Spekboom (Portulacaria afra) established in riplines to rehabilitate degraded areas in the Eastern Cape of South Africa (Japie Buckle)

Spekboom (Portulacaria afra) planting within riplines for thicket biome restoration (Afrique du Sud)

Spekboom planting on contours

Description

The restoration of the thicket biome in the Eastern Cape is assisted by planting ‘spekboom’ (elephant bush) (Portulacaria afra), an indigenous succulent plant within contour lines/riplines on degraded hillslopes. The increased vegetation cover reduces runoff and soil loss.

Due to severe land degradation over many decades of goat farming, the restoration of the so-called ‘thicket biome’ is taking place on a large scale in the Baviaanskloof Nature Reserve and Camdeboo National Park in the Eastern Cape of South Africa. The restoration projects have been introduced in parts of the thicket biome that receive 350 to 500 mm annual average rainfall. The main direct cause of degradation is overgrazing/browsing by goats (Boer and Angora) over the past 100 years. The overutilization of vegetation occurs mainly on valley bottoms and footslopes in mountainous areas where relatively fertile soils occur. This has resulted in large expanses of open vegetation canopy under which a high degree of runoff occurs - and subsequent soil loss leading to increased sediment loads in downstream drainage systems. The thicket biome vegetation (especially spekboom) is well known for its ability to sequester large amounts of carbon and therefore help towards mitigating climate change. The improved vegetation cover also contributes towards an increase in biodiversity, and therefore has a positive impact on tourism also. Establishment of spekboom in riplines can be used in combination with other technologies e.g. brush packing (laying cut bush on the soil surface), silt fences (low barriers across the slope) or fibre rolls. This technology can be employed in any similar semi-arid environment to restore degraded catchments - using locally appropriate plant species.
After identification of sites to be rehabilitated, this is followed by the identification of suitable sources of plant material for transplantation at the rehabilitation areas. In the case of the project in the Eastern Cape, spekboom cuttings of 30 to 50 cm in length were taken from existing stands, then left for one to two weeks in the sun to dry slightly before being transplanted in the rehabilitation sites. Care must be taken not to over-harvest healthy spekboom stands - not more than 30% should be removed.
Riplines need to be created along the contour by means of mechanisation or manual labour. Riplines should be between 3 and 10 meter apart - depending on the slope (closer on steep slopes) - 10 to 20 cm deep and just wide enough to plant the spekboom cuttings to a depth of at least 10 cm. Cuttings are planted between 15 to 20 cm apart within the ripline, so as to form a continuous barrier/sediment trap along the contour. The ripline promotes water infiltration into the rootzone of the cuttings. Cuttings need to be firmed-in with soil dug from the ripline. Watering the spekboom after planting is recommended – if possible. Brush packing (brush packing with thorny biomass to prevent grazing and provide a micro-climate for grass seed to germinate and establish) between riplines with local woody material (if available locally, and preferably thorny branches) is recommended to provide protection against grazing and to create a micro-climate for vegetation growth. In between riplines, silt fences or fibre rolls can be used to slow water runoff and to trap sediment. Maintenance includes the replanting of cuttings where mortality occurred.

Lieu

Lieu: Eastern Cape, Afrique du Sud

Nbr de sites de la Technologie analysés: 2-10 sites

Géo-référence des sites sélectionnés
  • 24.59573, -32.29027
  • 24.02533, -33.57965

Diffusion de la Technologie: appliquée en des points spécifiques ou concentrée sur une petite surface

Dans des zones protégées en permanence ?:

Date de mise en oeuvre: 2010; il y a moins de 10 ans (récemment)

Type d'introduction
Established spekboom cuttings along riplines/contours (J Buckle)
Interplanting with spekboom cuttings between riplines. (J Buckle)

Classification de la Technologie

Principal objectif
  • améliorer la production
  • réduire, prévenir, restaurer les terres dégradées
  • préserver l'écosystème
  • protéger un bassin versant/ des zones situées en aval - en combinaison avec d'autres technologies
  • conserver/ améliorer la biodiversité
  • réduire les risques de catastrophes
  • s'adapter au changement et aux extrêmes climatiques et à leurs impacts
  • atténuer le changement climatique et ses impacts
  • créer un impact économique positif
  • créer un impact social positif
L'utilisation des terres

  • Pâturages
    • Wildlife in nature reserves
Approvisionnement en eau
  • pluvial
  • mixte: pluvial-irrigué
  • pleine irrigation

But relatif à la dégradation des terres
  • prévenir la dégradation des terres
  • réduire la dégradation des terres
  • restaurer/ réhabiliter des terres sévèrement dégradées
  • s'adapter à la dégradation des terres
  • non applicable
Dégradation des terres traité
  • érosion hydrique des sols - Wt: perte de la couche superficielle des sols (couche arable)/ érosion de surface, Wg: ravinement/ érosion en ravines, Wo: effets hors-site de la dégradation
  • dégradation physique des sols - Pc: compaction, Pk: scellage et encroûtement , Pi: imperméabilisation des sols
  • dégradation biologique - Bc: réduction de la couverture végétale, Bh: perte d’habitats, Bq: baisse de la quantité/ biomasse
  • dégradation hydrique - Hs: changement de la quantité d’eau de surface, Hg: changement du niveau des nappes phréatiques (eaux souterraines) et des aquifères, Hp: baisse de la qualité des eaux de surface
Groupe de GDT
  • Amélioration de la couverture végétale/ du sol
  • récupération/ collecte de l'eau
  • gestion des eaux de surface (sources, rivières, lacs, mers)
Mesures de GDT
  • pratiques végétales - V1: Couverture d’arbres et d’arbustes
  • structures physiques - S6: Murs, barrières, palissades, clôtures

Dessin technique

Spécifications techniques
Spekboom cuttings (30 - 50 cm in length and 1 to 3 cm diameter) are cut from existing stands. The riplines are created by labourer (soil on downhill side of line) on contours with the spacing between lines a function of the slope (3 metres apart on 10 - 15 degree slopes and 6 to 10 metres apart on 5 to 10 degree slopes). The cuttings are planted 15 to 20 cm apart in the riplines at a depth of around 10 cm.
Riplines 10cm deep – as long as the bare patches that need rehabilitation – labourers also use picks.
Author: J Buckle

Mise en œuvre et entretien : activités, intrants et coûts

Calcul des intrants et des coûts
  • Les coûts sont calculés : par superficie de la Technologie (taille et unité de surface : 1 ha)
  • Monnaie utilisée pour le calcul des coûts : Rand
  • Taux de change (en dollars américains - USD) : 1 USD = 12.0 Rand
  • Coût salarial moyen de la main-d'oeuvre par jour : 140
Facteurs les plus importants affectant les coûts
Soil hardness, labour cost and distance to rehabilitation site.
Activités de mise en place/ d'établissement
  1. Creation of riplines (unskilled manual labour) (Calendrier/ fréquence: during wet season)
  2. Collection of Spekboom cuttings (Calendrier/ fréquence: during wet season)
  3. Transport of cuttings to planting site (Calendrier/ fréquence: during wet season)
  4. Planting of cuttings in riplines (Calendrier/ fréquence: during wet season)
  5. Watering of cuttings (Calendrier/ fréquence: during wet season)
Intrants et coûts de mise en place (per 1 ha)
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (Rand) Coût total par intrant (Rand) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
Unskilled labour (including transport) per day 20,0 240,0 4800,0 100,0
Equipements
Picks, spades, wheel barrow, bow saw and pruning shears (renting equipment) per day 20,0 20,0 400,0 100,0
Matériel végétal
Planting material is free
Planting material is free
Autre
Management (including transport) per day 2,0 600,0 1200,0 100,0
Coût total de mise en place de la Technologie 6'400.0
Coût total de mise en place de la Technologie en dollars américains (USD) 533.33
Activités récurrentes d'entretien
  1. Replant cuttings where mortality occurs (Calendrier/ fréquence: 6 to 8 months after planting)
Intrants et coûts de l'entretien (per 1 ha)
Spécifiez les intrants Unité Quantité Coûts par unité (Rand) Coût total par intrant (Rand) % des coût supporté par les exploitants des terres
Main d'œuvre
Replanting of cuttings (unskilled labour - including transport) per day 10,0 240,0 2400,0 100,0
Autre
Management (including transport) per day 1,0 600,0 600,0 100,0
Coût total d'entretien de la Technologie 3'000.0
Coût total d'entretien de la Technologie en dollars américains (USD) 250.0

Environnement naturel

Précipitations annuelles
  • < 250 mm
  • 251-500 mm
  • 501-750 mm
  • 751-1000 mm
  • 1001-1500 mm
  • 1501-2000 mm
  • 2001-3000 mm
  • 3001-4000 mm
  • > 4000 mm
Zones agro-climatiques
  • humide
  • subhumide
  • semi-aride
  • aride
Spécifications sur le climat
Précipitations moyennes annuelles en mm : 350.0
Summer thunderstorms
Harsh hot summers and very cold winters
Pentes moyennes
  • plat (0-2 %)
  • faible (3-5%)
  • modéré (6-10%)
  • onduleux (11-15%)
  • vallonné (16-30%)
  • raide (31-60%)
  • très raide (>60%)
Reliefs
  • plateaux/ plaines
  • crêtes
  • flancs/ pentes de montagne
  • flancs/ pentes de colline
  • piémonts/ glacis (bas de pente)
  • fonds de vallée/bas-fonds
Zones altitudinales
  • 0-100 m
  • 101-500 m
  • 501-1000 m
  • 1001-1500 m
  • 1501-2000 m
  • 2001-2500 m
  • 2501-3000 m
  • 3001-4000 m
  • > 4000 m
La Technologie est appliquée dans
  • situations convexes
  • situations concaves
  • non pertinent
Profondeurs moyennes du sol
  • très superficiel (0-20 cm)
  • superficiel (21-50 cm)
  • modérément profond (51-80 cm)
  • profond (81-120 cm)
  • très profond (>120 cm)
Textures du sol (de la couche arable)
  • grossier/ léger (sablonneux)
  • moyen (limoneux)
  • fin/ lourd (argile)
Textures du sol (> 20 cm sous la surface)
  • grossier/ léger (sablonneux)
  • moyen (limoneux)
  • fin/ lourd (argile)
Matière organique de la couche arable
  • abondant (>3%)
  • moyen (1-3%)
  • faible (<1%)
Profondeur estimée de l’eau dans le sol
  • en surface
  • < 5 m
  • 5-50 m
  • > 50 m
Disponibilité de l’eau de surface
  • excès
  • bonne
  • moyenne
  • faible/ absente
Qualité de l’eau (non traitée)
  • eau potable
  • faiblement potable (traitement nécessaire)
  • uniquement pour usage agricole (irrigation)
  • eau inutilisable
La qualité de l'eau fait référence à:
La salinité de l'eau est-elle un problème ?
  • Oui
  • Non

Présence d'inondations
  • Oui
  • Non
Diversité des espèces
  • élevé
  • moyenne
  • faible
Diversité des habitats
  • élevé
  • moyenne
  • faible

Caractéristiques des exploitants des terres appliquant la Technologie

Orientation du système de production
  • subsistance (auto-approvisionnement)
  • exploitation mixte (de subsistance/ commerciale)
  • commercial/ de marché
Revenus hors exploitation
  • moins de 10% de tous les revenus
  • 10-50% de tous les revenus
  • > 50% de tous les revenus
Niveau relatif de richesse
  • très pauvre
  • pauvre
  • moyen
  • riche
  • très riche
Niveau de mécanisation
  • travail manuel
  • traction animale
  • mécanisé/ motorisé
Sédentaire ou nomade
  • Sédentaire
  • Semi-nomade
  • Nomade
  • Government conservation areas
Individus ou groupes
  • individu/ ménage
  • groupe/ communauté
  • coopérative
  • employé (entreprise, gouvernement)
Genre
  • femmes
  • hommes
Âge
  • enfants
  • jeunes
  • personnes d'âge moyen
  • personnes âgées
Superficie utilisée par ménage
  • < 0,5 ha
  • 0,5-1 ha
  • 1-2 ha
  • 2-5 ha
  • 5-15 ha
  • 15-50 ha
  • 50-100 ha
  • 100-500 ha
  • 500-1 000 ha
  • 1 000-10 000 ha
  • > 10 000 ha
Échelle
  • petite dimension
  • moyenne dimension
  • grande dimension
Propriété foncière
  • état
  • entreprise
  • communauté/ village
  • groupe
  • individu, sans titre de propriété
  • individu, avec titre de propriété
Droits d’utilisation des terres
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
  • Conservation areas
Droits d’utilisation de l’eau
  • accès libre (non organisé)
  • communautaire (organisé)
  • loué
  • individuel
  • Conservation areas
Accès aux services et aux infrastructures
santé

pauvre
x
bonne
éducation

pauvre
x
bonne
assistance technique

pauvre
x
bonne
emploi (par ex. hors exploitation)

pauvre
x
bonne
marchés

pauvre
x
bonne
énergie

pauvre
x
bonne
routes et transports

pauvre
x
bonne
eau potable et assainissement

pauvre
x
bonne
services financiers

pauvre
x
bonne

Impact

Impacts socio-économiques
production fourragère
en baisse
x
en augmentation

qualité des fourrages
en baisse
x
en augmentation

Impacts socioculturels
possibilités de loisirs
réduit
x
amélioré

connaissances sur la GDT/ dégradation des terres
réduit
x
amélioré

Impacts écologiques
quantité d'eau
en baisse
x
en augmentation

qualité de l'eau
en baisse
x
en augmentation

récolte/ collecte de l'eau (ruissellement, rosée, neige, etc.)
réduit
x
amélioré

ruissellement de surface
en augmentation
x
en baisse

humidité du sol
en baisse
x
en augmentation

couverture du sol
réduit
x
amélioré

perte en sol
en augmentation
x
en baisse

matière organique du sol/ au dessous du sol C
en baisse
x
en augmentation

couverture végétale
en baisse
x
en augmentation

diversité des habitats
en baisse
x
en augmentation

impacts des inondations
en augmentation
x
en baisse

émissions de carbone et de gaz à effet de serre
en augmentation
x
en baisse

microclimat
détérioré
x
amélioré

Impacts hors site
inondations en aval (indésirables)
en augmentation
x
réduit

envasement en aval
en augmentation
x
en baisse

impact des gaz à effet de serre
en augmentation
x
réduit

Analyse coûts-bénéfices

Bénéfices par rapport aux coûts de mise en place
Rentabilité à court terme
très négative
x
très positive

Rentabilité à long terme
très négative
x
très positive

Bénéfices par rapport aux coûts d'entretien
Rentabilité à court terme
très négative
x
très positive

Rentabilité à long terme
très négative
x
très positive

Changement climatique

Changements climatiques progressifs
températures annuelles augmente

pas bien du tout
x
très bien
précipitations annuelles décroît

pas bien du tout
x
très bien
Extrêmes climatiques (catastrophes)
orage local

pas bien du tout
x
très bien
averse de grêle locale

pas bien du tout
x
très bien
vague de froid

pas bien du tout
x
très bien
crue éclair

pas bien du tout
x
très bien
maladies épidémiques

pas bien du tout
x
très bien

Adoption et adaptation de la Technologie

Pourcentage d'exploitants des terres ayant adopté la Technologie dans la région
  • cas isolés/ expérimentaux
  • 1-10%
  • 11-50%
  • > 50%
Parmi tous ceux qui ont adopté la Technologie, combien d'entre eux l'ont fait spontanément, à savoir sans recevoir aucune incitation matérielle ou aucun paiement ?
  • 0-10%
  • 11-50%
  • 51-90%
  • 91-100%
La Technologie a-t-elle été récemment modifiée pour s'adapter à l'évolution des conditions ?
  • Oui
  • Non
A quel changement ?
  • changements/ extrêmes climatiques
  • évolution des marchés
  • la disponibilité de la main-d'œuvre (par ex., en raison de migrations)
  • Improved planting techniques
Planting of cuttings with established roots from the mother plant and creation of small notches a the cutting to stimulate root growth.

Conclusions et enseignements tirés

Points forts: point de vue de l'exploitant des terres
  • A long-term cost-effective technique to rehabilitate badly degraded thicket vegetation.
  • Creates temporary work for poor local communities.
  • Reduces sediment load in streams and rivers.
Points forts: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clé
  • Spekboom sequesters large quantities of carbon and therefore contributes over the long term to climate change mitigation.
  • Downstream benefits on water quality.
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue de l'exploitant des terrescomment surmonter
  • Labour intensive - not viable if not subsidised by Government. Reduce manual labour - mechanise the creation of riplines.
  • Newly established spekboom stands vulnerable to browsing. Fence rehabilitated areas.
  • Newly established spekboom stands vulnerable to drought and frost. Timing of planting in wet/warm season
Faiblesses/ inconvénients/ risques: point de vue du compilateur ou d'une autre personne-ressource clécomment surmonter

Références

Compilateur
  • Dirk Pretorius
Editors
Examinateur
  • Alexandra Gavilano
  • Rima Mekdaschi Studer
  • Maximilian Knoll
  • Yacime Khadraoui
  • Joana Eichenberger
Date de mise en oeuvre: 6 avril 2018
Dernière mise à jour: 2 novembre 2021
Personnes-ressources
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