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Department of Biology
Institute for Plant Science and Microbiology
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Biodiversity & Ecology

 Rangelands    Research article    Open Access 

Acacia trees modify soil water dynamics and the potential groundwater recharge in savanna ecosystems


Alexander Groengroeft*, Marleen de Blécourt, Nikolaus Classen, Lars Landschreiber, Annette Eschenbach

Article first published online: 24 April 2018

DOI: 10.7809/b-e.00321

*Corresponding author contact: alexander.groengroeft@uni-hamburg.de

Biodiversity & Ecology  (Biodivers. Ecol.)

Climate change and adaptive land management in southern Africa - assessments, changes, challenges, and solutions,
edited by Rasmus Revermann, Kristin M. Krewenka, Ute Schmiedel, Jane M. Olwoch, Jörg Helmschrot & Norbert Jürgens
Volume 6, pages 177-186, April 2018
  PDF  (1.6 MB)

English

Abstract: The eff ect of increasing tree density on groundwater resources of semiarid landscapes is a topic of controversy. Since 2007, we have registered the soil water dynamics with fi eld monitoring techniques on a commercial rangeland farm in the central Namibian thorn-bush savanna. Monitoring profi les are located below Acacia mellifera canopies, in the intercanopy area, and on a de-bushed grassland. Here we demonstrate (1) an increase in soil moisture larger than precipitation at some rain events, interpreted as water run-on resulting from surface ponding; (2) an overall reduction in water infi ltration in the below-canopy area of A. mellifera compared to the intercanopy space; and (3) a faster drying of the soil in the below-canopy space because of root water uptake. These processes resulted in a potential for deep drainage about threefold larger in the intercanopy space than in the area below the canopy. Thus, increasing bush encroachment is likely to reduce groundwater recharge and should be validated by an interdisciplinary analysis of hydrogeologists, soil scientists, botanists, and farm managers.

Portuguese

Resumo: É controversamente discutido o efeito do aumento da densidade de árvores nos recursos de águas subterrâneas de paisagens semi-áridas. Desde 2007 que registamos as dinâmicas da água no solo, com técnicas de monitorização de campo, numa quinta comercial de pastagens localizada na savana espinhosa da Namíbia central. Perfi s de monitorização estão localizados sob copas de Acacia mellifera, na área entre copas, e numa pastagem sem vegetação. Aqui demonstramos i) um aumento na humidade do solo maior que a precipitação em alguns eventos de chuva, interpretada como a infi ltração de água resultante da sua acumulação à superfície, ii) no total uma reduzida infi ltração de água na área abaixo da copa de A. mellifera, em comparação com o espaço entre copas, e iii) uma secagem mais rápida do solo no espaço abaixo das copas, devido à captação de água pelas raízes. Estes processos resultaram num potencial de drenagem profundo, cerca de três vezes maior no espaço entre copas que na área abaixo das mesmas. Desta forma, a expansão da invasão do mato poderá reduzir a recarga das águas subterrâneas, devendo ser confi rmada por uma análise interdisciplinar de hidrogeólogos, cientistas do solo, botanistas e gestores de quintas.

Suggested citation:
Groengroeft, A., de Blécourt, M., Classen, N., Landschreiber, L. & Eschenbach, A. (2018) Acacia trees modify soil water dynamics and the potential groundwater recharge in savanna ecosystems In: Climate change and adaptive land management in southern Africa – assessments, changes, challenges, and solutions (ed. by Revermann, R., Krewenka, K.M., Schmiedel, U., Olwoch, J.M., Helmschrot, J. & Jürgens, N.), pp. 177-186, Biodiversity & Ecology, 6, Klaus Hess Publishers, Göttingen & Windhoek. doi:10.7809/b-e.00321