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Proposed mechanism for the origin of sodic patches in Kruger National Park, South Africa

Authors


*Tel.: +27 11 717 6425; Fax: +27 11 717 6499; E-mail: khomol@gecko.biol.wits.ac.za

Abstract

The accumulation of sodium on the footslopes of granitic catenas in semi-arid southern Africa leads to the formation of sodic patches. Sodic patches are ecologically important for nutrient accumulation, predator evasion and wallowing, but they are often perceived as derelict lands because of vegetation denudation and low aesthetic quality. This negative perception, by both ecologists and tourists, often leads to ill-advised management and ‘rehabilitation’ measures. In Kruger National Park, sodic patches occur at the riparian-upland boundary and hence the processes originating in both systems may contribute to their origin. The upland-based catena and riparian-based evapotranspiration models were used to explore the hypothesis that these soils originate from both catena and evapotranspiration-driven hydraulic processes. The models predict vegetation zonation dictated by a salt tolerance gradient and an increase in sodic patch area over time as a result of progressive salt accumulation. Vegetation structure and hillslope morphology across the riparian-upland boundary and analysis of change in patch configuration over a 50-year aerial photographic record were used to test the hypotheses. Sodic patches have unique vegetation, occur on the intermediate positions of hillslopes, have increased in area three-fold over 50 years and are encroaching into the riparian zone. This behaviour is consistent with the assertion that these patches originate from both catena and evapotranspiration processes. Results imply a dynamic aspect of sodic patches, which have been previously viewed as static landscape features in pedogenic time scales. However, we show that they change over relatively smaller time scales meaning that their management should be commensurate with this dynamic nature. Therefore, sodic patches should be managed under a scheme that incorporates their small-scale expansion and recognizes their ecological importance.

Résumé

L'accumulation de sel sur les pentes des caténas granitiques semi arides d'Afrique australe conduit à la formation de plaques de sodium. Ces plaques sodiques jouent un rôle écologique important pour l'accumulation d’éléments nutritifs, et pour permettre aux animaux de se vautrer et d’échapper aux prédateurs, mais elles sont souvent considérées comme des terres laissées à l'abandon parce qu'elles sont dépourvues de végétation et de qualité esthétique. Cette perception négative, de la part et des écologistes et des touristes, conduit souvent à une mauvaise gestion et à des mesures de « réhabilitation ». Dans le parc national Kruger, les plaques sodiques apparaissent à la frontière terres cours d'eau et donc les processus de formation des deux systèmes sont peut-être à l'origine de leur formation. Les modèles de caténa de terre et d’évapotranspiration de cours d‘eau ont été utilisés pour étudier l'hypothèse que ces sols naissaient à la fois des processus de caténa et d’évapotranspiration hydraulique. Les modèles prédisent une zonation de la végétation dictée par le gradient de la tolérance en sel et une augmentation des zones de plaques sodiques dans le temps, par suite d'une accumulation progressive de sel. La structure de la végétation et la morphologie des versants au-delà de la limites entre cours d'eau et terres, et l'analyse de changement de configuration de plaques sur des enregistrements photographiques faits sur une période de cinquante ans ont été utilisés pour confirmer ces hypothèses. Les plaques sodiques ont une végétation unique, elles se rencontrent sur les positions intermédiaires des versants, leur superficie a triplé en cinquante ans et elles empiètent sur les zones riveraines. Ce comportement confirme l'hypothèse que ces plaques proviennent à la fois du caténa et des processus d’évaporation. Les rèsultats impliquent un aspect dynamique des plaques sodiques, lesquelles avaient été précédemment considérées comme des éléments de paysage statiques dans des échelles de temps pédogénisées. Cependant, nous montrons qu'elles changent sur des périodes de temps relativement courtes, ce qui signifie que leur gestion devrait être adaptéà cette nature dynamique. En conséquence, les plaques sodiques devraient être gérées dans le cadre d'un programme qui incorpore leur extension à petite échelle et reconnaîit leur importance écologique.

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