) is one of 20 species of trees in the pantropical genus Pterocarpus. The species occurs in Southern Africa and has a broad distribution over several African countries, including Tanzania, Democratic Republic of Congo, Angola, Zambia, Mozambique, Namibia, Botswana, Zimbabwe and South Africa. The tree is commercially used in several traditional medicinal applications and is well-known as a source of timber for woodcarving and furniture. A single serious disease known as mukwa has been reported on P. angolensis, and the cause has been attributed to the generalist fungus Fusarium oxysporum. Reports of this disease date back to the late 1950s and appear localized in the Livingstone distinct, between Livingstone in Zambia and Bulawayo in Zimbabwe. Recent studies indicate that mukwa disease has begun to subside. There are more recent reports, however, of P. angolensis trees dying in South Africa, in the Mpumalanga Province. The aim of the research presented in this dissertation was to establish the nature of the disease affecting P. angolensis trees in the Mpumalanga Province in South Africa. Trees were sampled from several areas in the province, both from reported disease areas and from areas sustaining healthy trees. Field observations and fungal isolations provided a means to determine whether the disease was attributable to a biotic factor or the result of environmental factors affecting the tree. Isolations concentrated on obtaining species of the Botryosphaeriaceae and of the so-called ophiostomatoid fungi because these fungi are well-known pathogens of trees in the area, have been fairly well studied and the die-back symptoms suggested that they could be involved. The first chapter of this dissertation presents a review of the literature pertaining to P. angolensis, with a focus on mukwa disease. Aspects of the review introduce the genus Pterocarpus, the ecology of the environment wherein P. angolensis occurs and cover the biology of the species. Commercial aspects of the tree as well as the need for conservation are also addressed, providing the foundation for further studies in this dissertation. Many of the symptoms of diseased trees studied were indicative of infection by the Botryosphaeriaceae, a group of several genera of endophytic plant pathogens. These fungi were thus isolated from P. angolensis trees growing in different areas and were subsequently identified. Pathogenicity tests were used to evaluate the possible role that these species might play in the dieback of P. angolensis. Copyright / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2010. / Microbiology and Plant Pathology / unrestricted

Thesis (M.Phil. (Environmental Law)) --University of Limpopo, 2008 / National Research Foundation, and the SANPAD scholarship

Thesis (MSc)--Stellenbosch University, 2015. / ENGLISH ABSTRACT: Pterocarpus angolensis is one of the timber tree species that regenerates naturally in the dry forest of Namibia, mainly assisted by the influence of forest fires. Tree development goes through a prolonged suffrutex stage to reach the sapling stage and then, finally, the bole tree stage. This study focused on assessing the main factors facilitating the development of Pterocarpus angolensis seedlings through the suffrutex stage to the sapling stage in Namibia dry forests. To achieve the study objectives three study locations (Okongo and Ncumcara Community Forests and Caprivi State Forest) were selected, representing a rainfall gradient. Within each study location, two different fire history treatments (recently burnt (RB) and recently unburnt (RU)) were selected, and four plots were randomly selected from each fire history treatment. Face to face individual interviews was conducted with community members surrounding the three forests to obtain indigenous knowledge information about Pterocarpus angolensis tree development. Seedlings and saplings found in all plots were counted and measured (tree height and diameter at breast height (DBH)) while trees more than 3 m high were only counted and measured for DBH. Laboratory analysis was performed to determine basic soil texture and nutrient status. In addition, destructive sampling was done on individual trees in the seedling and sapling stages at each study location. The destructive samples allowed for estimation of biomass in above and below ground components, determination of carbohydrate storage in the taproots and estimation of tree age by counting growth rings on the neck disc of the taproot sample. These measures could shed light on the tree development through the suffrutex stage. The main agents causing Pterocarpus angolensis tree damage and stand disturbances observed are drought, fires, insects, diseases, temperature, lightning, wind, animals and humans. Forest fires were found to be one of the major disturbances in all the study locations, particularly damaging to seedlings when fire intensity is high. Likewise, the most important factors influencing the tree development from seedlings to sapling and sapling to bole tree stages are soil water, soil fertility, plant competition, sunlight and fires. Through counting growth rings of taproot neck discs, it is estimated that the ages of seedlings most commonly range from 5 to 12 years in the dry forests of Okongo, Ncumcara and Caprivi. The soil texture in the three forests is dominated by sand, with the soil reaction usually being moderately acidic while the soils have low levels of organic carbon, phosphorus and exchangeable base cations. This study revealed that Caprivi State Forest (location with the highest rainfall) has the highest stand density followed by Okongo Community Forest and Ncumcara Community Forest with the lowest. Trees were grouped into different DBH and height classes. The highest numbers of trees are found in DBH class 0 – 10 cm and in height class 0.6 – 1.0 m at Okongo Community Forest but at Ncumcara and Caprivi many of the trees are in height class 1.1 – 1.5 m. The mean DBH difference is significant between locations but not significant between fire history treatments. A higher abundance of mature trees are found at Okongo Community Forest while a greater abundance of saplings occur at Ncumcara Community Forest which shows a significant difference between study locations. Seedling abundance is the same across study locations and fire history treatments. The difference in stand structure between study locations appears to be strongly influenced by different management regimes on the three locations. A majority of respondents from all the study locations alleged soil water followed by soil fertility as the main influential factors to Pterocarpus angolensis development. Again, most of the respondents revealed that seedling takes 4 – 7 years to reach sapling stage and their main environmental disturbance is fire. Tree cutting by members of the community was also perceived by the respondents as an important non-environmental disturbance. The most abundant tree development stage perceived by respondents was mature trees while seedlings rated the sparsest stage. Based on the respondents no silvicultural practices are performed to promote Pterocarpus angolensis growth. It follows that the Kiaat trees are currently growing without human intervention that might enhance their development. A combination of social survey (interview) and ecological survey provided reliable information on ecological processes. A weak positive significant correlation relationship existed between shoot mass (aboveground biomass) and taproot mass (belowground biomass), meaning when the taproot mass increases the shoot mass also increases. Analysis of non-structural carbohydrates (NSC) storage in taproots showed that both sugar and starch contents in the taproots could facilitate the survival of the tree during suffrutex stages and its rapid growth thereafter. Based on this study Pterocarpus angolensis regeneration in these three dry forests is poor because seedling abundance is the lowest compared to saplings and mature trees. These study findings can be used as the basis for further studies to predict Pterocarpus angolensis natural regeneration in the dry forests, as well as input when management regimes are being developed for the dry forests of North Namibia. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Pterocarpus angolensis (Kiaat) is een van die boomspesies wat natuurlik verjong in die droë bosveld van Namibië, met die hulp van bosbrande. Die boom ontwikkel deur ʼn lang semi-struik stadium waartydens die boompies as saailinge bekendstaan. Daarna ontwikkel dit deur die jongboom stadium tot dit uiteindelik die kroon stadium bereik. Hierdie studie fokus op die faktore bydra tot die ontwikkeling van Pterocarpus angolensis van die semi-struik stadium na die jongboom stadium in die droë bosveld van Namibië. Om die doelstellings van die tesis te bereik is drie studiegebiede gekies langs ʼn reënvalgradiënt (naamlik Okongo en Ncumcara gemeenskapsbosse asook Caprivi Staatsbos). Binne elke studiegebied is twee behandelings met verskillende brandgeskiedenis gekies (gebrand of nie-gebrand in die onlangse verlede). Vier persele is ewekansig uit elk van hierdie behandelings gekies vir eksperimentering. Persoonlike onderhoude is gevoer met gemeenskapslede wat in die omgewing woon ten einde inheemse kennis en inligting te versamel oor die ontwikkeling van die jong Pterocarpus angolensis bome. Alle saailinge en jongbome wat voorkom in die persele is getel en gemeet (boomhoogte en deursnee op borshoogte (DBH)) terwyl bome wat hoër as 3 m is, slegs getel en vir DBH gemeet is. Laboratoriumtoetse is gedoen op grondmonsters ten einde ‘n basiese beskrywing van die grondtekstuur en voedingstofstatus te verkry. Verder is destruktiewe bemonstering toegepas op bome in beide die saailing en jongboom stadium op elke studiegebied. Hierdie bemonstering het dit moontlik gemaak om bogrondse en ondergrondse biomassa te skat, om die opberging van koolhidrate in die penwortels te bepaal, en ook om die boom ouderdom te skat vanaf jaarringe in die nek van die penwortel monster. Hierdie metings kon lig werp op die boomontwikkeling deur die semi-struik stadium. Die faktore wat skade aan Pterocarpus angolensis bome veroorsaak asook versteuring van die opstande waarin die bome voorkom is droogte, brande, insekte, siektes, temperatuur uiterstes, weerlig, wind, diere en mense. Die bevindinge dui op bosbrande as een van die belangrikste versteuringsfaktor in al drie studiegebiede; dit is veral skadelik vir saailinge in die semi-struik stadium wanneer die vuurintensiteit hoog is. Die faktore wat die boomontwikkeling van saailing, na jongboom en kroonstadium beïnvloed is hoofsaaklik grondwater, grondvrugbaarheid, plantkompetisie, sonlig en brande. Die ouderdom van saailinge (bepaal vanaf jaarring tellings in die nek van penwortel monsters) van die meeste saailinge én jongbome is na raming tussen 5 en 12 jaar vir die droë bosse in die studiegebiede van Okongo, Ncumcara en Caprivi. Die grondtekstuur van hierdie studie se drie bosgebiede is hoofsaaklik sanderig, met ’n effens suur grondreaksie terwyl die gronde lae vlakke van organiese koolstof, fosfor, en uitruilbare basiese katione bevat. Die studie het aangedui dat Caprivi staatsbos (met die hoogste reënval) die digste opstande huisves, gevolg deur Okongo en dan Ncumcara gemeenskapsbos, met die laagste digtheid. Bome is gegroepeer in verskillende DBH en hoogte klasse. Die meeste bome kom voor in die DBH klas van 0-10 cm en in die hoogteklas van 0.6 – 1.0 m by Okongo, maar by Ncumcara en Caprivi is daar meer bome in die hoogteklas van 1.1 - 1.5 m. Die gemiddelde DBH verskil is betekenisvol tussen studiegebiede, maar is nie betekenisvol verskillend tussen brandgeskiedenis behandelings nie. ’n Hoër voorkoms van volwasse bome is by Okongo aangetref, terwyl ’n hoër voorkoms van jongbome by Ncumcara waargeneem is, en hierdie verskil was statisties betekenisvol. Die voorkoms van saailinge is soortgelyk oor alle studiegebiede en brandgeskiedenis behandelings heen. Die verskil in die struktuur van die opstande op die drie studiegebiede word skynbaar sterk beïnvloed deur verskillende bestuurspraktyke wat in elke gebied toegepas word. Die meerderheid van respondente van al drie studiegebiede beweer dat grondwater, gevolg deur grondvrugbaarheid die belangrikste faktore is wat P. angolensis ontwikkeling beïnvloed. Meeste van die respondente onthul dat saailinge 4 tot 7 jaar neem om die jongboom stadium te bereik en dat die belangrikste versteuringsagent bosbrande is. ʼn Belangrike nie-omgewingsfaktor wat verantwoordelik is vir versteuring in die bosse is mense wat bome, lote en/of takke afsaag. Respondente is van mening dat volwasse bome die grootteklas met die mees algemene voorkoms is, terwyl saailinge die skaarsste grootteklas uitmaak. Die respondente het aangedui dat geen boskultuurpraktyke toegepas word om die groei van P. angolensis aan te help nie. Die gevolgtrekking is dus dat die Kiaatbome tans groei sonder menslike ingryping om hul ontwikkeling te verbeter. Die kombinasie van persoonlike onderhoude en ʼn ekologiese opnames het betroubare inligting rakende ekologiese prosesse opgelewer. ’n Swak positiewe, maar betekenisvolle korrelasie bestaan tussen die massa van die bogrondse lote en die penwortelmassa, wat beteken dat die lote se massa toeneem met toenemende wortelmassa. Analise van opgebergde nie-strukturele koolhidraatreserwes in die penwortel toon dat beide suiker- én styselinhoud in die penwortels die oorlewing van die boom in die struikstadium aanhelp, asook sy vinnige groei na die struikstadium. Die feit dat die saailinge minder volop is as jongbome en volwasse bome in hierdie studie dui aan dat verjonging van Pterocarpus angolensis in hierdie droë bosse maar swak is. Die bevindinge van die studie bevat inligting wat gebruik kans word (a) as die grondslag van verdere studies op die natuurlike verjonging van Pterocarpus angolensis in droë bosse, en (b) as inset wanneer bestuursaanbevelings vir die droë bosse van Noord Namibië ontwikkel word.

Global climate change threatens the survival of microtidal wetlands by altering fundamental hydrological aspects such as precipitation patterns and tidal exchange. The combination of these stressors results in increased flooding period and soil salinity in coastal wetlands. In this study, we combined the use of detailed hydrological measurements (wetland water level and salinity), LIDAR elevation models, and water stable isotopes tracers (δD, δ18O) to study the balance between freshwater and saltwater inputs on two microtidal wetlands: a saltmarsh in Matagorda, Texas and a freshwater-forested wetland in Humacao, Puerto Rico. In Matagorda, Texas, we described the process of connectivity between different hydrologic units (isolated and connected ponds) within the saltmarsh. Pond connectivity only occurred when water levels in major water bodies adjacent to our study site reached a threshold elevation of 0.39 m. Connections events were correlated to rainfall and— to a lesser extent— wind speed and direction. We conclude that connectivity within the saltmarsh is driven by the combined effect of tidal influence and rainfall inputs, factors that will be altered by sea level rise and climate change-related changes in long term weather patterns. In Humacao, Puerto Rico, we gathered a detailed dataset of changes in salinity and water level in a freshwater forested wetland dominated by the endangered salt intolerant species Pterocarpus officinalis. In addition, we studied tree water use and identified important water sources to the wetland using stable isotope tracers. Firstly, we provide evidence that recent hydrological alterations have effectively transformed the system from mostly freshwater, to a saltwater wedge estuary. Salinity inputs travel via a tidal creek channel that allows the progression of a saltwater wedge to the inland parts of the forest. Our results suggest that inland progression of the saltwater wedge is influenced by amplitude of tidal exchange in the middle portions of the tidal creek and by extended dry periods in the headmost part of the tidal creek. Isotope data showed that surface standing water was influenced by tidal water sources during the dry season, although the spatial extent of this influence was constrained to areas of the forest that had been previously deforested. The isotopic content of groundwater samples taken at increasing distances from the tidal creek revealed that— although surface waters are dominated by freshwater inputs (rainfall and runoff) during the wet season— the influence of tidal water sources at soil depths greater than 60 cm persists throughout the year. Nonetheless, isotopic content of Pterocapus officinalis stem water samples suggest that tree water uptake is constrained to very shallow, unsaturated parts of the soil. We conclude from both case studies that the long term vulnerability of microtidal wetlands to climate change is determined by the interaction of increased annual variability of freshwater inputs along with a steady increase in mean sea levels, and aggravated by extreme climatic events.

Pterocarpus erinaceus Poir. (Fabaceae) est une plante médicinale utilisée dans la prise en charge de nombreuses pathologies dont les maladies à composante inflammatoire au Burkina Faso. Les feuilles, le tronc, et les racines sont utilisés comme remède dans le traitement des dermatoses, de l’inflammation, de l’ulcère, du rhumatisme, de la dysenterie, le paludisme, etc. L’objectif de ce travail était de mener des études phytochimiques et pharmacologiques sur des extraits de Pterocarpus erinaceus Poir. (Fabaceae) afin d’évaluer l’innocuité et l’efficacité de cette plante en vue d’obtenir des pré-requis pour le développement d’un phytomédicament. L’étude phytochimique a été réalisée en utilisant des méthodes chromatographiques (CCM, SPE, CC, VLC, MPLC, CLHP) et spectroscopiques (RMN 1D et 2D). Cette étude a permis d’isoler 18 molécules dont 14 identifiées à savoir la friedeline (2 fois), le lupeol, l’épicatechine, la rutine, la lutéoline, la quercétine-3-O-sophoroside, le kaempferol-3-Osophoroside, la quercétine-3-O-β-glucose, le stigmastérol, la friedeline, le 3α-hydroxyfriedelan-2-one, l’α-sophoradiol et le maltol 6-O-apiofuranoside-glucopyranoside. L’étude sur la toxicité aiguë a montré que les décoctés des feuilles (DECFEU), d’écorces de tronc (DECEC), d’écorces de racines (DECRA) et les extraits méthanoliques des feuilles (MeOH K), d’écorces du tronc (MeOH B) sont considérés comme des substances faiblement toxiques selon l’échelle de toxicité de Hodge et Sterner et de l’OMS. Les effets antiinflammatoires, analgésiques et antipyrétiques des extraits issus des écorces de tronc, des feuilles et des racines ont été validés sur des modèles animaux. Les résultats obtenus dans les tests in vitro (antioxydant, tests sur l’inhibition de la production de TNF α et de nitrite cellulaires, de la peroxydation lipidique et de la lipoxygénase) montrent que les extraits manifestent des effets intéressants; plus particulièrement l’extrait méthanolique des écorces du tronc (MeOH B) qui a le meilleur pouvoir antioxydant (ARP = 5 ; TEAC = 0,9) et la forte inhibition sur la peroxydation lipidique (37,25 %) et sur la lipoxygénase (97,69 %). Par contre l’extrait méthanolique des feuilles (MeOH K) a présenté la forte inhibition à la concentration de 50 μg/mL sur la production de TNF α (37,35 % et 30 %) et de NO (95 % et 50%) dans la culture de macrophages activés par LPS et LPS/IFN γ / Pterocarpus erinaceus Poir. (Fabaceae) is a medicinal plant used in the treatment of several diseases including diseases inflammatory component in Burkina Faso. The leaves, stem and roots are used as a drug in the treatment of skin diseases, inflammation, ulcer, rheumatism, dysentery, malaria. The aim of this study was to carry out phytochemical and pharmacological studies on extracts of Pterocarpus erinaceus Poir. (Fabaceae) to evaluate the safety and efficacy of this plant to obtain the data for the development of a drug. Phytochemical study has been performed using chromatographic methods (TLC, SPE, CC, VLC, MPLC, HPLC) and spectroscopic (1D and 2D NMR). This study has been leading to isolated 18 molecules including 14 identified namely friedelin, lupeol, epicatechin, rutin, luteolin, quercetin-3-O-sophorosid, kaempferol-3-O-sophorosid, quercetin-3-O-β-glucose, stigmasterol, 3α-hydroxyfriedelan-2-on, α-sophoradiol, maltol-6-O-apiofuranosideglucopyranoside. The test on acute toxicity showed that the decoction of the leaves (DECFEU), stem (DECEC), roots (DECRA) and methanol extracts of leaves (MeOH K), stem bark (MeOH B) are considered slightly toxic substances according to the toxicity scale of Hodge and Sterner and WHO. The anti-inflammatory, analgesic and antipyretic extracts from the stem bark, leaves and roots have been validated en animal models. The results obtained in vitro test (antioxidant test, tests on the inhibition of the production of cellular TNF α and nitrite, lipid peroxidation and lipoxygénase) showed that the extracts exhibited effects, especially the methanol extract stem bark (MeOH B) which has the best antioxidant power (ARP = 5; TEAC = 9) and the strongest inhibition of lipid peroxidation (37.25 %) and lipoxygénase (97.69 %). However the methanol extract of leaves (MeOH K) presented strong inhibition at a concentration of 50 μg/mL on the production of TNF α (37.35 % and 30 %) and NO (95 % and 50 %) in the macrophages cultures active by LPS and LPS/INF-γ

Thesis (PhD)--Stellenbosch University, 2004. / ENGLISH ABSTRACT:Six experiments, five in the glasshouse and one in the field near Nelspruit, were carried out to ascertain the effect of factors related to shoot die-back, and of water treatments on the growth and physiological responses of Pterocarpus angolensis seedlings. The study was undertaken to broaden the knowledge and understanding of the phenomenon of shoot die-back in order to enhance our ability to regenerate the species. The following experiments were carried out (a) Assessment of biomass accumulation; anatomical characteristics of the shoot apical meristem; foliar, stem and root concentration of micro- and macronutrients associated with each phenophase, (b) Effect of seedling age and seed source on the occurrence of shoot die-back under field conditions; (c) Water treatment effects on ChI. afluorescence traits of£'. angolensis seedlings obtained by assessing the fluorescence yield of photosynthetic samples subjected to dark- and light-adaptation; (d) Genetic variation in shoot die-back and other traits of sixteen halfsib families of £.. angolensis from Malawi, Namibia and Zambia grown over two die-back seasons. Experiments conducted revealed the following 1. Patterns of growth observed in phenophases are indicators of seasonal changes in annual biomass allocation to the shoot and root. Phenophases such as leaf loss and stem senescence, whether shoot die-back occurs completely or not, are directly related to the decline in above-ground biomass and declined rate of increase in root biomass respectively. Leaf flush, expansion and maturation result in increased biomass accumulation whilst shoot die-back has a minimal downregulatory effect on root biomass accumulation compared to the shoot. Shoot dieback is not sudden, therefore from the first day of germination, seedlings synchronise growth and development with the occurrence of shoot die-back. 2. Phenophasic concentration of foliar N, Ca and Mg, stem Fe and Cu and root concentrations of P, K, Mg, Fe and B are associated with shoot die-back. Patterns of mineral nutrient concentration obtained in foliage and roots but to a lesser extent in the stem, may be related to nutrient remobilisation during shoot dieback. Higher relative mineral nutrient changes during leaf yellowing and shoot die-back may be an indication of the removal of significant volumes of mobile nutrients from senescing tissues. 3. The volume of the shoot apex of E. angolensis remains constant during different phenophases which points to seasonal uniformity in the size of the apical dome. Changes in phenology associated with declined growth, or shoot die-back, is revealed through declined cell number in the tunica which is a reflection of declined mitotic activity. 4. Shoot die-back occurs in all seedlings from nursery stock planted under field conditions and all seedlings of up to two years experience complete shoot dieback. Shoot die-back takes place irrespective of seed source or the age of nursery stock that is planted. Survival after the first shoot die-back is normally low. Water treatments had no significant effect on the function of PSIJ reaction centres of P. angolensis nursery seedlings. In the case of both dark- and light-adapted leaves, water treatment had no significant effect on the measured Chi. a fluorescence parameters or the calculated parameters (specific activities, phenomenological fluxes, structure-function and performance indexes and drivingforces). 5. Water treatments affect the shape of ChI. a fluorescence transients of lightadapted compared to that of dark-adapted photosynthetic samples of E. angolensis. No significant water treatment effect was obtained for extracted and technical Chi. afluorescence parameters, specific fluxes, quantum efficiencies and phenomenological fluxes. Quantum yield, relative electron transport and quantum yield limitation, de-excitation rate constants, structure-function, performance indexes and driving forces were also not significantly different across water treatments.6. Genetic variation was observed to exist among 16 halfsib families from Malawi, Namibia and Zambia. High heritabilities were obtained for shoot die-back and other traits, indicating that shoot die-back is genetically controlled. The trait is passed from parents to offspring and it is highly probable that it occurs, throughout its natural range, in all seedlings. Since shoot die-back is genetically programmed, it remains crucial to the ability of a seedling to regenerate in the following rainy season / AFRIKAANSE OPSOMMING:Ses eksperimente, vyf in die glashuis en een in die veld naby Nelspruit, is uitgevoer om die effek van faktore wat verwant is aan die terugsterwing van lote op saailinge, sowel as om die effek van waterstres op die groei en fisiologiese responsies van Pterocarpus angolensis saailinge, te ondersoek. Die studie is ondemeem om die kennis en begrip aangaande die regenerasie-dinamika van die spesies te verbeter. Die volgende eksperimente is uitgevoer: (a) Evaluering van die effek van jisiologiese veranderings op biomassa; blaar-, stam- en wortelkonsentrasies van spoor- en makro-voedingselemente, en anatomiese eienskappe van die apikale meristeem van die lote. (b) Effek van saailingouderdom en saadbron op die voorkoms van lootterugsterwing onder veldtoestande. (c) Waterbehandelingseffekte op Chi. ajluorisensie eienskappe van ,e. angolensis saailinge wat verkry is deur die jluorisensie te evalueer van fotosintesemonsters wat aan donker- en lig-adaptasies onderwerp is. (d) Genetiese variasie in loot-terugsterwing en ander groei-eienskappe van 16 halfsib families van ,e. angolensis vanaf Malawi, Namibia en Zambia wat gekweek is oor twee terugsterj-seisoene. Die eksperimente het die volgende aan die lig gebring: 1. Groeipatrone waargeneem gedurende die fenofases is indikatore van seisoenale veranderings in jaarlikse biomassa allokasies aan die loot en die wortels. Fenofases soos blaarverlies en lootafsterwing, ongeag of loot-terugsterwing volledig is of nie, is direk verwant aan die afname in bogrondse biomassa en afnemende tempo van toename in wortelbiomassa respektiewelik. Bottende blare, vergroting en rypwording van blare lei tot toenemende biomassa akkumulasie terwyl loot-terugsterwing 'n minimale afskalende effek op akkumulasie van wortelbiomassa het in vergelyking met die van die loot. Loot-terugsterwing is nie skielik, met ander woorde vanaf die eerste dag van ontkieming sinchroniseer saailinge groei en ontwikkeling met die voorkoms van loot-terugsterwing. 2. Fenofase konsentrasies van en veranderings in blaar N en Ca en loot Fe, asook veranderings in waargenome wortel N, K, Ca, Mn, Cu, Zn en B is sterk geassosieer met loot-terugsterwing. Patrone van minerale voedingselementkonsentrasies wat in blare en wortels, en in minder mate in die loot, verkry is, mag direk verwant wees aan hermobilisering van voedingselemente gedurende loot-terugsterwing. Hoe relatiewe minerale voedingselementveranderings gedurende die vergeling van blare en lootterugsterwing mag 'n indikasie wees van die verwydering van betekenisvoUe hoeveelhede mobiele nutriente vanaf sterwende weefsel. 3. Die volume van die groeipunt van r. angolensis bly konstant gedurende verskillende fenofases wat dui op seisoenale uniformiteit in die grootte van die apikale koepel. Veranderings in fenologie ge-assosieer met afnemende groei, of loot-terugsterwing, word gerejlekteer deur afnemende selgetaUe in die tunika wat dui op afnemende mitotiese aktiwiteit. 4. VoUedige loot-terugsterwing kom voor in aUe saailinge vanaf die kwekery wat in die veld geplant word tot op die ouderdom van twee iaar. Dit kom voor angeag van saadbron of ouderdom van saailinge ten tye van planting. Oorlewing na aanvanklike loot-terugsterwing is normaalweg laag. 5. Water behandelings het geen beduidende effek op die funksie van PSII reaksiesentra van r. angolensis kewekery-saailinge gehad. Vir beide donker- en lig-aangepaste blare is geen beduidende waterbehandelingseffek verkry vir waargenome ChI. a jluoresensie parameters of die berekende parameters (spes ifieke aktiwiteite, jenomenologiese jlukse, struktuur-funksie-indekse, "perjormance-indekse oj" driving forces" ). 6. Genetiese variasie tussen 16 halfsibfamilies vanaf Malawi, Namibie en Zambie is verkry vir loot-terugsterwing en ander groei-eienskappe. Dit dui op genetiese beheer van terugsterwing en dat die eienskap oorerjbaar is, en waarskynlik in die hele natuurlike verspreidingsgebied van die spesies in aUe saailinge voorkom. Aangesien loot-terugsterwing gene ties geprogrammeer is, is dit noodsaaklik vir die vermoe van die plant om in die volgende reenseisoen te regenereer.

Le but de cette étude est de caractériser le passage progressif d'une mangrove d'estuaire d'une part, à une formation mixte mangrove - forêt marécageuse d'autre part. Ce travail s'inscrit dans une optique plus large qui vise à comprendre l'évolution de cette mangrove d'estuaire et à prédire, à terme, le sens de son évolution. La structure de la végétation de l'estuaire du Sinnamary (Guyane Française) est étudiée en relation avec les paramètres physico-chimiques du sol et en fonction de l'histoire sédimentaire de la zone. La zone d'écotone Mangrove - Forêt marécageuse est tout particulièrement étudiée avec la recherche de paramètres caractérisant le gradient de l'influence marine. Trois types de formations végétales sont décris au moyen de paramètres structuraux (composition floristique, diamètre, hauteur, densités) sur 5 sites répartis sur 350 km² et représentant 26 225 m² d'inventaire. A partir de ces mesures, la dynamique des populations a été mise en évidence. L'évolution des densités au cours du temps, l'accroissement diamétrique annuel et la répartition des espèces majeures ont été caractérisés. Les relations entre les paramètres physico-chimiques du sol et la répartition des espèces ont également été précisées. Enfin, l'évolution du peuplement au cours des 50 dernières années a été étudiée a travers des photographies aériennes à différentes échelles et la télédétection spatiale. L'étude de la structure du peuplement a permis de caractériser les différents faciès de mangrove observés et de proposer des modèles empiriques d'évolution des paramètres de structure (Composition floristique, densité spécifique, surface terrière). Les relations allométriques entre la hauteur et le diamètre des principales espèces ont également été précisées. L'étude de la dynamique des populations a permis de rendre compte de la répartition spécifique pour les principales espèces. L'analyse de ces répartitions a mis en évidence les stratégies de colonisation et d'occupation du milieu par les différentes espèces ainsi que les effets des conditions du milieu sur la mise en place de ces stratégies. Contrairement à ce qui est observé en forêt de terre ferme, l'analyse des données d'accroissement diamètrique a montré l'absence de rythmicité de croissance des individus dans ce milieu. L'étude et le suivi des formations par télédétection (sensus lato) a permis de visualiser et de quantifier les phénomènes de transformation de la mangrove avec une précision toute particulière sur la période d'étude (1996-1998). Enfin, l'étude des caractéristiques physico-chimiques des sols a permis de mettre en évidence les phénomènes d'évolution des sols et d'en identifier le déterminisme. Les relations sols¬végétation ont été précisées, apportant des données nouvelles pour ces milieux. Les connaissances sur la structure du peuplement, sur la dynamique du peuplement, sur les inter-relations sol-végétation, ainsi que les modèles d'évolution des paramètres structuraux en fonction du temps proposés constituent une base solide pour l'étude de ces milieux à l'échelle régionale par des techniques de télédétection spatiale ou aéroportées et pour la compréhension des mécanismes de transformation de ces milieux.

Le vène est l’une des espèces des domaines climatiques soudanien et guinéen du Mali revêtant d’une importante contribution socio-économique. Le présent travail a consisté à déterminer la qualité du bois de vène tant au niveau intra-arbre qu’au niveau de l’origine géographique de provenance ainsi que l’influence des facteurs de variation de qualité liés à l’anatomie et aux métabolites extractibles. Dans cette optique, une quantification des extraits, une analyse qualitative et quantitative des caractères anatomiques et une analyse des cernes a été réalisée. En plus, une évaluation des caractéristiques physico-mécaniques en occurrence, l’infradensité (ID), le retrait, le comportement hygroscopique en fonction de la nature des extraits, le module dynamique d’élasticité (EL) et les propriétés acoustiques pour la facture d’instrument xylophone (le module spécifique, EL /ρ et le coefficient d’amortissement, tanδ) a été effectuée. Les résultats obtenus ont montrés, qu’en dépit d’un retrait très peu variable, l’ID, le EL et la qualité acoustique du bois de vène sont supérieurs en zone guinéenne (ZG) qu’en zone soudanienne (ZS). Mais dans l’arbre, ils sont supérieurs dans le duramen médian (DM) et externe (DE) que dans le duramen interne (DI). Il ressort aussi que ces caractéristiques évoluent positivement avec le taux des extraits, la longueur et la proportion des fibres mais diminue significativement avec le nombre de vaisseaux par mm2 et la proportion des vaisseaux. Les dimensions et la proportion des principaux caractères anatomiques diffèrent significativement d’une région à l’autre mais dans l’arbre elles varient de la moelle vers le DM au delà duquel ils restent stable jusqu’au DE. L’accroissement moyen est de 2,8 mm/an en ZS contre 4,9 mm/an en ZG. Le taux d’extraits, plus important en ZG qu’en ZS, augmente significativement de la moelle vers la zone de transition puis diminue fortement dans l’aubier. L’effet des extraits sur le comportement hygroscopique du bois s’est principalement illustré par une réduction considérable des valeurs du retrait et du point de saturation de la fibre, due non pas seulement à la teneur en extraits, mais aussi à leur nature chimique. Les extraits solubles dans l’acétone et dans l’éthanol-toluène suivie de l’eau chaude ont eu le plus d’effet sur l’hygroscopicité du bois de vène que ceux solubles dans l’eau chaude et dans l’hexane. Cependant, le retrait du duramen après extraction totale s’est révélé similaire à celui de l’aubier. A l’exception de ceux qui sont solubles dans l’acétone, les extraits semblent avoir peu d’effet sur l’anisotropie du retrait. / Ce mémoire de thèse est le résultat de plus de 3 ans de travaux de recherche effectués d’une part, en alternance entre le Mali et la France et d’autre part, en cotutelle entre l’Université Laval et l’ENGREF de Nancy. Les travaux de recherche ont essentiellement été effectués au sein du Laboratoire d'Etude des Ressources Forêt-Bois (LERFoB/INRA) de l’ENGREF de Nancy et du Centre de Recherche sur le Bois (CRB) de l’Université Laval. C’est donc le lieu pour moi d’exprimer mes plus sincères remerciements au Pr. Patrick PERRE et au Pr. Tatjana STEVANOVIC pour m’avoir accueilli respectivement au sein de ces laboratoires, d’avoir accepté de diriger mes travaux et de m’avoir accordé un soutien financier de taille à travers leurs fonds de recherche. Je tiens à exprimer mes très vifs remerciements à l’adresse de tous ceux qui ont de loin ou de près rendu non seulement le travail possible mais aussi sa réalisation agréable tant à l’Université Laval qu’à l’ENGREF de Nancy. Je voudrais ici en particulier remercier le Pr. René KELLER qui malgré qu’il soit en retraite s’est toujours montré disponible pour mes questions en matière d’anatomie du bois et Loïc BRANCHERIAU, chercheur au CIRAD de Montpellier, pour sa contribution dans l’analyse de la qualité acoustique du bois de vène. Je remercie les techniciens du LERFoB/INRA et du CRB en l’occurrence Mr. Patrice MARCHAL pour la préparation du matériel d’essai et la réalisation des tests de sorption au LERMaB et de Mr. Luc GERMAIN et Mr. Yves BÉDARD respectivement pour la préparation du matériel d’essai et la détermination du taux des cendres à l’Université Laval. Je tiens aussi à remercier Papa Niokor DIOUF pour sa contribution dans la réalisation des essais d’analyse chimique et Carole ASSOR pour ses conseils et sa contribution dans la mise en place définitive du sujet. J’adresse aussi mes sincères remerciements aux autorités française et en particulier au Service de Coopération et d’Action Culturelle de l’Ambassade de France à Bamako (SCAC) qui, à travers son projet d’appui à l’Enseignement Supérieur du Mali, m’a accordé un soutien financier sous forme de bourse d’alternance de 15 mois. Je remercie aussi les autorités maliennes et en particulier le directeur général de l’IPR/IFRA de Katibougou, Pr. Fafré SAMAKE, pour les encouragements, les conseils et le soutien financier dans le prélèvement du matériel expérimental et pour avoir accepté ma demande de mise en congé de formation.