'N STRATEGIE VIR DIE REHABILITASIE VAN VERSTEURDE MYNBOUGEBIEDE IN SUIDELIKE AFRIKA deur STEPHANUS VANWYK, M.Sc., T.H.O.D. Proefskrif ingedien ter gedeeltelike nakoming van die vereistes vir die graad PHILOSOPHIAE DOCTOR in die DEPARTEMENT PLANT- en BODEMWETENSKAPPE aan die POTCHEFSTROOMSE UNIVERSITEIT vir CHRISTELIKE HOER ONDERWYS Promotor: Prof. O.J.H. Bosch Hulppromotor: Prof. J. Booysen POTCHEFSTROOM 1994 AAN GOD ALLEEN DIE EER VOORWOORD Gedurende die j are waarin die navorsing vir hierdie proefskrif gedoen is, kon ek nie anders nie as om onder die indruk te kom van die ontsaglike rykdomme wat op en onder die aarde gestel is vir die gebruik van die mens. Die besondere aspekte wat ondersoek en nagelees is, het egter ook die beperkinge van hierdie hulpbronne na vore laat kom. Ook is die kwesbaarheid van hulpbronne, as daar onverantwoor- delik mee te werk gegaan word, baie sterk beklemtoon. Dit is met groot erkentlikheid dat ek die volgende persone en instansies wil bedank vir besondere bydraes gedurende die tydperk van studie: * Prof. O.J.H. Bosch, my promotor vir sy leiding en aan- moediging. * Prof. J. Booysen wat as hulppromotor en later onder moeilike omstandighede as promotor opgetree het. · * Prof. P. van Eldik wat nooit moeg geword het om aan te spoor nie. * Die Direkteur (Prof. J.J.P. van Wyk) en personeel van die Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie (1984 - 1993) , vir ontsaglike opofferings, hulp, leiding, motivering en veral die geleentheid om hierdie studie te kon voltooi. In hierdie verband kan ek nie anders as om die volgende persone en groepe te noem nie: Ben Claassens 'n Getroue bondgenoot tydens die evaluering van alle proewe. Jan Briers Hulp met die voorbereiding van proewe en plantopnames. Michael Michael Bodemkundige ontledings en in- terpretasies. Rui Correia Vir die identifisering van alle plantmateriaal. Gerard Heydenrych Vir praktiese raad maar ook vir filosofiese gesprekke. Cherie van der Vir ure se akkurate tikwerk aan Westhuizen verslae. Daleen Holland Vir baie bewame sekretari~le werk. Alle arbeiders Vir hulp met die uitle van proewe; * Finansi~le bydraes asook fisiese hulp van personeel van die volgende instansies: Yskor - Thabazimbi, Sishen, Coastal Coal en Grootegeluk, Gefco - Kur.uman, Penge en Msauli, Samancor - Mamatwan en Hotazel, PPC - Lime Acres, Palabora Mining Company, Weedons Minerals, De Beers Consolidated Mines Limited - Kimberley. * Mevv c. van der Westhuyzen en J. Prinsloo vir die finale afronding van die proefskrif. * My goeie Buurvrou vir die keurige taal~ersorging. * Mnr H. Prinsloo vir die natrek en samestelling van alle kaarte. * Die Potchefstroomse Universiteit vir Christelike Ho~r Onderwys vir 'n j aar studieverlof waartydens die grootste gedeelte van die skryfwerk voltooi kon word. * My skoonma, broers en susters vir hulle voortdurende belangstelling en motivering. * My ma wat, al het dit soms opdraend gegaan, altyd in my bly glo het en altyd positief gebly het. * Laastens aan Retha, Liza, Hertzog, Gwendo en Rieks vir die verstaan, vertrou en ondersteun. Dit was maklik om die golf te ry wanneer ek bo was, maar sonder julle was dit baie moeilik om weer bo te kom gedurende die tye wat ek afgeval het. INHOUDSOPGAWE LYS VAN TABELLE • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • Vi LYS VAN FIGURE.......................................... xi LYS VAN PLATE • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 'XV i HOOFSTUK 1 INLEIDENDE PERSPEKTIEF EN PROBLEEMSTELLING ............... 1 1.1 Versteuring - 'n internasionale .p robl eem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.2 Versteuring - 'n probleem in Suidelike Afrika ....................... ~ .. 11 1. 3 Spesifieke probleemstelling ............... 15 HOOFSTUK 2 STUDIEGEBIED EN NAVORSINGSBENADERING ..................... 22 2.1 Ligging van die verskillende myne waar proewe uitgelQ is ......................... 22 2.2 Ekologiese heterogeniteit ........... ; ..... 24 2.2.1 Topograf ie. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2. 2. 2 Geologie .................................. 25 2.2.3 Kl imaa t ..... ·. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8 2.2.3.1 Rel!nval. . . . . . . . . • . • . • . • . . . . . . . . . . . . • . • • . • . 3 3 i Inhoud (vervolg) 2.2.4 Plantegroei ...•...............•.....•..••• 36 2.3 Navorsingsbenadering en probleme .....•.•.• 37 HOOFSTUK 3 BODEMGEASSOSIEERDE PROBLEME MET BETREKKING TOT DIE REHABILITASIE VAN VERSTEURDE GEBIEDE EN MOONTLIKE OPLOSSINGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 3.1 HELLINGS EN EROSIEP0TENSIAAL .............. 41 3 .1.1 Erosie en stabiliteit ..................... 44 3.1.1.1 Die invloed van re~nval ............ ~ ...... 44 3.1.1.2 Die invloed van gradi~nt .................. 45 3.1.1.3 Die invloed van plantbedekking ............ 49 3.1.1.4 Die stabiliteit van hellings .............. 50 3. 1.2 Proewe met betrekking tot hellings en erosie ........................ 50 3.1.2.1 Loodsproef op Mamatwan mangaanmyn ......... 50 3.1.2.2 Hellingproef op Mamatwan mangaanmyn ....... 55 3.1.2.3 Asbes - krosidolietmyn .................... 65 3.1.2.4 Proewe by Grootegeluk steenkoolmyn - Ellisras .................................. 70 3. 1.3 Die bepaling van erosiepotensiaal ......... 76 i i Inhoud (vervolg) 3.1.4 Sintese ten opsigte van hellings en erosiepotensiaal •......................... 79 3.2 DEELTJIEGROOTTE ........................... 80 3.3 EFFEKTIEWE RE~NVAL ........................ 88 3.3.1 Die teoretiese verlaging van die hoeveel- heid re~n per oppervlakeenheid ........... 88 3.3.2 Die verlaging van effektiewe re~nval deur 'n verhoogde afloop van water ........ 91 3.4 CHEMIESE WANBALANSE ....................... 93 3.4.1 Inleiding. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 3 · 3.4.2 Proewe met betrekking tot chemiese wanbalanse ................................. 97 3.4.2.1 Proewe by Msauli chrisotielmyn ........•... 97 3.4.2.2 Proewe by Thabazimbi ysterertsmyn ........ 130 3.5 DEKI.AE. . . . . . • • • • • • . . . . . • . . . . • • • . • . . . • . • . . 14 0 3.5.1 Inleiding................................ 140 3.5.2 Proewe met betrekking tot deklae ......... 145 3.5.2.1 Proewe by Sishen ysterertsmyn ............ 145 3.5.2.2 Proewe by PPC Lime Acres ..........•...... 180 3.6 SWAARMETALE EN ANDER TOKSIESE ELEMENTE ... 202 ii ; Inhoud (vervolg) 3.7 SUUR EN ALKALIESE GROEIMEDIUMS .......... 207 3.8 TEMPERATUUR VAN UITSKOTMATERIAAL SOOS BEPAAL DEUR KLEUR .................•. 210 3.9 SPONTANE ONTBRANDING. . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . 21 7 3.9.1 Algemene gevolgtrekkings ................. 225 3.10 SLOTOPMERKING. . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . • . . 2 2 7 HOOFSTUK 4 SPESIESELEKSIE MET DIE OOG OP REHABILITASIE ............. 229 HOOFSTUK 5 HERVESTIGING VERSUS REHABILITASIE ....................... 244 5.1 Hervestiging ...........................•. 244 5.1.1 · Kunsmatige hervestiging .................. 244 5.1.2 Natuurlike hervestiging .................. 248 5.2 Rehabilitasi~ ............................ 249 5.2.1 Natuurlike rehabilitasie ................. 249 5.2.2 Kunsmatige rehabilitasie ................. 268 iv Inhoud (vervolg) HOOFSTUK 6 SLOTOPMERKINGS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . 2 8 6 ABSTRACT A STRATEGY FOR THE REHABILITATION OF AREAS IN SOUTHERN AFRICA DISTURBED BY MINING ACTIVITIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 2 BYLAAG A - SPESIELYS .................................... 295 BRONNELYS. • . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 07 V TABELLE TABEL 3.1: Rushoek (grade) van uitskothope en slikdamme soos aangetref by verskillende myne ...................•... 42 TABEL 3.2: Getal plante per 0.5 m2 , soos in die loodsproef aang~tref gedurende Maart 1985 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 TABEL 3.3: Bodemkundige ontleding van die verskillende dekmateriale van die hellingproef (1984-02-02) ............... 56 TABEL 3.4: Gemiddeldes van die resultate van natuurlike re~nval op 15° en 25° hellings soos gemeet vanaf 27 Januarie 1985 tot 25 Februarie 1986 (Die totaal vir die tydperk is 118 mm) ...........•.. 67 TABEL 3.5: Gemiddeldes van die resultate van die afloop van grand en water as gevolg van re~nvalsimulasie op 15 en 25° hellings by ASBES (Kuruman) (56 mm in 4,5 uur) ...................... 67 TABEL 3.6: Afloop van water as gevolg van na- . tuurlike re~nval. ASBES (Kuruman) (19 mm - redelik vinnige neerslag) ...... 68 TABEL 3.7: Re~nvalsyfers vir Grootegeluk steen- koolmyn vir die tydperk 17 November 1986 tot 21 M~i 1987 (mm) (Van Wyk, 1987a) 72 TABEL 3.8: Die bepaling van erosie teen verskil- lende hellings by GROOTEGELUK; ELLISRAS - 1987 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 vi Tabelle (vervolg) TABEL 3.9: Deeltjiegrootte-bepaling - SISHEN ysterertsmyn (1987-06-04) ............... 85 TABEL 3.10: Teoretiese re~nval by verskillende hellings in verskillende re~nval- gebiede . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 TABEL 3.11: Fisiese en chemiese ontleding van die grond/materiaal soos aangetref by MSAULI chrisotielmyn ................. 98 TABEL 3.12: Resultate van bodemkundige ontle- dings van uitskotmateriaal van THABAZIMBI ysterertsmyn (1985) ......... 131 TABEL 3.13: Bodemkundige ontledings van die verskillende materiale soos aange- tref by SISHEN ysterertsmyn ........... 146 TABEL 3.14: Basale bedekking en frekwensie- teenwoordigheid van die 18° deklaag- proef. SISHEN - 1990 ................... 169 TABEL 3.15: Basale bedekking en frekwensie- teenwoordigheid van die 35° deklaag- proef. SISHEN - 1990 ................... 170 TABEL 3.16: Chemiese ontleding van die grond/ materiaal-monsters soos aangetref by PPC LIME ACRES kalkmyn ................. 181 TABEL 3.J,.7: Deklaagbehandelings soos toegepas in die verskillende implementerings- gebiede van PPC LIME ACRES ............. 192 vii Tabelle (vervolg) TABEL 3.18: Betekenisvolheid van die verskil tussen die persentasie basale bedek- king van die verskillende implemen- teringsblokke by PPC LIME ACRES (1987 - 1992) 194 TABEL 3.19: Betekenisvolheid van die verskil tussen die persentasie kroonbedek- king van die verskillende implemen- teringsblokke by PPC LIME ACRES ( 1987- 1992) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 TABEL 3.20: Elemente wat onder sekere omstandig- hede toksies kan wees vir plante (Bradshaw en Chadwick, 1980; Brady, 1984; Rendig & Taylor, 1989; Mengel et al, 1982 & Davies en Jones, 1988) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 TABEL 3.21: Bodemkundige ontledings van verskil- lende materiale wat by Kromellenbo- gen as deklaag gebruik is .............. 211 TABEL 3.22: Temperature ( 0 c) soos bepaal op 'n uitskothoop by Kromellenbogen amosiet- myn, tussen 12:00 en 13:00 op 17 Junie 1987............. . . . . . . . . . . . . . . 213 TABEL 3.23: Resultaat van gasanalises (d.p.m.) en temperatuur op verskillende loka- liteite; GROOTEGELUK (Ellisras) 87/05/21 221 viii Tabelle (vervolg) TABEL 5.1: Opsommende resultate van die verskil- lende lokaliteite by De Beers Conso- lidated Mines 253 TABEL 5.2: Opsommende resultate van opname 1 (verskillende ekotope teen 'n helling). De Beers Consolidated Mines ............ 258 TABEL 5.3: Opsommende resultate van opname 2 (verskillende ekotope teen 'n helling). De Beers Consolidated Mines ............ 262 TABEL 5.4: Opsommende resultate van opname 3 (verskillende ekotope teen 'n helling). De Beers Consolidated Mines 263 TABEL 5.5 Frekwensie teenwoordigheid, basale bedekking en kroonbedekking van die PENGE Werkwinkelhoop - 1989 ............ 276 TABEL 5.6 Frekwensie teenwoordigheid, basale bedekking en kroonbedekking van die PENGE Asgathoop - 1990 ................. 276 TABEL 5.7 Frekwensie teenwoordigheid, basale bedekking en kroonbedekking van die PENGE Aanleghoop (Suid) - 1990 ......... 277 TABEL 5.8 Hoogte van drie houtagtige spesies aangeplant tydens rehabilitasie. RABESKLOOF-SUID (±21° helling) ......... 279 ix Tabelle (vervolg) TABEL 5.9 Hoogte van drie houtagtige spesies aangeplant tydens rehabilitasie. BEESKRAALHOOP (±16° helling) .......... 279 TABEL 5.10 Hoogte van drie houtagtige spesies aangeplant tydens rehabilitasie. RABESKLOOF-NOORD (±14° helling) ....... 280 TABEL 5.11 Hoogte van drie houtagtige spesies aangeplant tydens rehabilitasie. KRANSKLOOF-HOOP (±15° helling) ........ 280 TABEL 5.12 Hoogte van drie houtagtige spesies aangeplant tydens rehabilitasie. LAGERDRAAI-HOOP (±15° helling) ........ 281 X FIGURE Fig. 2.1: Ligging van myne in Suid-Afrika waar navorsing gedoen 1s .......•........ 23 Fig. 2.2: Fisiografiese streke van Suid-Afrika, Swaziland en Lesotho .................... 26 Fig. 2. 3: Klimaatstreke van Suid-Afrika ........... 27 Fig. 2. 4: Re~nvalverspreiding in Suid-Afrika ...... 34 Fig. 2. 5: Biome van Suid-Afrika ................... 35 Fig. 3.1: Gemiddelde basale bedekking van die plantegroei teen verskillende gradi~nte op verskillende deklae - MAMATWAN 1986 tot 1988 ..........•...• • •• 58 Fig. 3.2: Gemiddelde kroonbedekking van die plantegroei teen verskillende gra- di~nte op verskillende deklae - MAMATWAN 1986 tot 1988 ..............••.• 59 Fig. 3.3: Gemiddelde bogrondse dro~massa van die plantegroei teen verskillende gra- di~nte op verskillende deklae - MAMATWAN 1986 tot 1988 ....••...•...••.•. 60 Fig. 3.4: Die invloed van deeltjiegrootte-ver- spreiding op die vestiging van plante op mynhope. THABAZIMBI - 1987 ........... 81 xi Figure (vervolg) Fig. 3.5: Die invloed van deeltjiegrootte-ver- spreiding op die vestiging van plante op mynhope. SISHEN - 1987 ............••.• 83 Fig. 3.6: Relatiewe verband tussen pH "toegank- likheid" van plantvoedingstowwe (Brady, 1984) ........................... 96 Fig. 3. 7: Gemiddelde bogrondse dro~massa van die bogrond en bemestingsproef. MSAULI - 1987 tot 1989 . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 Fig. 3.8: Gemiddelde kroonbedekking van die bogrond en bemestingsproef. MSAULI - 1987 tot 1989 ................. 108 Fig. 3.9: Gemiddelde basale bedekking van die bogrond en bemestingsproef. MSAULI - 1987 tot 1989 . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 Fig. 3.10: Uitleg van die organiese regstel- lingsproef. MSAULI - 1987 .............. 113 Fig. 3.11: Gemiddelde kroonbedekking van die organiese regstellingsproef. MSAULI - 1987 tot 1989 ................. 116 Fig. 3.12: Gemiddelde basale bedekking van die organiese regstellingsproef. MSAULI - 1987 tot 1989 . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Fig. 3.13: Gemiddelde bogrondse dro~massa van die organiese regstellingsproef. MSAULI - 1987 tot 1989 . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 Figure (vervolg) Fig. 3.14: Diagrammatiese voorstelling van die verskillende behandelings van die regstellingsproef. MSAULI - 1988 ...... 123 Fig. 3.15: Gemiddelde kroonbedekking van die regstellingsproef - Proef 3. MSAULI - 1989 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Fig. 3.16: Gemiddelde basale bedekking van die regstellingsproef - Proef 3. MSAULI - 1989 tot 1990.. . . . . . . . . . . . . . . . 127 Fig. 3.17: Gemiddelde bogrondse dro~massa van die regstellingsproef - Proef 3. MSAULI - 1989 tot 1990................. 128 Fig. 3 .18: Gemiddelde kroonbedekking, basale bedekking en bogrondse dro~massa van die regstellingsproef - Proef 3. MSAULI - 1989 tot 1990 ................ 129 Fig. 3.19: Gemiddelde kroonbedekking van die bemestingsproef. THABAZIMBI - 1986 tot 1988 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Fig. 3.20: Gemiddelde basale bedekking van die bemestingsproef. THABAZIMBI - 1986 tot 1988 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 Fig. 3.21: Gemiddelde bogrondse dro~massa van die bemestingsproef. THABAZIMBI - 1986 tot 1988 . ...... . .... 136 xiii Figure (vervolg) Fig. 3.22: Gemiddelde basale bedekking van die deklaagproef op 'n platvlak. SISHEN - 1986 tot 1988 ................ 154 Fig. 3.23: Gemiddelde bogrondse dro~massa van die deklaagproef op 'n platvlak. SISHEN - 1986 tot 1988 . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Fig. 3.24: Gemiddelde kroonbedekking van die deklaagproef op 'n platvlak. SI SHEN - 198 6 tot 1988 . . . . . . . . . . . . . . . . 156 Fig. 3.25: Gemiddelde bogrondse dro~massa van die deklaagproef op 18° en 35° hellings. SISHEN - 1988 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 Fig. 3.26: Gemiddelde basale bedekking van die deklaagproef op 18° en 35° hellings. SISHEN · - 1988 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 Fig. 3.27: Gemiddelde kroonbedekking van die deklaagproef op 18° en 35° hellings. SISHEN - 1988 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 Fig. 3.28: Gemiddelde kroonbedekking van die deklaagproef. PPC LIME ACRES - 1986 tot 1988 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . 185 Fig. 3.29: Gemiddelde bogrondse dro~massa van die deklaagproef. PPC LIME ACRES - 1986 tot 1988 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Fig. 3.30: Gemiddelde basale bedekking van die deklaagproef. PPC LIME ACRES - 1986 tot 1988 ......................... 187 xiv Figure (vervolg) Fig. 3.31: Gerniddelde kroonbedekking van die irnplernenteringspersele. PPC LIME ACRES 1987 tot 1992 . . . . • . . . . . . . . . . . . . . . . . • . 193 Fig. 3.32: Gerniddelde basale bedekking van die irnplernenteringspersele. PPC LIME ACRES 1987 tot 1992 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . 193 Fig. 5.1: Asbesbesoedelingsbronne in Noord- Transvaal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 xv PLATE Plaat 3.1: Rotsafval gestort by Koegas krosi- dolietmyn teen die natuurlike rushoek van 35 - 38° .................... 43 Plaat 3.2: Aanleguitskot van Msauli chrisotielmyn, gestort teen die natuurlike rushoek van 45° . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Plaat 3.3: Donga-erosie teen die kante van 'n goudmyns 1 ikdam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 7 Plaat 3.4: Donga-erosie teen die kante van 'n uitskothoop van 'n diamantmyn ........... 47 Plaat 3.5: Donga-erosie teen die kante van 'n andulosiet uitskothoop .................. 48 Plaat 3.6: Die begin van donga-erosie socs aangetref by 'n uitskothoop van 'n krosidolietmyn .....................•. 48 Plaat 3.7: 15° Hellingproef by Mamatwan mangaan- myn na die tweede seisoen ............... 64 Plaat 3.8: 15 en 25° Hellingproef by Asbes krosi- dolietmyn voor re~nvalsimulasie gedoen is (3.1.2.3) ..................... 64 Plaat 3.9: Die agteruitgang van die plantbedekking teen 'n snyhelling as gevolg van die erodering van die bogrondlaag ........... 86 Plaat 3.10: Erodering van 'n snyhelling ............. 86 xvi Plate (vervolg) Plaat 3.11: Die bogronddeklaag teen 'n 35° helling by SISHEN ysterertsmyn wat na slegs een seisoen grotendeels afgespoel het •.. 87 Plaat 3.12: Erosieslote gevorm as gevolg van erosie teen 'n goudmynslikdam wat uit fyn materiaal bestaan ....................... 87 Plaat 3.13: Aanleguitskothope van die Msauli chrisotielmyn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Plaat 3.14: Persele 1, 2 en 3 van die regstel- lingsproef by Msauli chrisotielmyn ..... 121 Plaat 3.15: Erodering van bogrond teen 'n te steil snyhelling waar geen waterbe- heer toegepas is nie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 4 Plaat 3.16: Erodering van 'n te steil snyhelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Plaat 3.17: Platvlakproef by Sishen ystererts- myn waar verskillende materiale as deklaag gebruik is ..................... 157 Plaat 3.18: 18° Hellingproef by Sishen yster- ertsmyn waar verskillende materiale as deklaag gebruik is .................. 157 Plaat 3.19: Plantbedekking van blok lB na twee groeiseisoene - PPC Lime Acres ......... 201 xvii Plate (vervolg) Plaat 3.20: Plantbedekking van die proefperseel van die Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie na twee sei- so~ne, PPC Lime Acres . . . . . . . . . . . . . . . . • . 2 o1 Plaat 4.1: Verskillende groeivorms van Eraqros- tis curvula (Schrad.) Nees1 > "ekotipes" . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 Plaat 4.2: Produksieland waar saad van Melinis repens vir rehabilitasiedoeleindes versamel word ......................... 243 Plaat 5.1: Erosie (natuurlike afplatting) wat besig is om plaas te vind teen 'n kimberliet-uitskothoop ................. 251 Plaat 5.2: Vestiging van plante teen 'n afge- platte helling van 'n kimberliet- ui tskothoop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 51 Plaat 5.3: 'n Amosiet-uitskothoop voordat rehabilitasie gedoen is 273 Plaat 5.4: 'n Amosiet-uitskothoop nadat die grondwerke (topografering en waterbeheer) gedoen is ................. 273 Plaat 5.5: 'n Amosiet-uitskothoop drie jaar na rehabilitasie. (gesaai met 'n grassaadmengsel) .................... 274 1) 'n Volledige spesielys met outeursname word in Bylaag A verskaf. xviii Plate (vervolg) Plaat 5.6: 'n Amosiet-uitskothoop vier jaar na rehabilitasie (geen grassaad; beplant met houtagtige spesies) ................ 274 xi.x HOOFSTUK 1 INLEIDENDE PERSPEKTIEF EN PROBLEEMSTELLING Tegnologiese ontwikkeling, bevol_kingsontploff ing, langdurige droogtes (en . vele and er f aktore) wa t gelei het tot oorek~ploitering van die natuurlike hulpbronne van Suidelike Afrika in besonder, maar ook di~ van die ganse wereld in geheel, het die mensdom die afgelope aantal jare toenemend bewus gemaak van die kwesbaarheid van die omgewing waarin hul leef. Die prys wat deur die mensdom betaal word vir die wanbalans wat ontstaan het, kan nie in terme van geld, tyd, menselewens of watter maatstaf ook al bereken of gemeet word nie. Huidige werelkrisisse soos die verswakkende wereldekonomie, hon- gersnood, oorlo~, anargie, politieke onrus ensovoorts is slegs simptome van ekologiese wanbalanse wat deur die mens veroorsaak is. Volgens die Departement van Omgewingsake ( 1992) is die bevolkingstoename van die RSA tans 2,6% per jaar. Volgens die 1985-sensus was die totale bevolking van die RSA 23 438 590. Hierdie syfer sluit Transkei, Ciskei, Bophuthatswana en Venda uit. Die projeksie vir die jaar 2000 is 47 miljoen (dus 'n verdubbeling in 15 jaar), terwyl die RSA teen 2010 reeds 'n bevolking van 59 miljoen sal oorskry. Di t is te betwyfel of verdere eksploi tering van reeds kwynende bestaande hulpbronne en die ontwikkeling van nuwe tegnologie in staat sal wees om aan die groeiende behoefte te voorsien. 1 Verantwoordelikheid het die mens gelukkig die afgelope dekades gedwing om te soek na oplossings. Daardeur is kennis versamel wat ons in staat stel om ten minste ten delete verstaan. Simptome van ooreksploitering van natuurlike hulpbronne wat meer fisies van aard is, sluit in oorbeweiding van natuurlike veld, skade aangerig as gevolg van mynbou- en industri~le ak- tiwiteite asook versteuring as gevolg van die bou van paaie, brue, treinspore en vele meer. Bradshaw (1987) toon aan dat in 1974 daar reeds 1 784,000 ha in die VSA versteur was as gevolg van oopgroefmynbou. In die Verenigde Koningkryk is meer as 43 ooo ha op daardie stadium beskou as versteurde en verlate grond. Daar word egter in sommige kringe beweer dat vyfvoudig hierdie syfer nader aan die waarheid sal wees. Ten spyte daarvan dat daar 16 952 ha tussen 1974 en 1982 gerehabiliteer is, het die on- gerehabiliteerde gebied gegroei vanaf 43 273 ha tot 45 683 ha. Bradshaw (1987) is van mening dat die onbeheerde toename in w~reldbevolking, asook die tempo van tegnologiese ontwik- keling meebring dat die afbreekprosesse baie vinniger plaas- vind as wat restourasie of natuurlike herstel ooit kan. Alle tipes ekostelsels word op hierdie wyse verwoes. Volgens statistiek verskaf deur die Departement Omgewingsake (1992) van die RSA, is die wegvoer van sediment deur riviere in die RSA ongeveer 150 miljoen ton per jaar. Grondverlies as gevolg van erosie word beraam tussen 300 en 400 miljoen ton per jaar. Tensy anders aangetoon, is die tonnemaat vaste afval wat gedurende 1991 in die RSA geproduseer is soos volg: Mynafval 330 miljoen Steenkoolas 29 miljoen Huishoudelike afval 15 miljoen 2 Landbou-afval 20 miljoen Rioolslik 12 miljoen Niemetallurgiese industri~le afval 6,8 miljoen Metallurgiese industri~le afval 5,5 miljoen Volgens die Departement van La~dbou (1990), word ongeveer 2,7 miljoen hektaar van die Oos-Transvaalse Ho~veld onderle deur steenkool van een of ander aard. Ongeveer 1 006,000 ha word deur potensieel mynbare afsettings onderle, waarvan 74 233 ha deur die oopgroefmetode verhaal sal word. 'n Verdere 335 299 ha sal deur ondergrondse ho~verhaalmynbou ontgin word. Dit beteken dus dat 'n teoretiese gebied van 409 532 ha op een of ander wyse deur ho~verhaalontginning geraak sal word. Hierdie syfers sluit nie 'n infrastruktuur soos paaie, spoorlyne, gebiede vir behuising ensovoorts in nie. Volgens Louw (1992), is uitgesonderd kleims, delwerye en ver- late myne, meer as 1100 myne geregistreer by die Departement Mineraal- en Energiesake. Die werklike grootte van die op- pervlaktes versteur as gevolg van mynbouaktiwiteite is nie bekend nie. 'n Onlangse beraming vir die mi'nister van Mineraal- en Energiesake dui daarop dat slegs uitskothope 'n oppervlakte van ten minste 25 ooo ha bedek. Die Departement Omgewingsake (1992) toon ook aan dat die totale afstand in die RSA versteur as gevolg van pad- bouaktiwiteite reeds 231 750 km beloop, waarvan 92 180 km teerpaaie en die res (139 570 km) grondpaaie is. Spoorlyne beslaan reeds 'n afstand van 36 735 km. Bereken teen 'n gemiddelde breedte van 20 m (konserwatief bereken), beslaan spoorlyne en paaie dus reeds 'n oppervlakte van ongeveer 536 970 ha. In 'n verslag van die Presidentsraad (President's Council, 1991) word aangetoon dat meer as die helfte van Suid-Afrika, asook die hele Botswana en Namibia geklassifiseer kan word as "potensi~le woestyn". Daar word verder aangetoon dat meer as 3 2 500 ooo ha van die RSA reeds verwoestyn het, terwyl on- geveer 55% van die totale oppervlakte gevaar loop om te ver- woestyn. Die belangrikste oorsake wat deur die Presidentsraad as verantwoordelik vir hierdie toestand aangetoon word, is ender andere oorbevolking, klimatologiese faktore, onbeheerde ontbossing, oorbeweiding, ongereguleerde veldbrand, verkeerde waterbenutting en 'n gebrek aan bewarings- en landgebruiks- bestuurstategie~. Net soos wat die probleem multidissipliner is, so sal ook die oplossing daarvan multidissipliner van aard moet wees. Som- mige van die probleme het hul oorsprong moontlik eeue gelede reeds gehad, maar het namate bevolkingsgetalle toegeneem het, met rasse skrede toegeneem. Streng wetgewing is een van die maatre~ls wat toegepas kan word om die tempo van agterui tgang te vertraag. Sekere aspekte van bestaande beskadiging kan moontlik ook binne 'n relatief kort tyd daardeur reggestel word. Net soos dit in die natuur egter honderde jare mag duur om een enkele mil- limeter bogrond te vorm, net so mag die pad na herstel moontlik honderde jare duur. Een van die dissiplines wat in werking gestel is om hierdie toenemende probleem die hoof te bied, is die hervestiging van plante op gebiede wat deur die toedoen van die mens versteur is. Uit die geskiedenis (vgl. 1.1 en 1.2), blyk egter dat die pad van versameling van kennis (navorsing) as teenvoeter vir onkunde 'n langdradige en moeisame pad kan wees. In Eerstewereldlande met 'n hoogs ontwikkelde tegnologie, is dit uit voorafgaande voorbeelde duidelik dat nog maar min vorder- ing gemaak is. In Derdewereldlande lyk die toekoms nog sleg- ter aangesien die vermindering van veegetalle en die stopsit 4 van ontbossing beteken dat noodsaaklike lewensmiddele uit die mond geneem word. Bestaande werkloosheid, verstedeliking en hongersnood sal drasties daardeur vererger word. Soos uit die voorafgaande blyk en ook verder aangetoon sal word, is uitgebreide navorsing in hierdie verband veral in die buiteland onderneem. In Suidelike Afrika is daar egter nog 'n groot mate van onkunde oor selfs die basiese ekologiese aspekte watter sprake is. 1.1 Versteuring - •n internasionale probleem Uit die bronne wat aangehaal is, asook vele ander wat nie vermeld word nie, is dit duidelik dat die hervestiging van versteurde oppervlaktes en meer spesifiek, versteuring as gevolg van mynbou, eers gedurende die sestigerjare en daarna ernstige aandag begin kry het. Bradshaw en Chadwick, (1980) noem dat wetgewing reeds in 1944, aan plaaslike owerhede in Brittanje magtiging gegee het om verlate en versteurde grond te bekom en dit beskikbaar te stel vir ander gebruike. Die eerste aksies wat in hierdie verband geneem is, was om die gebiede sodanig te herstel dat dit gebruik kon word vir dorps- en industri~le ontwikkeling. In 194 7 word wetgewing gepromulgeer waardeur distriksrade aksies kon loods om versteurde gebiede te herstel om die voorkoms daarvan te verbeter. Baie min aandag is egter gegee aan herstel tot bruikbare landbougrond. Eers in 1973 is deur wetgewing bepaal dat owerhede kon eis dat afvalmateriaal op so 'n wyse gestort moet word dat dit nA storting moontlik sal wees om hertopografering ("landscaping") en rehabilite- ring ("restoration") te kan doen. Hunt (1983) toon aan dat die eerste pogings tot die herves- tiging van ystererts-uitskothope in Minnesota (VSA) alreeds in 1930 gedoen is, terwyl die eerste navorsing in die verband 5 in 1948 deur die Universiteit van Minnesota onderneem is. Daar is egter reeds in 1930 navorsing gedoen by die Hanna Mining Company in Minnesota. Op hierdie stadium reeds, is vasgestel dat chemiese grondstabiliseerders effektief is, maar 'n kort leeftyd het. Een van die eerste voorbeelde van wetgewing in die VSA waar- deur die kontrole van erosie en sediment afdwingbaar gemaak is, was in 1970 in die staat Maryland. Teen 1975 het 13 state reeds hierdie voorbeeld gevolg (Sprague, 1991). Van die heel eerste hervestigingswerk op uitskothope van 'n goudmyn in Kanada, is gedoen by McIntyre Porcupine in 1932. Gedurende die veertigerjare is hervestiging ook gedoen op uraan-uitskothope van Inco Limited in Sudbury. As gevolg van die lae pH kon geen plantbedekking egter gevestig word nie en is ander metodes soos chemiese stabilisering ui tgetoets. Hierdie metodes het egter geblyk oneffektief en duur te wees. In die vyftigerjare is daar vir die eerste keer begin met navorsing om plante op hierdie materiale te vestig (Peters, 1989) . Na 'n besoek aan die vroe~re USSR (gedurende 1977), berig Hodder (1978) dat die hervestiging van mynhope in hierdie land ho~ prioriteit geniet. Institute in die direkte omgewing van die versteurde gebiede, met 'n personeelkorps van tot 1100, is vol tyds besig met navorsing. Die eerste herves- tigingswerk ("recultivation") het begin in 1960 in die "Moscow Basin". As gevolg van die topografie van die land, waarvan slegs 10-13% plat is, was hulle genoodsaak om rehabilitasie so effektief moontlik te doen, sodat die her- winde gebiede so produktief moontlik aangewend kon word na rehabilitasie. Omgewingswetgewing bepaal dat die produk- sievermo~ van gerehabiliteerde gebiede niks swakker mag wees as wat die geval voor die aanvang van die mynbedrywighede was nie. Om hierdie rede is 60% van die koste verbonde aan mynbou in die USSR, bestem vir ekologiese rehabilitasie. 6 Samuel en Majer (1988) toon aan dat die tipe herwinning ("reclamation") wat gedoen word, tot 'n groot mate bepaal word deur regulasies en wette van die betrokke land of staat. In Brittanje het plaaslike besture die verantwoordelikheid om toestemming tot mynbou te gee, maar ook die mag om toepaslike rehabilitasie (herwinning) af te dwing. Die Town and Country Planning Act van 1971 maak hiervoor voorsiening. Die feit dat een sentrale gesag nie die beheer uitoefen nie, het meege- bring dat daar groot verskille bestaan het tussen die vereistes en eindprodukte tussen gebiede onder verskillende plaaslike besture. Die Town and Country Planning (Minerals) Act van 1981 het egter die vereistes vir herwinning nader omskryf sodat meer eenvormigheid bereik is. Die Britse regering stel subsidies beskikbaar waarvoor sekere herwinningswerk kwalifiseer. Dit is egter duidelik gestel dat herwinningsplanne wat grond weer beskikbaar sal stel vir industri~le gebruik en aktiwiteite in die privaatsektor waar- deur geld gegenereer kan word, voorkeur sal geniet bo byvoor- beeld natuurbewaring. Daar word egter geen beperkings geplaas op die keuse van 'n einddoel wat met die herwinningswerk bereik moet word nie. Die ho~ bevolkingsdigtheid maak die keuse baie wyd en sluit onder andere die volgende in: die daarstelling en uitbou van natuurreservate, akkerbou- en industri~le gebiede asook die ontwikkel ing van ontspanningsgeriewe vir byvoorbeeld karavaanparke, hengel, swem en ski. In Australi~ het elke staat ( "provinsie") sy eie minerale wette (Samuel & Majer, 1988). Alle minerale is die eiendom van die betrokke staat. 7 Voordat enige mynbou-aktiwiteite in Australi~ kan begin, word daar 'n onderneming van die operateur in terme van herwin- ning vereis. Die sensitiwiteit van die omgewing waar die myn gele~ is, kan hier 'n bepalende rol speel. In Wes-Australi~ word van die stelsel van "Agreement Acts" gebruik gemaak. Hiervolgens word 'n ooreenkoms tussen die ontwikkelaar en die regering van die staat (provinsie) opge- stel. Na goedkeuring kan die ontwikkelaar voortgaan met ontginning, solank die kontraktuele vereistes nagekom word. Aanvanklik was die vereistes baie eenvoudig en het dit by- voorbeeld slegs bepaal dat die myngebied na sluiting netjies gelaat moet word. In. 1972 is daar verwag dat die gebied herstel, borne aangeplant en erosie bekamp moet word. Huidige ooreenkomste bepaal egter dat kontinue navorsing en monite- ring moet geskied, sodat die effektiwiteit van die rehabilitasie daardeur bepaal kan word. 'n Omgewingsoorsig en bestuursplan moet deur die ontwikkelaar opgestel word. Hierdie dokument maak voorsiening vir byvoorbeeld die daarstelling van 'n diverse plantegroei en die aanvaarding van praktyke waardeur die terugkeer van dierelewe (vertebrate en invertebrate) na die gebied moontlik gemaak kan word. Die ontwikkelaar moet ook jaarliks verslae in verband met om- gewingsondersoeke en navorsing aan die staat voorle. Sedert 1970 het die Federale regering en daarna ook staatsregerings versoek dat in alle gevalle waar dit blyk dat die ontwikkeling 'n beduidende impak op die omgewing kan he, volledige impakstudies deur die ontwikkelaar onderneem sal word. In Wes-Australi~ word die resultaat van die impakstudie uiteindelik deel van die ooreenkoms tussen die ontwikkelaar en die staat. In baie van die state van die VSA is voor 1960 weinig gedoen aan enige van die gebiede wat deur mynbou, groefwerke of soortgelyke aktiwi tei te versteur is. Gedurende die middel 8 sestigerjare bet die skadelike uitwerking van hierdie ak- tiwiteite, maar veral die van die steenkoolbedryf, kommer laat ontstaan oor die omvang van en die uiteindelike effek wat die steeds groeiende bedryf op die omgewing gaan he. Hierdie kommer bet tot gevolg gehad dat sommige state regulasies aanvaar bet wat spesifieke standaarde ten opsigte van omgewingskontrole en herwinningspraktyke daargestel bet. In sommige state is streng wetgewing daargestel en in andere bet absoluut niks gebeur nie. Aangesien hierdie toedrag van sake nie vir die Federale regering aanvaarbaar was nie, bet die Kongres in 1968 aandag aan herwinning begin gee. Die gevolg van hierdie samespre- kings was die daarstelling van die Surface Mining Control and Reclamation Act van 1977 waardeur 'n standaard op nasionale vlak bepaal is. Die wet bet wye implikasies gehad, en bepaal onder andere dat daar deur herwinning ("reclamation"), op alle geaffekteerde gebiede 'n diverse, effektiewe en permanente plantbedekking gevestig sal word. Hierdie plantbedekking moet ooreenstem met die natuurlike plantegroei van die omgewing waarin die gebied gele! is of uit spesies wat aan die eise van die ooreengekome eindgebruik voldoen. Haynes stel in The surface mining control and reclamation act of 1977 and potential impacts on fish and wildlife (1978) (aangehaal in Samuel & Majer, 1988) die volgende moontlike eindgebruike wat oorweeg kan word: swaar industri! - vervaardigingsfasiliteite, kragstasies en lughawens. Ligte industrie! en kommersi~le dienste - kantoorgeboue, winkels, parkering, woonstelle, hotelle en motelle. 9 Openbare dienste - skole, hospitale, kerke, waterwerke, vullishope, parke, ontspanningsterreine, pypleidings, hoofwe~ en kraglyne. Residensi~le gebiede - behuising en die nodige on- dersteuningsfasiliteite. Akkerbou - gebiede wat primer gebruik sal word vir hierdie doel. Dit sluit ook gebiede in waar fasiliteite opgerig word ter ondersteuning van akkerbou. Weiding - Dit sluit in grasveld en savanna. Aangeplante weiding - gebiede wat uitsluitlik gebruik word vir diereproduksie of voerproduksie. Bosbou - dit sluit gebiede in wat voor mynbou as natuur- like bos beskou is. Die herwinde gebied meet ten minste 25% kroonbedekking van die boomstratum vertoon, of ten minste 10% beplant wees met borne van enige grootte. Water-opgaarplekke - Dit sluit alle gebiede in wat gebruik kan word vir die opgaar van water, socs opgaar- damme, brandbestrydingsdamme en ontspanningsoorde. Habitat vir vis en wild of ontspanningsareas - Dit sluit gebiede in wat primer vir hierdie doel aangewend sal word. Gekombineerde gebruik - enige goedgekeurde kombinasie van die voorafgaande. Daar meet egter 'n primere gebruik wees, terwyl al die ander dan as sekonder beskou word. Hierdie streng wetgewing deur die Federale regering het daartoe gelei dat 'n redelik eenvormige herwinningsbeleid dwarsdeur die VSA toegepas kan word. 10 Aangesien hierdie streng wetgewing verreikende finansi~le im- plikasies het, is operateurs en ontginners gedwing om die natuur so ver moontlik te beskerm en dus die minimum versteuring en besoedeling te laat plaasvind. Aan die an- derkant is die implikasie dat die metodes wat toegepas word tydens die mynbouproses sodanig meet wees dat die minimum kostes aan uiteindelike herwinning (rehabilitasie) spandeer hoef te word. 1.2 Versteuring - •n probleem in suidelike Afrika Die eerste pionierswerk in verband met rehabilitasie in die RSA is so ver vasgestel kon word, gedoen deur professor J. Phillips van die Universiteit van die Witwatersrand. Hierdie werk het volgens Marsden (1985) reeds in 1932 'n aan- vang geneem. Na aanleiding van sy navorsing skryf Phillips (1937), dat daar sender 'n gronddeklaag, geen plante op die slik- en sandhope van die goudmyne gevestig kan word nie. Hy noem ook dat straatafval en bourommel met sukses gebruik kan word om hierdie hope te stabiliseer. Dit is duidelik dat dit in hierdie vroe~re pogings slegs gegaan het om stofbekamping, en nie om omgewingsbewaring nie. Phillips meld verder dat die resultate van logingsproewe afgewag word om te sien of dit moontlik 'n oplossing vir die vestiging van plante kan bied. Grange (1973) meld dat die probleem teen 1953 nog nie opgelos was nie - dit ten spyte van meer as twintig jaar se pogings om die stof op allerlei wyses te bekamp. Hierdie pogings sluit onder andere in die gebruik van rotsafval, bespuiting met soutwater en slik, mengsels van gepresipiteerde modder verkry deur die neutralisering van suur mynwater met Cao, mengsels van olie en water en mengsels van molassa en water. Volgens Cook (1992) is die meeste van die navorsing gedoen deur W.H. Cook, A.L. James en M. Mrost. 11 Na deeglike ondersoeke kom .Jn komitee van die Kamer van Myn- wese saam met die WNNR in 1956 tot die gevolgtrekking dat die beste metode om stof te bekamp die vestiging van 'n plantbedekking sal wees (Marsden, 1985). Die totstandkoming van die hervestigingseenheid van die Kamer van Mynwese het 'n meer permanente grondslag gegee aan navorsing, maar ook die uiteindelike implementering van resultate op uitskothope en slikdamme van Suid-Afrikaanse goudmyne. Ander navorsingsprojekte en of ondersoeke in verband met die hervestiging van plantegroei wat verband hou met bogenoemde is gedoen deur Phillips (1980a) by die kalkmyn van PPC by Lime Acres in Noord-Kaap, asook die navorsingsproj ek van Walker en Grant ( 1984) by die Msauli chrisotielmyn in Ka Ngwane. Die implementering van strenger wetgewing na ± 1980 het daartoe gelei dat die Navorsingsinsti tuut vir Herves- tigingsekologie van die PU vir CHO, wat op daardie stadium reeds etlike jare betrokke was by die hervestiging van plante op ander versteurde gebiede (bv. padreserwes), genader is om advies in hierdie verband. Hierdie kontak het gedurende 1984 - 1989 gelei tot die grootskaalse betrokkenheid (navorsing, konsultasie en implementering van resultate) by 'n aantal myne in Suidelike Afrika. Wetgewing in verband met die rehabilitasie van ekologiese versteuring veroorsaak deur mynbouaktiwiteite, is vir die eerste keer in 1980 vervat in hoofstuk 5 van die Wet op Myne en Bedrywe (Badenhorst, 1985). Hierdie wetgewing was ook net van toepassing op oopgroefmynbou, en in gevalle waar meer as 12 000 ton delfstof insluitend bolaag verwyder word. 12 Wetgewing in verband met omgewingsbewaring bestaan egter lank reeds en kan ook op ander mynbouaktiwiteite van toepassing gemaak word (Badenhorst, 1985 en Burger & du Plessis, 1992). Voorbeelde hiervan is: Die Wet op Myne en Bedrywe (Wet 27 van 1956) Die Waterwet (Wet 54 van 1956) Die Wet op die Voorkoming van Lugbesoedeling (Wet 45 van 1965) Die Wet op Mynregte (Wet 20 van 1967) Die Wet op Fisiese Beplanning (Wet 88 van 1967) Die Wet 012 Bewaring van Landbouhul12bronne (Wet 43 van 1983) Die Wet op Omgewingsbewaring (Wet 73 van 1989) Volgens Badenhorst (1985), impliseer die term ''rehabilita- sieplan" in die regulasies van hoofstuk 5 van die Wet 012 Myne en Bedrywe (Wet 27 van 1956) soos gepromulgeer in Maart 1980 onder andere die volgende: 'n Omgewingsopname is noodsaaklik om te verseker dat ef- fektiewe toekomstige grondgebruik verseker word. Grond sal herstel word tot 'n vorm en produktiwiteit in ooreenstemming met 'n grondgebruiksplan wat opgestel en goedgekeur is voor mynwerksaamhede begin. Aandag moet gegee word aan estetiese oorwegings. Opsigtelike verskille met die natuurlike omgewing nie sal voorkom nie. Die minste moontlike omgewingsversteuring sal plaasvind. Waar moontlik, die grond herstel sal word tot 'n vermo~ gelykstaande aan wat di t was voor versteuring plaas- gevind het. 13 Die verandering aan die bestaande landskap aanvaarbaar moet bly vir die oog. Rehabilitasie so uitgevoer moet word dat dit uiteindelik ook vir ander doeleindes aangewend kan word. Versteuring so tydelik moontlik moet wees. Omgewingsbeskerming ge!ntegreer moet wees met die myn- bouproses en is nie iets waaraan slegs aan die einde van die myn se leeftyd aandag gegee word nie. Volgens Richter (1992) (Direkteur: Veiligheid en gesondheid - Mynbou) het toenemende omgewingsdruk asook leemtes in be- staande wetgewing aan die einde van 1991 gelei tot die her- roeping van die Wet op Myne en Bedrywe (Wet 27 van 1956). Sommige van die toepaslike regulasies op die rehabilitasie van versteurde mynbougebiede is egter vervat in die nuwe Mineraalwet (Wet 50 van 1991) wat reeds in Januarie 1992 gepromulgeer is. Regulasies van die Wet op Myne en Bedrywe (Wet 27 van 1956) soos van toepassing op rehabilitasie bly vir die huidige egter steeds van krag. Een van die grootste leemtes in die wetgewing voor 1992 was dat 'n hele aantal wette van toepassing gemaak kon word - 'n benaderingswyse wat verantwoordelik was vir verkeerde inter- pretasies en verwarring. In die werk wat tans onderneem word in die daarstelling van regulasies wat opgeneem sal word in die Mineraalwet (Wet 50 van 1992), word gepoog om alle ter- saaklike regulasies uit ander wette in hierdie een wet te in- korporeer. Die wet sal ook nie net van toepassing wees op oopgroefmynbou nie, maar sal alle mynaktiwiteite insluit. 14 1.3 Spesifieke probleemstelling In die voorafgaande gedeel tes is gepoog om die mate van versteuring in suidelike Afrika asook enkele gepaardgaande probleme aan te toon. Alhoewel ander newe-ef f ekte soos geraas-, lug-, water- en ander besoedelingsprobleme nie aan- geraak is nie, word sommige daarvan ook baie nou met versteuring geassosieer. Die kwantifisering van die uitwerking van die plantegroei- hervestiging ( "revegetation") op die vermindering of uitskakeling van hierdie newe-effekte word deur min outeurs aangeraak. Marsden (1985) noem dat lugbesoedeling aan die Witwatersrand aan die begin van die sestigerjare so erg was dat die dagsig op winderige dae tot ongeveer 10 m beperk was. Nadat plantegroei op die mynhope gevestig is, het die stofprobleem sodanig verminder dat dit bykans nie meer ter sprake was nie. Rudd (1973) toon aan dat daar 'n drastiese afname in water- besoedeling was na die hervestiging van mynhope. By die Gedulddam naby Springs het die sulfaatkonsentrasie voor 1970 vanaf 2000 tot 3000 dpm. gevarieer. In 1973 het hierdie kon- sentrasie gedaal tot minder as 200 dpm. In dieselfde dam was die konsentrasie vaste afvalstowwe voor die hervestiging van mynhope 1000 tot 5000 dpm, terwyl dit na vestiging slegs 400 tot 700 dpm was. Uit die bronne wat geraadpleeg is, was dit duidelik dat die eerste hervestigingspogings (w~reldwyd) slegs gegaan het om die regstelling of onderdrukking van simptome. Om hierdie rede is daar ook nie geskroom om van kunsmatige metodes soos chemiese stabilisering gebruik te maak nie. 15 Daar is reeds aangetoon dat outeurs dit eens is dat die be- heer van besoedeling deur chemiese en/of meganiese metodes duur en slegs tydelik is. Wereldwyd word aanvaar dat die enigste metode waardeur permanente beheer ui tgeoefen kan word, die daarstelling van 'n permanente plantbedekking is. Soos aangetoon ender punt 1.2, is wetgewing ook in die RSA voortdurend besig om te verander om aan te pas by die eise van die tyd, asook om bestaande leemtes wat gedentifiseer word reg te stel. Uit tersaaklike literatuur is dit ooglopend dat aanvanklike hervestigingswerk gekenmerk was deur 'n grype na enigiets waardeur die probleem opgelos kon word. 'n Gebrek aan kennis en ondervinding het daartoe gelei dat 'n suksesvolle poging of metode iewers in die wereld deur baie aangegryp is as die alfa en die omega. Soos in hoofstuk 4 aangetoon sal word, blyk dit dat Suidelike Afrika ook moontlik 'n slagoffer van hierdie tendens was. · Aan die positiewe kant is dit egter ook duidelik dat daar gou besef is dat hierdie benadering nie kan slaag nie, en is daar vroeg reeds begin met navorsing om probleme in Suidelike Afrika op 'n eiesoortige wyse op te los. Die uitgangspunte van navorsers kan weer in twee kategorie~ verdeel word: 1 Onder die eerste groep resorteer die wat geen grondregstelling doen nie, maar plante seek wat die ekologiese situasies, socs dit aangetref word by die betrokke myn, kan verdra. Sommige navorsers doen basiese grondregstellings en gebruik enige plantmateriaal wat beskikbaar is om die probleem op te los. Daar word selfs so ver gegaan om deur teling, nuwe ekotipes te teel wat tolerant genoeg is om te vestig op plekke waar dit an- 16 dersins nie moontlik sou wees nie. Onder die druk van steeds veranderende wetgewing is hierdie benadering ook besig om te verdwyn. 2 Die holistiese benadering wen tans veld in die oplossing van omgewingsprobleme. Om hierdie rede het terminologie soos die hervestiging van plantegroei ("revegetation") uitgedien geraak. Die doelpale het sodanig verskuif dat navorsing daarop gerig is om te "rehabiliteer", "restoureer", "hertopografeer" ("landscaping") - mik- punte wat beteken dat dit nie net gaan om die daarstel- ling van 'n grasbedekking nie, maar dat die algehele rehabilitasie van die ekosisteem ge!mpliseer word. Hierdie aspek word weer beklemtoon in hoofstuk 5. Die Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie aan die Potchefstroomse Universiteit vir Christelike Ho~r Onderwys is sedert 1984 deur verskeie myne, myngroepe en ander instansies genader in verband met die bekamping van lugbesoedeling, waterbe~oedeling, erosie en die gepaardgaande rehabilitasie van versteurde gebiede. Alhoewel die Ins ti tuut reeds sedert 1971 betrokke was by navorsing in verband met die hervestiging van versteurde gebiede in die padreserwes van nasionale paaie in die RSA, was die probleme waarmee nou kennis gemaak is in baie gevalle slegs teorie~ in 'n handboek. 'n Literatuurstudie wat gedurende 1986 deur C.H. Barker van die Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie gedoen is, het aangetoon dat meer as 30 000 bestaande publikasies (1985/86), handel oor verskeie onderwerpe wat in verband gebring kan word met die rehabil i tasie van versteurde lokaliteite. 17 Die betrokkenheid van die ,Instituut het daartoe gelei dat verskeie simposiums, kongresse ensovoorts deur die outeur en ander personeel binnelands sowel as oorsee bygewoon is om sodoende eerstehandse kennis oor die onderwerp te bekom. Uit die inligting wat bekom is, was dit duidelik dat: 'n Baie groot persentasie van die bronne handel oor die probleem van versteuring en besoedeling en die impak daarvan op die samelewing. Tog bied die bronne nie oplossings vir die probleem nie. 'n Tweede kategorie bespreek die suksesse wat bereik is met "rehabilitation, revegetation en restoration" maar gee geen besonderhede oor die wyse waarop sukses bereik is nie. 'n Derde kategorie neem die probleem voldoende in behan- deling. Die meeste van die werk is gedoen in die VSA en Europa - landstreke met 'n baie ho~r re~nval en 'n meer gematigde klimaat as wat in Suidelike Afrika aangetref word. 'n Baie groot persentasie van die werk is gedoen in ekosisteme wat nie direk op hierdie studie van toepas- sing is nie, soos byvoorbeeld mariene-, moeras-, sout- moeras- en duin-ekosisteme. In Suidelike Afrika en meer in besonder die RSA, is navorsing beperk tot werk wat gedoen is as gevolg van die stofbesoedelingsprobleem aan die Witwatersrand en is genisieer deur die Kamer van Mynwese. Alhoewel daar deur individuele myne en myngroepe pogings aangewend is (sommige redelik suksesvol) om plantegroei op mynhope te vestig, was dit in die meeste gevalle luk- 18 raak pogings gebaseer op bui telandse resepte. Geen publikasies kon in verband met hierdie werk opgespoor word nie. In enkele. gevalle is daar ongepubliseerde verslae wat goedgunstiglik bekom kon word. Uit die geraadpleegde bronne is dit duidelik dat daar oor die hele wereld 'n groeiende bewustheid en bekommernis oor die agteruitgang van natuurlike hulpbronne is. Hierdie betrok- kenheid blyk duidelik uit simposiums, kongresse en ondersoeke wat geloods word om kennis uit te ruil en die omvang van die probleem te bepaal. Enkele voorbeelde wat uitvloeisels van hierdie bewuswording en gepaardgaande navorsing is, is die volgende: "Report on conservation and rehabilitation in the mineral- sands mining industry". 'n Verslag van 'n werkkomitee aan die Australiese minister van Mineraal- en Energiesake. Die kongresse van die "Canadian land reclamation association and the American society for surface mining and reclamation" van 1989, "Ecological society of Australia" van 1990, "International erosion control association" van 1991, "Southern Queensland branch of . the Australian Institute of Mining and Metalurgy and Queensland division of the Institute of Engineers, Australia" van 1987 en van die "Australian Mi- ning Industry Council" van 1988. In die RSA dui kongrestemas soos "Red ons grand" (Veldtrust, 1990), "Grondin harmonie met die omgewing" (Die grondkunde- vereniging van Suid-Afrika, 1992), asook simposiums soos die Hervestigingsimposium vir myngroepe (Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie, 1985) en die seminaar vir die Suid- Afrikaanse Vervoerdienste (Navorsingsinstituut vir Herves- tigingsekologie, 1988) die bewuswording in ons eie land aan. 19 Die erns van die bewuswording word ook verder beklemtoon deur ender andere die ondersoek na die langtermyngevolge van ho@verhaalsteenkoolontginning op die landbou in die Oostelike Ho@veld van Transvaal. Hierdie ondersoek is onderneem in opdrag van die ministers van Landbou en van Mineraal- en Energiesake (die sogenaamde Kraai van Niekerk-verslag van 199 0) . Die mees onlangse voorbeeld van Suid-Afrikaanse betrokkenheid is die verslag getiteld "Building the foundation for sus- tainable development in South Africa". Hierdie verslag is voorgele aan die "United Nations Conference on Environment and Development" (UNCED) van 1992 (die sogenaamde Rio- konferensie). Daar is verskeie kontrakteurs en instansies in die RSA wat alreeds vir etlike jare besig is met hervestigingswerk van byvoorbeeld padreserwes, gruisgroewe, spoorlynreserwes en selfs mynhope. Met die uitsondering van die werk wat gedoen is vir en ender leiding van die Kamer van Mynwese waarna in hierdie proefskrif verwys word, asook die navorsing en rehabilitasie deur die Navorsingsinstituut vir Herves- tigingsekologie, kon geen ander soortgelyke of ver- bandhoudende werk opgespoor word wat vir navorsingsdoeleindes aangewend word nie. Volgens Cook (1992), word daar wel navorsing gedoen by die Universiteit van Natal (spesieseleksie), asook by die Univer- siteit van die Witwatersrand (begrassing van mynhope). Dit is duidelik dat alhoewel die bewuswording van die omvang van en gepaardgaande kommer oor ons natuurlike hulpbronne gelei het tot 'n groeiende omgewingsdruk en strenger wetge- wing, daar in Suidelike Afrika steeds by hervestiging ("grassing/revegetation") vasgesteek word. In hierdie studie 20 is daar gepoog om deur middel van navorsing inligting te bekom wat kan dien as basis vir die rehabilitasie van mynhope in Suidelike Afrika. 21 HOOFSTUK 2 STUDIEGEBIED EN NAVORSINGSBENADERING 2.1 Ligging van die verskillende myne waar proewe uitgele is. Die gebiede waar die proewe gedoen is, is nie vooraf bepaal nie, en die tydperke waartydens en tydsduur van die verskil- lende proewe stem ook nie noodwendig ooreen nie. Versoeke deur myne en myngroepe het in die meeste gevalle daartoe gelei dat navorsingsooreenkomste met hulle gesluit is. Die opdrag insake die navorsing was in al die gevalle daarop afgestem om so spoedig moontlik metodes, saadresepte en bemestingsaanbevelings te verskaf waardeur voldoen. kan word aan die eise van die wet. In Figuur 2. 1 word die verskillende myne waar navorsing gedoen is aangetoon. Alhoewel nie al die myne wat aangetoon word se proewe bespreek word nie, het die resultate by som- mige myne aanleiding gegee tot proewe wat wel bespreek word en daarom word hierdie myne in die lokaliteitskaart opgeneem. Besonderhede van die myne waarvan die proewe wel bespreek word, of wat om een of ander rede vermeld word, word i n hoofstuk 3 verskaf en sluit die volgende in: Thabazimbi ysterertsmyn Yskor Grootegeluk steenkoolmyn Yskor (Ellisras) Sishen ysterertsmyn Yskor Palabora kopermyn (Phalaborwa)- PMC Ashes krosidolietmyn (Kuruman)- HANOVA (voorheen Gefco) Mamatwan mangaanmyn (Hotazel) - Samancor PPC - Lime Acres kalkmyn PPC 22 A - MYNE 'IIAAR NAVORSINC: GEDOEN IS PHAL.ABORWA A PE!NlilE! ATHA.BA.Z:IMS:C A TRANSVAAL COASTAL. COAL. A HOTAZl!L. AKIJAUMAN 9:C8Hf!NA A L.tMI! ACAl!tl A N w KAAP-PROVINSIE E!A.UF RT-W C Figuur 2.1: Ligging van myne 1n Suid-Afrika waar navorsing gedoen 1s. Kromellenbogen amosietmyn HANOVA (voorheen Gefco) (Lebowa) Msauli chrisotielmyn HANOVA (voorheen Gefco) (Ka Ngwane) Kimberley diamantmyn De Beers Consolidated Mines Ltd. 2.2 Ekologiese heterogeniteit Uit die navorsing wat by 'n hele aantal myne uitgevoer is (Hoofstuk 3 ) , sal blyk dat daar in die pogings tot die her- vestiging van plantegroei (grotendeels die benadering van die eerste groep navorsers), talle probleme opgeduik het. Hierdie probleme sentreer veral random die bodem waarin plantegroei hervestig moet word. Die suksesvolle metode wat by een myn toegepas is, kon egter nie noodwendig by 'n ander herhaal word nie. Bo en behalwe die verskille in mynboumetodes (bv. oopgroef of ondergronds), ertsliggaam wat gemyn word, ekstraksiemetodes (meganies of chemies), stortingsmetodes ensovoorts, is daar ook ekologiese verskille wat 'n bepalende rol speel in die uiteindelike sukses wat behaal kan word. Hierdie verskille, asook veranderde wetgewing, het daartoe gelei dat 'n meer holistiese benadering gevolg moes word. Die belangrikste ekologiese faktore wat 'n rol mag speel tydens die rehabili tasie van mynhope, word vervolgens kortliks bespreek. 2.2.1 Topografie Volgens De Villiers (1993) is die topografie van Suideli~e Afrika 'n weerspiet!ling van onderliggende geologiese for- masies en strukture wat deur die loop van geologiese tydperke deur erosieprosesse gevorm is · tot die diverse landskap soos dit tans gevind word. 24 Kruger ( 1983) verdeel die RSA in ses hoof-topograf iese eenhede wat weer verder onderverdeel kan word in 2 9 sub- eenhede. Die belangrikste kenmerk van die topografie van Suidelike Afrika is die ho~-plato van ongeveer 1000 m, waarvandaan daar 'n styging na alle rigtings plaasvind tot 'n gemiddeld van ongeveer 1200 m. Hierdie styging bereik sy hoogtepunt in die groot eskarp in Lesotho met 'n hoogte van meer as 3000 m (Fig. 2.2). Vanaf di~ eskarp is daar 'n skerp daling tot op seevlak (Departement Omgewingsake, 1992). 2.2.2 Geologie De Villiers (1993) is van mening dat die geologiese diver- siteit in Suidelike Afrika die resultaat is van die blootstelling en verwering van ou kontinentale kerns uit die arga!ese tydperk (+ 3,5 duisend-miljoen jaar), tot mariene- en rivierafsettings van die huidige era. Sedimentere, stollings-, en metamorfe gesteentes word orals en in groot verskeidenheid oor die land aangetref. As gevolg van strukturele invloede soos die Kaapse plooiberge, het hierdie gebied 'n totaal ander karakter as die Karoo met sy horisontaalliggende sedimentere gesteentes wat 'n tipiese tafelkoplandskap tot gevolg het. Die Pre- Karoo-gesteentes wat in Wes-Transvaal aan die oppervlak blootgestel is, vorm weer 'n komplekse landskap waarvan die Vredefortkoepel 'n tipiese voorbeeld is. Die verwering van die moedermateriale het in situ gevormde grond tot gevolg. Hierdie grond kan egter deur transportasie en afsetting bo-op totaal ander geologiese formasies aan- getref word. 25 VERXLR RI XG : 1 - Bo-Karoo 2 - Hoeveld 3 - Kaapse Plato 4 - Suidelike Kalahari 5 - Boesmanland 6 - Namakwalandse Hoogland 7 - Bosveldkompleks 8 - Bankenveld 9 - Pietersburgplato 10 - Waterbergplato 11 - Soutpansberg 4 12 - Lesotho Bergland N 0\ 13 - Lebombo Hoogland 14 - Laeveld 15 - Middelveld 16 - 0ostelike Mi dde lland 17 - Winterberg Hoogland 18 - Groot-Karo □ 19 - Doring-Karo □ 20 - Kaapse Plooiberge 21 - Klein-Karo □ 22 - Kusstrook Figuur 2.2: Fisiografiese streke van Suid-Afrika, Swaziland en Lesotho (The Reader's Dig~st Association South Africa , 1984). VERKLIIRIMG: M - IYINTER-REENVALSTREEK. A - WINTER- EN OIIERREENVALSTREEK K - KAROOSTREEK W - SUIDELIKE EN NOORDELIKE IOESTYN- TOT SEMI-IOESTYHSTREEK S - SUIDELIKE SEMI-WOESTYNSTREEK NT SN - NOORDELIKE SEMI-WOESTYNSTREEK L SE - SUIDOOSTELIKE KUSSTREEK E - WARM TOT VOGTIGE WARM SUBTROPIESE STREEK D - DRAKENSBERGSTREEK L - TRA.N SVAALSE LAEVELDSTREEK H - HOEVELDSTREEK NT - NOORD-TRANSVAALSTREEK N .....J w Figuur 2.3: Klimaatstreke van Suid-Afrika (Departement van Omgewingsake, 1992). Hierdie kompleksiteit is een van die faktore wat daartoe aan- leiding gee dat die spesiesames.tellings van verskillende en selfs aangrensende gebiede grootliks van mekaar kan verskil. 2.2.3 Klimaat Die Departement van omgewingsake (1992) verdeel die RSA in twaalf klimaatstreke (Fig. 2.3) en beskryf dit kortliks soos volg: 1. Winterre~nvalstreek (M): Rel!nval: Meestal orografies en wissel tussen 400 tot 3000 mm per jaar gedurende Mei tot September. Sneeu: Korn van tyd tot tyd op die bergpieke voor. Kan oor die hele gebied verwag word, be- halwe op seevlak. Sonskyn: 60% tot 70%. Wind: Hoofsaaklik SO in die somer met perio- dieke adiabatiese bergwindperiodes en NW in die winter gepaard met re~n. 2. Winter en somerre~nvalstreek (A): Re~nval: Hoofsaaklik siklonies en orografies en wissel tussen 400 tot 1000 mm per jaar. BY12.: Matige klimaat sonder ryp. Sonskyn: Ongeveer 50%. 28 3. Karoo (K) : Re~nval: Wissel vanaf 250 tot 750 mm per jaar, waarvan laasgenoemde neerslag hoofsaaklik in die bergagtige dele voorkom. Die re~n wat hoofsaaklik in die vorm van don- derstorms voorkom, is baie wisselvallig en kan enige tyd van die jaar voorkom. Temperatuur: Kan seisoenaal en selfs daagliks groot wisseling toon. Kom in die binneland voor. Sonskyn: 70 tot 80%. 4. suidelike en noordelike woestyn- tot semi-woestynstreke (W) : Re~nval: Van 50 tot 250 mm per jaar maar baie wis- selvallig en meestal in die vorm van don- derstorms. Kan naby die kus voorkom. Temperatuur: Groot daaglikse en seisoenale fluk- tuasies. Slegs in die binneland. Sneeu: In die binneland. Sonskyn: 70 tot 80%. 29 s. suidelike semi-woestynstreek (S): Rel!nval: 250 tot 500 mm per j aar. Meestal don- derstorms in die somer. Temperatuur: Groot daaglikse en seisoenale skomme- linge. Korn soms voor. Wind: Gewoonlik NW. Sonskyn: 70 tot 80%. 6. Noordelike semi-woestynstreek (SN): Rel!nval: Wissel vanaf 250 tot 500 mm per jaar en kom meestal voor in die vorm van don- derstorms in die somer. Temperatuur: Daaglikse en seisoenale fluktuasies is groot. Wind: Feitlik NW. Stofstorms: Kan voorkom, afhangende van langdurige droogtes. Sonskyn: 70 tot 80%. 7. suidoostelike kusstreek (SE): Rel!nval: Wissel tussen 500 en 1250 mm per jaar. Meestal somerbuie en donderstorms. Temperatuur: Is matig. 30 Korn voor op ho~rliggende gebiede. Wind: Sporadiese warm bergwinde. Sonskyn: 50 tot 70%. 8. Warm tot vogtige warm subtropiese streke (E): Re~nval: Gewoonlik in die vorm van somerbuie en wissel tussen 760 tot 1250 mm per jaar. Temperatuur: Kan as matig bestempel word in die winter, maar warm in die somer. Slegs af en toe. Wind: Gewoonlik SW of NO. Sonskyn: 45 tot 70%. 9. Drakensberg (D): Re~nval: Min of meer soos by 7 en 8. Temperatuur: Meer gematig as by 7 en 8, met groter daaglikse en seisoenale temperatuurskom- melinge. BY2: Korn algemeen voor. Sneeu: Kan gereeld verwag word. Wind: Gewoonlik S of N-NW. Sonskyn: 50 tot 80%. 31 10. Transvaalse laeveld (L)·: Re~nval: 500 tot 700 mm per jaar, waarvan 90% vanaf Oktober tot April verwag kan word. Op die eskarp kan tot 2000 mm aangeteken word. Re~n kom hoofsaaklik voor in die vorm van donderstorms en swaar buie in die somer met orografiese re~n en mis op die eskarp. Temperatuur: Gewoonlik matig in die winter, maar baie warm in die somer. Is 'n uitsondering. Wind: Hoofsaaklik s-so of N-NW. Sonskyn: 50 tot 75%. 11. Ho~veldstreek (H): Re~nval: Wissel tussen 500 en 900 mm en kom voor as somerbuie of donderstorms. Temperatuur: Groot skommel ing kom daagl iks sowel as seisoenaal voor. BYR: Korn van tyd tot tyd voor. Sneeu: Korn van tyd tot tyd voor. Wind: Gewoonlik lig. Sonskyn: 60 tot 80%. 32 12. Noord-Transvaalstreek (NT): Rel!nval: Wissel tussen 300 en 700 mm per jaar en kom voor as baie wisselvallige don- derstorms in die somer. Temperatuur: In die somer baie hoog, met matige winters. Rede like wye daaglikse en seisoenale temperatuurfluktuasies. Korn soms voor. Sonskyn: 60 tot 80%. Alhoewel daar gepoog is om die klimaatstreke duidelik te omgrens, is daar baie oorvleueling en word groot verskille binne die verskillende streke aangetref. Hierdie verskille word onder andere veroorsaak deur verskeie berg- en rantreekse. 2.2.3.1 Rel!nval In Figuur 2. 4 word die rel!nvalverspreiding in Suidelike Afrika aangetoon (Departement Omgewingsake, 1992). Volgens hierdie vereenvoudigde rel!nvalkaart ontvang minder as 50% van die gebied 500 mm of meer rel!n per jaar. Na aanlei- ding van die beskrywing van die verskillende klimaatstreke, is di t egter duidelik dat donderbuie oor die grootste gedeelte van die gebied daartoe lei dat hierdie rel!n nie ef- f ektief benut kan word nie. Die Departement Omgewingsake (1992) beweer dat ongeveer 80% van die jaarlikse neerslag in riviere beland en indien dit nie in damme opgegaar word nie, uiteindelik weggevoer word see toe. 33 VERKLRRIMG: - MEER AS 750mm iii 500 TOT 750mm D 250 TO T 500mm 125 TOT 250mm -----=- =- MINDER AS 125mm - --- - --- - Figuur 2.4: Reenvolverspreiding 1n Suid - Afriko (Deportement van Omgewingsoke, 1992). VERKLRRIHG: • c=J GRASVELDBIOOM N ~ SUKKULENTE-KAROOBIOOM ~ WOUDBIOOM ~ NAMA-KAROOBIOOM ~ SAVANNABIOOM ~ FYNBOSBIOOM - - -- ----- - - -- ---------=--- w Ul Figuur 2.5: Biome van Suid - Afrika (Departement van Omgewingsake, 1992) . 2.2.4 Plantegroei Suidelike Afrika is bekend vir sy groot rykdom plantspesies. In die voorwoord by die lys van Suid-Afrikaanse plantspesies (Gibbs Russell, 1985) noem De Winter dat daar 23 200 spesif ieke en intraspesifieke taksa van saadplante in Suidelike Afrika aangetref word waarvan 21 200 as spesies be- skou word. Hierdie groot diversiteit kan onder andere toegeskryf word aan die veelheid van habi tatte wat geskep word deur re~nvaluiterstes, temperatuurfluktuasies asook topografiese en edafiese variasie. Rutherford en Westfall (1986) verdeel die plantegroei van die RSA in ses biome. In Suidelike Afrika kan daar 'n sewende bioom, naamlik die woestynbioom onderskei word (Fig. 2.5) (Departement Omgewingsake, 1992). Alhoewel daar in sommige gevalle redelik duidelike grenslyne tussen die verskillende biome getrek kan word, is oorgange meestal onduidelik en kom daar ook groot variasies binne 'n bioom voor. Die savanne van die Vredefortkoepel wat binne die grasveldbioom gele~ is, is een van die bekendste voorbeelde van hierdie variasies. In Acocks (1988) se verdeling van die plantegroei van die RSA in 70 verskillende veldtipes, word die variasies wat binne die verskillende biome bestaan, duidelik uitgebeeld. Die bestaan van die verskillende plantegroeitipes is gedeel- telik die resultaat van die onderlinge wisselwerking tussen verskillende ekologiese faktore asook die kombinasies van die verskillende faktore (Good, 1974). 36 2.3 Navorsingsbenadering en probleme As gevolg van die uitgestrektheid van die studiegebied en die omvang en aard van die studie, is daar verskeie praktiese probleme waarmee rekening gehou moes word. Die volgende word as die belangrikste uitgelig: Aangesien die meeste van die myne steeds aktief is, was geskikte lokaliteite vir proewe moeilik bekombaar. In sommige gevalle is proewe na slegs een seisoen toege- stoot of toegegooi omdat die spesifieke lokaliteit beter benut kon word vir 'n ander doel. Mynpersoneel wat nie by rehabilitasie betrokke was nie, het met vragmotors sommige van die proewe sodanig be- skadig dat di t oorgedoen, weggelaat of aangepas moes word. Om kostes te bespaar, is die voorbereiding van proewe dikwels deur die mynpersoneel gedoen. Onkunde het egter soms daartoe gelei dat die voorskrifte nie altyd volgens beplanning nagekom is nie en aanpassings moes inderhaas gemaak word om resultate te probeer bekom. Aangesien daar nie apparaat (vragmotors ens.) by die myne bestaan wat spesifiek toegewys was vir rehabilitasie-doeleindes nie, moes daar van ander sek- tore se apparaat gebruik gemaak word. Hierdie toedrag van sake het heelwat logistieke probleme veroorsaak en was een van die redes wat daartoe bygedra het dat voorskrifte nie altyd akkuraat uitgevoer kon word nie. Die gebruik van D4 en selfs groter stootskrapers en soms 150 ton vragmotors het meegebring dat die uitl~ van genoeg replikate van spesifieke behandelings nie 37 moontlik was nie. Veral in gevalle waar spesifieke materiale of mengsels van materiale gestort en gelyk- gemaak moes word, was dit 'n onmoontlike taak. Die uitle van drie replikate van sulke groot proewe sou groter ruimtes benodig - iets wat nie moontlik was nie. Dit sou ook meegebring het dat die koste ten minste drie maal ho~r sou wees. By S ishen ysterertsmyn, was die koste aan slegs die materiaal wat benodig was vir die uitle van een replikaat van 'n besproeiingsproef meer as R 9000. Bogenoemde probleme het daartoe aanleiding gegee dat prak- tiese oplossings gevind moes word sodat die navorsing steeds kon voortgaan en waar moontl ik aanvaarbare aanbevel ings gemaak kon word. Die werk wat gedoen is, kan dus nie as basiese navorsing beskou word nie, maar eerder as toegepaste (praktykgerigte) navorsing. Daar is gepoog om in die geval van die proewe waar dit nie moontlik was om replikate uit te le nie, die proewe oor 'n groot genoeg oppervlakte te versprei. Hierdie metode is gevolg sodat persele in replikate verdeel kon word, of andersins so veel as moontlik metings wat as replikate kan dien, in die perseel te doen. Om hierdie rede word die resultate van die proewe beskou as goeie rig- tingwysers wat tendense aantoon en nie noodwendig as onomstootbare bewyse nie. 38 HOOFSTUK 3 BODEMGEASSOSIEERDE PROBLEME MET BETREKKING TOT DIE REHA- BILITASIE VAN VERSTEURDE GEBIEDE EN MOONTLIKE OPLOSSINGS Inleidend Daar kan seker verskeie redes aangevoer word vir die misluk- kings van hervestigingspogings in die verlede. Alhoewel oordeelsfoute en klimaatsfaktore almal bydraend kan wees, is die bodem waarin plante gevestig meet word een van die belangrikste komponente wat in aanmerking geneem meet word tydens die hervestiging van plante op versteurde lokaliteite. Een van die . grootste probleme in die mynboubedryf is die generasie en wegdoen (storting) van afvalmateriale socs aan- legui tskot, slik vanaf meulens, rotsafval en stroopmate- riaal. Die meeste van hierdie materiale word diep ondergronds uit- gehaal en op voorafbepaalde gebiede geplaas. In die meeste gevalle vind hierdie storting plaas sender dat enige bogrond vooraf verwyder word. As gevolg van die oorsprong van hierdie materiale kan die fisiese en chemiese samestelling daarvan radikaal verskil van die van bogrond. Om ekonomiese redes geskied die wegdoen van hierdie materiale op so 'n wyse dat die kleinste moontlike area benut word. Terselfdertyd word gepoog om maksimale stapeling (hoogte) te bereik. Op hierdie wyse word die maksimum hoeveelheid materiaal op die kleinste moontlike area gestort. 39 Die stortingslokali tei t 'Word tot 'n groot mate deur ekonomiese faktore bepaal. Hoe nader die terrein en hoe korter die afstand wat die materiaal dus vervoer moet word, hoe goedkoper is die mynbouproses. Die stortingsmetodes het tot gevolg dat die alombekende mynhope en slikdamme gevorm word - 'n verskynsel wat gewoon- lik 'n skrille kontras met die omgewing vorm. Die ho~ steil hellings, asook in baie gevalle die totale afwesigheid van plantegroei op hierdie hope dra grootliks by tot 'n aksen- tuering van hierdie kontras. Die onsuksesvolle hervestiging van plantegroei op afvalhope en slikdamme van myne het aanleiding gegee tot uitgebreide navorsing . . Die metodes van dataversameling wat toegepas is, is die vol- · gende: 1. Basale bedekking is bepaal deur middel van 'n brugpunt- apparaat met twintig penne en in sommige gevalle met be- hulp van in wielpuntapparaat. 2. Kroonbedekking van individuele spesies asook 'n totale kroonbedekking is bepaal deur die ewekansige plasing van 'n aantal 0,5 m2 opname-ringe in elke replikaat. Daarna is gebruik gemaak van die skaal van Braun-Blanquet (1932) om die kroonbedekkingswaardes te bepaal. 3. Die bogrondse dro~massa is bepaal deur van dieselfde opname-ringe gebruik te maak. Alle materiaal binne die opname-ring is so laag as moontlik afgeknip, gedroog by 75°c en daarna geweeg. 4. Vanaf 1990 is gebruik gemaak van die MONITOR-program van die Departement Plant- en Bodemwetenskappe van die PU vir CHO. Deur middel van hierdie program kon basale be- 40 dekking en spesiefrekwensie met behulp van enige puntop- nametegniek bepaal word. Opnames is by 'n 97% betroubaarheidspeil gemaak. Data is stat is ties ontleed deur 'n mul tifaktor-variansie- analise daarop toe te pas (Ranwell, 1986). Die statistiese betekenisvolheid van verskille tussen die gemiddeldes is op die 1% en 5% waarskynlikheidspeil met die Turkey-metode vol- gens Steele en Torrie (1980) bepaal. Alle grafieke wat in hierdie proefskrif aangebied word, is gebaseer op onverwerkte data en tabelle waarin die resultate van die verskillende proewe saamgevat is. Alle onverwerkte data, tabelle en statistiese verwerkings is ter insae en beskikbaar by: DIE DIREKTEUR Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie PU vir CHO P/S X6001 POTCHEFSTROOM 2520 3.1 HELLINGS EN EROSIEPOTENSIAAL Die gebruiklike stortingsmetodes het tot gevolg dat die materiaal stabiliseer en tot rus kom by die natuurlike rushoek van die betrokke materiaal. In tabel 3.1 word die rushoek van uitskothope en slikdamme soos aangetref by 'n aantal verskillende tipes myne aan- getoon. 41 TABEL 3.1: Rushoek (grade) van uitskothope en slikdamme soos aangetref by verskillende myne. Myn Erts ! Slikdam !Uitskot! --------------------!--------------!---------!-------! Thabazimbi !Yster !35-38 Sishen !Yster !35-38 Grootegeluk !Steenkool 35 Mamatwane !Mangaan !35-45 Lime Acres !Kalk !35-38 Hotazel !Mangaan 35 Palabora !Koper 38 38 Asbes !Krosidoliet !40-42 Penge !Arnosiet 40 !45-48 Krornellenbogen !Arnosiet 40 45 Msauli !Chrisotiel 48 Weedons Minerals !Andulosiet 30 30 Western Deep !Goud 38 Ergo !Goud 30 Die nadeel verbonde aan hierdie stortingsrnetodes is dat die vestigingsmoontlikheid van plantegroei in baie gevalle uiters gering is. Faktore wat die rnoontlike vestiging van plante kortwiek, sluit in: - Verlaagde effektiewe re~nval. - Verlaagde of verhoogde waterpenetrasie. - Verhoogde afloop van water. - Verhoogde erosiepotensiaal. - Grondverskuiwings (vorrning van glyvlakke). 42 Plaat 3.1: Rotsafval gestort by Koegas krosidolietmyn teen die natuurlike rushoek van 35 - 38°. Plaat 3.2: Aanleguitskot van Msauli chrysotielmyn, gestort teen die natuurlike rushoek van 45°. 43 3.1.1 Erosie en stabiliteit · Erosie is 'n natuurlike proses wat spontaan in die natuur plaasvind. Volgens Ayres (1936) is daar verskeie faktore wat 'n belangrike invloed op erosietempo mag he - faktore met nadelige gevolge vir die spesifieke lokaliteit asook vir die omgewing as 'n geheel. Samevattend kan gestel word dat erosietempo 'n funksie is van die hoeveelheid en tempo waarop water wegvloei in verhouding met die inherente fisiese en chemiese eienskappe van die grond. Die inherente eienskappe van die grond bepaal die weerstandsgraad teen dispergering van gronddeeltjies en beperk tot 'n sekere mate die tempo en hoeveelheid afloop van 'n bepaalde hoeveelheid re~n. Ander faktore wat 'n belangrike invloed op die afloophoeveelheid en -tempo het sluit in: - die hellingsgraad, - die ongelykheid van die oppervlak, - die grootte en vorm van die opvanggebied, - die tipe en digtheid van die plantegroei, - die teenwoordigheid of afwesigheid van goedgedefinieerde dreineringskanale, - die deurdringbaarheid of ondeurlaatbaarheid van die ondergrond en geologiese substraat, - die hoeveelheid re~n en tydsduur van neerslag. Van al die faktore wat genoem is, is re~nval die enigste wat nie tot 'n mindere of meerdere mate deur die mens aangepas of reggestel kan word nie. 3.1.1.1 Die invloed van re~nval Aangesien re~nval nie beheer kan word nie, is die enigste wyse waardeur die impak daarvan op die omgewing verminder kan word, die manipulasie van die omgewing. Die belangrikste 44 aspekte wat in hierdie verband in ag geneem moet word, is die gemiddelde jaarlikse re~nval, die re~nvalintensiteit asook die intensiteit en duur van individuele buie. Dit is juis buie met 'n ho~ intensiteit binne 'n kort periode wat die meeste skade aanrig. 3.1.1.2 Die invloed van gradi@nt Hellingsgradi~nt be!nvloed die aflooptempo in ooreenstemming met die welbekende wet van vallende liggame, soos aangepas deur omgewingstoestande (Ayres, 1936). Dit is duidelik dat by 'n steiler helling, met alle ander faktore konstant, daar minder water indring en afloop vinniger plaasvind. Indien die wet van vallende liggame toegepas word in terme van die gradi~nt van mynhope se hellings, kan die volgende aannames gemaak word (Ayres, 1936): Die vertikale val teen 'n helling word gemeet in meter per sekonde, of die totale val gedeel deur die lengte van die helling. Indien die gradi~nt dus vier keer verhoog, word die afloopspoed min of meer verdubbel. Indien die waterspoed verdubbel, verhoog die eroderings- of ui tkalwingskapasi tei t soos verteenwoordig deur kinetiese energie, ongeveer vier keer. Indien die waterspoed verdubbel, kan die hoeveelheid materiaal van 'n gegewe grootte wat gespoel kan word, twee en dertig keer toeneem. Indien die waterspoed verdubbel, sal die grootte van partikels wat gestoot of gerol kan word, ongeveer vier en sestig keer verhoog. 45 Daar moet in ag geneem word dat die fisiese en chemiese eienskappe van die grond (ui tskot, slik ens.) nie in bogenoemde gevolgtrekkings in ag geneem is nie. Volgens Gray en Leiser (1982) sluit die topografi~se veran- derlikes wat 'n invloed op re~nvalerosie het die volgende in: die gradi~nt van die helling, die lengte van die helling en die grootte en vorm van die opvanggebied. Die invloed van lengtebelangrikheid neig om te verhoog as die helling steiler word. Gray en Leiser (1982) dui daarop dat 'n verdubbeling van die lengte van 'n 5.4° helling vanaf 30.5 m tot 61,0 m grondverlies met slegs 29% vermeerder. Dieselfde verdubbeling in lengte van 'n 18° helling sal egter 'n 49% vermeerdering in grondverlies tot gevolg h~. In plate 3.3 tot 3.6 word die mate van erosie soos dit plaas- vind by 'n aantal van die myne waarna in tabel 3.1 verwys word, asook by ander myne aangetoon. 46 Plaat 3.3: Donga-erosie teen die kante van •n goudmynslikdam Plaat 3.4: Donga-erosie teen die kante van •n uitskothoop van •n diamantmyn 47 Plaat 3.5: Donga-erosie teen die kante van •n andulosiet uitskothoop Plaat 3.6: Die begin van donga-erosie soos aangetref by •n uitskothoop van •n krosidolietmyn 48 3.1.1.3 Die invloed van plantbedekking Ayres (1936} toon aan dat plantegroei 'n toenemend belangrike rol speel in grondbewaring, veral waar hellings ter sprake is. 'n Aantal belangrike redes waarom 'n plantbedekking help met erosiebekamping is die volgende: Plante is verantwoordelik vir die direkte opbreking (dispersie}, onderskepping en verdamping van re~ndruppels. Die verlies van water deur transpirasie vanaf die bogrondse dele van plante dra by tot die verminder- ing van water vanaf die grond. 'n Digte plantbedekking vorm 'n beskermende "skild" teen die impak van druppels. 'n Sponsagtige toestand word geskep deur die ineen- gevlegte wortels van plante. Verrotting van dooie wortels wat dwarsdeur die grondprofiel versprei is, vorm talryke "buise" wat die indringing van water bevorder. Grondverbetering deur die toevoeging van organiese materiaal soos verrottende plante, verhoog die ab- sorbsie van water en verskaf 'n groeimedium wat plantegroei verbeter. Die verhoogde oppervlakspanning verhoog water- penetrasie en verlaag dus die volume afloopwater asook die waterspoed. Oppervlakspanning neig om water verspreid te hou en vertraag dus die tempo waarteen stroompies/kanale gevorm word. 49 3.1.1.4 Die stabiliteit van ,hellings In die soeke na oplossings vir hervestigingsprobleme is dit duidelik dat ingenieurs en ekolol! die term "stabiliteit" verskillend interpreteer~ Volgens 'n mededeling van Mulder (1991) beskou ingenieurs die helling van 'n mynhoop as stabiel wanneer dit na storting teen die natuurlike rushoek gestabiliseer het. Streng gesproke sal ekolol! 'n helling as stabiel beskou wan- neer daar, nadat vestiging van 'n plantbedekking plaasgevind het, geen noemenswaardige erosie of enige merkbare agteruit- gang van die plantbedekking plaasvind nie. 3.1.2 Proewe met betrekking tot hellings en erosie 3.1.2.l Loodsproef op Mamatwan mangaanmyn 'n Loodsproef om te bepaal of 'n plantbedekking op mynhope gevestig kan word, is in 1984 uitgele op Mamatwan, 'n man- gaanmyn van Samancor. Hierdie myn is ongeveer twintig kilometer suid vanaf Hotazel gele~ (Fig. 2.1). Proefdoelwit Aangesien daar gepoog was om 'n aanduiding te kry of di t prakties moontlik sou wees om met bemesting, saadbedvoor- bereiding, die saai van inheemse saad en moontlik 'n mate van beskerming deur middel van takke, 'n plantbedekking teen die hellings van die afvalhope gevestig te kan kry, is daar nie aandag gegee aan 'n statistiese gebalanseerde proefui tleg nie. 50 Proefuitleg en prosedure Die mynhoop waarop die proef uitgele is, is die produk van die stropingsproses waartydens die mangaan volgens die oopgroef-mynboumetode blootgele is. Met hierdie stropings- metode word die laag sand (wat in hierdie geval 'n dikte van 2 tot 3 m het) eers vewyder. Daarna word die kalklae wat tus- sen vier en vyf meter dik is verwyder. As gevolg van die losskiet van die lae, bestaan hierdie materiaal ui t 'n mengsel wat wissel van fyn kalk tot rotsblokke. Die heterogeni tei t van die mengsel het tot gevolg dat die gradi~nt van die mynhoop se hellings na storting tussen 35 en 45 grade wissel. Die loodsproef is in Januarie 1984 uitgele teen die boonste gedeelte van 'n helling. 'n Perseel van 9 x 9 mis afgebaken en onderverdeel in vier ewe groot behandelings. Elk van hierdie behandelings is op dieselfde wyse bemes, naamlik met 400 kg ha-1 superfosfaat, 200 kg ha-1 KCl en 150 kg ha-1 2:3:2 (NPK). Dieselfde saadmengsel is ook op al die behande- lings gebruik. Die volg~nde spesies is in die saadmengsel in- gesluit: Eragrostis curvula 2,5 kg ha-l Aristida adscensionis 3,0 kg ha-l Aristida congesta 3,0 kg ha-l Chloris virgata 3,0 kg ha-l Schmidtia kalihariensis 3,0 kg ha-l Schmidtia pappophoroides 3,0 kg ha-l Urochloa panicoides 3,0 kg ha-l Die voorbereiding van die saadbed en die beskerming van die behandelings is soos volg gevarieer: 51 Behandelings Saadbed .. Beskerming 1 Geen behandeling Geen beskerming 2 Horisontale voortjies Geen beskerming is met 'n pik gemaak om kunsmis in te werk en 'n beter saadbed te skep (skarifi~ring) 3 Geen behandeling Bedek met takke van Acacia mellifera subsp.detinens om beskerming aan jong plante te verleen 4 Dieselfde as Dieselfde as behandeling 2 behandeling 3 Gedurende November 1985 is die loodsproef met die volgende saadmengsel hersaai: Eragrostis curvula 2,5 kg ha-l Aristida congesta 2,0 kg ha-l Aristida adscensionis 2,0 kg ha-l Cenchrus ciliaris 5,0 kg ha-l Cynodon dactylon 2,5 kg ha-l Stipagrostis uniplumis 2,0 kg ha-l Schmidtia pappophoroides 2,0 kg ha-l Enneapogon cenchroides 4,0 kg ha-l Opgesuigde spesies 2,0 kg ha-l Totaal 23,5 kg ha-l Nadat addisionele bemesting van 2:3:2{22)Zn teen 150 kg ha-1 toegedien is, is die twee behandelings sonder takke weer ge- skarifieer. 52 Resultate en bespreking Die eerste data-insameling is gedurende Mei 1984 gedoen. Aan- gesien dit 'n baie dro~ jaar was, is uiters swak resultate verkry. Alhoewel die saailinge wat gevestig het baie klein was, was dit duidelik dat die oorgrote meerderheid Eragros- tis curvula-plantjies was. Die plante in die bedekte behandelings het 'n gemiddelde lengte van 5 cm gehad teenoor die 3 cm van die onbedekte be- handelings. Daar was egter opvallend minder plante in die bedekte behandelings. In al die behandelings was daar egter 'n groot aantal Salsola kali-plantjies. Ten spyte van die feit dat hierdie spesie glad nie in die natuurlike veld rondom die myn aangetref word nie (en ook nie in die saadmengsel ingesluit was nie), floreer dit op die versteurde mynhope. 'n Tweede evaluering is gedurende Maart 1985 gedoen. Twee opname-ringe van 0.5 m2 is op 'n ewekansige wyse in elke be- handeling geplaas en die aantal plante is getel (Tabel 3.2). TABEL 3.2: Getal plante per o.s m2 , soos in die loodsproef aangetref gedurende Maart 1985. Spesie Behandelings 1 2 3 4 --------------------!------------------------------------ Salsola kali 36 51 9 22 Stipagrostis obtusa 2 Onidentifiseerbare 2 9 3 16 grassaailinge Totaal 38 60 14 38 53 Die twee geskarifieerde behandelings het 'n grater aantal grasplante gehad as die ongeskarifieerde behandelings. Dit het verder oak geblyk dat die onbedekte behandelings 'n grater aantal Salsola kali-plante gehad het as die ge- skarif ieerde behandelings. Alhoewel die hoogte van grasse nie weer gemeet is nie, is daar waargeneem dat hulle na twee groeiseisoene steeds klein was. Gedurende April 1986 sou data-insameling vir 'n derde keer in hierdie proef gedoen word. Die oorspronklike onidentifiseer- bare grassaailinge het almal gevrek. Van die spesies wat gedurende November 1985 gesaai is, het slegs Enneapogon cenchroides gevestig. Die plante was egter so klein dat daar besluit is om nie verder enige data-insameling te doen nie. Gevolgtrekkings Uit die resultate van die loodsproef was dit duidelik dat die grassaad wat gesaai is redelik gekiem het, maar dat oar 'n tydperk van drie seisoene weinig groei en ontwikkeling plaas- gevind het. Op die platvlak aan die bokant van die proef-area, was 'n goeie stand van grasse en kruide uit die omgewing, sander dat hervestiging gedoen is. Die samestelling van die "grand" was dieselfde as die van die proefperseel. Die feit dat groei en ontwikkeling nie in die loodsproef kon plaasvind nie, kan dus nie aan grondeienskappe toegeskryf word nie. Alhoewel daar oral teen die hellings van die hope erosie- tekens voorgekom het, was dit duidelik dat die erosiepoten- siaal op hope met 'n groat komponent van growwe materiaal, in hierdie lae re~nvalgebied, baie laag is. In die loodsper- seel self kon weinig tekens van erosie waargeneem word. Hier- deur word oak erosie uitgeskakel as moontlike faktor wat groei en ontwikkeling strem. 54 Die negatiewe resultaat van • die loodsproef asook onsekerheid oor die oorsaak van die mislukking het aanleiding gegee tot 'n verdere proef wat uitgevoer is. 3.1.2.2 Hellingproef op Mamatwan mangaanmyn Proefdoelwit Met hierdie proef was gepoog om vas te stel: of enige van die verskillende materiale (sand en kalk) of 'n moontlike kombinasie daarvan as groeimedium gebruik kan word; teen watter helling (15, 25 of 35 grade) en op watter groeimedium die beste plantbedekking gevestig kan word; teen watter helling en op watter groeimedium die minste erosie plaasvind. Proefuitleg en prosedure 'n 3x3x3 faktoriaalproef met helling, bedekking en herha- lings as faktore is aan die westekant van 'n mangaan- afvalhoop uitgele. Die natuurlike rushoek van hierdie rotsaf- val is ongeveer 35°. Drie hellings met verskillende gradi~nte, naamlik 35°, 25° en 15° is vir die proef voorberei. 55 Elk van die hellings is in drie gelyke dele verdeel. Een derde van elke helling is bedek met 100 tot 200 mm sand. Die tweede derde van elke helling is bedek met 100 tot 200 mm van 'n 1:1 mengsel van sand en kalksteenafval. Die laaste derde van elke helling is bedek met 100 tot 200 mm kalksteenafval. Elke derde wat met 'n spesifieke materiaal bedek is, is weer onderverdeel in drie gelyke dele om as herhalings te dien. Bemesting Die bodemkundige ontleding van die verskillende dekmateriale (Tabel 3.3) is vir die proef as basis gebruik vir die bepa- ling van bemestingspeile. Alhoewel mangaanafval ook ontleed is, is dit as gevolg van die grofheid van die materiaal, nie as deklaag gebruik nie. TABEL 3.3: Bodemkundige ontleding van die verskillende dek- materiale van die hellingproef (1984-02-02) Sand Kalk Sand/kalk Mangaan afval pH: 6.4 7.8 7.8 8.0 5.7 6.8 6.8 7.2 Beskikbare elemente (dpm) : p <3 <3 <3 <3 K 35 85 295 47 Ca 126 3451 4667 3418 Mg 31 167 100 206 Na 7 11 42 42 56 Die volgende bemestingspeile is gebruik: Kg ha-l sand kalk kalk/sand mengsel Superfosfaat 400 400 400 KCl 200 0 100 2:3:2 150 100 150 Saadmengsel Die saadmengsel en hoeveelhede saad wat in hierdie proef gebruik is, was die volgende: Eragrostis curvula 2,5 kg ha-l Aristida congesta 2,0 kg ha-l Aristida adscensionis 2,0 kg ha-l Cenchrus ciliaris 5,0 kg ha-l Cynodon dactylon 2,5 kg ha-l Stipagrostis uniplumis 2,0 kg ha-l Schmidtia pappophoroides 2,0 kg ha-l Enneapogon cenchroides 4,0 kg ha-l Opgesuigde spesies 2,0 kg ha-l Totaal 23,5 kg ha-l Resultate en bespreking Die proef is vir drie agtereenvolgende jare ge~valueer, naam- lik gedurende 1986, 1987 en 1988. Die resultate van die drie jaar se evaluerings word saamgevat in Figure 3.1 tot 3.3. 57 e~------------------------~ 0\ -s~:: ~ " ~ Q) ,a Q) ,Q 3 Q) ~ l'CS 2 Ill 1.87 l'CS ~ 1.27 0 15 25 35 GRADleNT ~ MENGSEL CJ SAND O KALK Helling KBV KBV VK (grade) !P=(0,05) P=(0,01) (%) ! 15 ! 2.01 3.34 26.97 25 1.90 3.15 32.69 35 0.72 1.19 18.88 ---------------------------------------- Behande- KBV KBV VK ling !P=(0,05) P=(0,01) (%) ! Mengsel 1.47 2.44 18.08 Sand 1. 70 2.81 59.29 Kalk 2.88 4.77 75.83 ---------------------------------------- FIGUUR 3.1: Gemiddelde basale bedekking van die plan- t egro e i teen verskillende gradil!nte op verskillende deklae - MAMATWAN 1986 tot 1988 58 •o 31. 87 t,'I 30 i::: •r-1 ~ ~ Q) '0 Q) zo .Q i::: 0 0 1-1 :.:; 10 ,}(> 0 11 u 38 GRADleNT ~MENGIEL WIAND □KALK Helling KBV KBV VK (grade) !P=(0,05) P=(0,01) (%) ! 15 17.42 28.89 29.49 25 17.44 28.92 43.73 35 12.75 21.15 46.96 ---------------------------------------- Behande- KBV KBV VK ling 1 P=(0,05) . P= ( 0, 01) (%) Mengsel 8.18 13.56 17.37 Sand 17.09 28.34 56.90 Kalk 14.48 24.02 29.56 ---------------------------------------- FIGUUR 3.2: Gemiddelde kroonbedekking van die plantegroei teen verskillende gradi~nte op verskillende deklae - MAMATWAN 1986 tot 1988 59 3f 30 21 . 39 21 .11 24 . 22 21 N El 11' 20 .1. . 0 1-1 11 QJ '14 10 ~ 1-1 0 I 0 11 21 3f GRADleNT ~MENOSEL □SAND □ KALK Helling KBV KBV VK (grade) !P=(0,05) P=(0,01) (%) 15 12.45 20.65 20.46 25 19.42 32.21 36.96 35 15.05 24.96 44.41 ---------------------------------------- Behande- KBV KBV VK ling !P=(0,05) P=(0,01) (%) ! Mengsel 12.25 20.23 24.51 Sand 16.79 27.85 34.48 Kalk 22.58 37.44 46.59 ---------------------------------------- FIGUUR 3.3: Gemiddelde bogrondse droemassa van die plan- tegroei teen verskillende gradiente op verskillende deklae - MAMATWAN 1986 tot 1988 60 Dit is duidelik dat plante by al drie die hellings asook by al drie die dekmateriale gevestig het, in teenstelling met die negatiewe resultaat by die 35° tot 45° hellings van die loodsproef (kyk 3.1.2.1). Die kalkuitskot wat as deklaag gebruik is, is 'n mengsel van kalkklippe en fyn kalkmateriaal - 'n mengsel wat tot 'n groat mate ooreenstem met die materiaal van die loodsproef. Die gemiddeldes van die resultate van die verskillende metingsmetodes is in die meeste gevalle by die steiler hel- lings (byvoorbeeld 35°) laer is as by die vlakker helling (15°). Soos aangetoon in Figure 3.1 tot 3.3 is daar egter nie betekenisvolle verskille (P = 0,05) gevind tussen die basale bedekkings, kroonbedekkings of bogrondse dro~massa van die plantegroei op die verskillende hellings nie. Oor die algemeen is geringe of geen tekens van erosie op enige van die kalkhellings waargeneem nie. Die drie hellings waar sand as deklaag gebruik is se resul- tate het meer drasties van mekaar verskil. Op al drie die hellings was daar erosieskade. Op die 35° helling het daar selfs glyvlakke voorgekom en het 'n gedeelte van die deklaag afgeskuif na die onderkant van die helling. Op die 15° helling was die basale bedekking betekenisvol ho~r as by die twee steiler hellings. Die kroonbedekking van die 15° helling was ook betekenisvol ho~r as die van die 35° helling, maar die verskil tussen die 15° en 25° hellings was nie betekenisvol nie (Figure 3.1 en 3.2). Die verskille tus- sen die bogrondse dro~rnassas van die drie hellings was ook nie betekenisvol nie (Fig. 3.3). In die persele wat bedek is met 'n mengsel van kalkuitskot en sand in 'n 1:1 verhouding, .is weinig tekens van erosie waar- geneem. Die growwe kornponent van die kalkafval dra waarskyn- lik grootliks by tot hierdie resultaat. 61 Daar is 'n hoogs betekenisvolle verskil tussen die basale bedekkings en 'n betekenisvolle verskil tussen die kroon- bedekkings van die 15° en die 35° hellings (Figure 3.1 en 3.2). Die verskil tussen die basale bedekkings van die 15° en die 25° hellings is oak hoogs betekenisvol. Die verskille tussen die bogrondse dro~massa van al drie die hellings is egter onbeduidend (Figuur 3.3). 'n Vergelyking van die resultate van die verskillende deklae op dieselfde hellings toon dat die basale bedekking van die mengselperseel op die 15° helling betekenisvol beter is as die van die ander twee deklae. Geen betekenisvolle verskille kon tussen die resultate van enige van die ander hellings of deklae verkry word nie. Die algemene tendens was dat 'n swak- ker plantbedekking op sand by die twee steiler hellings gevestig het, terwyl die resul tate op die kalkui tskot en mengsels min verskil (Figure 3.1 tot 3.3). Gevolgtrekkings Uit die resultate van die drie verskillende deklae soos uit- gebeeld in Figure 3.1 tot 3.3 kan dus die volgende afgelei word: 1. Sand kan nie teen die hellings as 'n deklaag gebruik word nie, aangesien dit hoogs erodeerbaar is, selfs by 'n 15° helling. 2. Die plantbedekking wat op enige van die sandhellings gevestig het kon erosie nie verhoed nie. 3. Hoe meer gelyk die sandhelling is, hoe beter is die plantbedekking. 62 4. Op die growwer deklae .· (kalk en mengsel) kan selfs teen die steiler hellings 'n plantbedekking gevestig word. 5. Die plantbedekking wat teen die verskillende hellings gevestig het met gemiddelde basale bedekkings wat wissel tussen 0,5 en 4,7 vergelyk baie swak met die van die natuurlike veld waar 'n basale bedekking van 7% en selfs meer aangetref word (Van Wyk, 1984). 6. Die betekenisvol en selfs hoogs betekenisvol beter resultate wat op die 15° helling verkry is, toon aan dat die vlakker hellings met groter sukses gerehabiliteer sal kan word. 5. Die vermenging van kalkuitskot (wat 'n lae erosiepoten- siaal het) en sand (wat 'n beter groeimedium is) socs gevind in die mengselpersele, kan besliste voordele in- hou ten opsigte van die bekamping van erosie en die ves- tiging van 'n selfonderhoudende plantbedekking. 63 Plaat 3.7: 15° Hellingproef by Mamatwan mangaanmyn na die tweede seisoen. Plaat 3.8: 15 en 25° Hellingproef by Asbes krosidolietmyn voor re~nvalsimulasie gedoen is (3.1.2.3). 64 3.1.2.3 Asbes - krosidolietmyn Di~ myn is ongeveer 10 km suid-wes van Kuruman gele~ (Fig. 2. 1) • By hierdie betrokke myn het daar oor 'n totale periode van meer as twintig j aar geen spontane vestiging van pl ante plaasgevind nie. As gevolg van die gesondheidsgevaar van die krosidolietvesels moes die ui tskothope en slikdamme bedek word met 'n deklaag en plantegroei moes gevestig word. Die natuurlike rushoek van krosidolietvesel is ongeveer 45°. Wanneer 'n uitskothoop van 20 meter hoog bedek word met 'n deklaag met 'n natuurlike rushoek van 35° sodat die boonste rand van die hoop 200 mm bedek is, het dit tot gevolg dat die deklaag by die basis van die hoop ongeveer 10 meter dik 1~. Tydens die starting van die materiaal wat bestaan het uit 'n mengsel van grond en klip, het die meeste van die fyn materiaal aan die bokant van die helling bly 1~, terwyl die growwer fraksies aan die onderkant van die helling versamel het. Kieming en vestiging van plante kan dus nie aan die on- derkant van die helling plaasvind nie. Die fyner medium aan die bokant is verder ook hoogs erodeerbaar en glyvlakke het reeds gedurende die eerste seisoen gevorm. Proefdoelwit Die doel van hierdie proef was die bepaling van die mees ge- skikte helling en plantbedekking waarby die minste erosie sal plaasvind. Proefuitleg en prosedure 'n 2x3x2 faktoriaal-proef met helling, basale bedekking en herhaling as faktore is uitgel~. Twee hellings van 12 x 30 m is afgeplat tot 15° en 25° onderskeidelik. Albei hellings is 65 bedek met 'n deklaag van grand en klip. Ook is elke helling vertikaal verdeel met sinkplaatstroke in ses 2 m bre~ bane. Aan die onderkant van elke baan is 'n 75 liter dram op so 'n wyse begrawe dat alle afloopwater van elke baan afsonderlik opgevang kon word. Aan die bokant van elke proef is 'n sinkplaatstrook aangebring om alle moontlike water vanaf die uitskothoop weg te keer. Op elk van die hellings is twee bane sander enige plantegroei gelaat. Twee bane is geplant met Eragrostis curvula-polle met 'n deursnee van ongeveer 100mm om 'n basale bedekking van 5% te gee. Die oorblywende twee bane is ook geplant met Eragros- tis curvula-polle, ten einde 'n basale bedekking van 10% te verkry. Die verskillende behandelings is op 'n ewekansige basis uitgeplaas. Die proefperseel (alle behandelings) is vanaf 12 Desember 1984 tot 5 Maart 1986 besproei sodat die plante goed kon ves- tig en die deklaag kon stabiliseer. Vanaf 27 Januarie 1985 is die persele na elke re~nbui gemonitor. Die dromme is leeggemaak, die volume water gemeet en die grand in die dromme is versamel, gedroog en geweeg. Op 5 Maart 1986 is 'n besproeiingstelsel aangele. 'n 5000 liter tenkwa is gebruik om water oor die persele uit te spuit. Na afloop van die gesimuleerde re~nbuie (20000 1 in 4,5 uur = 56 mm re~n) is die dromme leeggemaak en die volume water en die massa grand in die dromme bepaal. Resultate en bespreking Die resultate van die gesimuleerde sowel as die natuurlike re~nbuie word in Tabelle 3.4 en 3.5 verskaf. 66 TABEL 3. 4: Gemiddeldes van die resul tate van na.tuurlike re~nval op 15° en 25° hellings soos gemeet vanaf 27 Januarie 1985 tot 25 Februarie 1986. (Die totaal vir die tydperk is 118 mm) 15 Grade helling (60 vk m) 25 Grade helling (60 vk m) Grond ! Grond Basale ! Water ! Oroe Basale ! Water ! Droe Bedekking !in drom ! gewig g/l g/vk m Ton/ha Bedekking! in drom ! gewig g/l g/vk m Ton/ha X !(Liter) ! (Kg) X ! (Liter) ! (Kg) 814.65 7.16 8.86 119.25 ---------------------------------------------------------0 ! ! 1. 190 0 ! 580 . 82 ! 33.37 57.70 556.17 5.565 ! ! ! ! 5 ! 165.34 ! 0.32 3.98 5.34 0.056 5 ! 515.70 ! 6.09 13.71 101.67 1.015 ! ! ! ! 10 ! 31.77 ! 0.00 0.00 0.00 0.000 10 ! 518.12 ! 7.80 15.29 130.00 1.300 KBV KBV VK (P = 0,05) (P = 0,01) CX) Water in drom (Liter) 528.75 829.2 46.98 Droegewig grond (kg): 22.79 35.74 97.16 TABEL 3.5: Gemiddeldes van die resultate van die afloop van grond en water as gevolg van re~nvalsimulasie op 15° en 25° hellings by ASBES (Kuruman) (56 mm in 4,5 uur) 15 Grade helling (60 vk m) 25 Grade helling (60 vk m) ! ! Grond ! ! Basale ! Water ! Oroe Basale ! Water ! Oroe Bedekking !in drom ! gewig g/l g/vk m Ton/ha Bedekking! i n drom ! gewig g/l g/vk m Ton/ha X !(Liter) ! (Kg) ! X ! (Liter) ! (Kg) ------------- --------------------------------------------! 0 55.56 ! 1.49 28.03 24.75 0.250 ! 0 ! 684.78 ! 14.61 21.88 243.42 2.435 ! ! ! ! 5 0.00 ! 0.00 0.00 0.00 0.000 ! 5 ! 210.14 ! 2.60 12.31 43.34 0.435 ! ! ! 10 0.00 ! 0.00 0.00 0.00 0.000 ! 10 128.05 ! 2. 12 16.56 35.34 0.355 KBV KBV VK (P = 0,05) (P = 0,01) (X) Water in drom (Liter) 85.51 134.09 18.5 Droegewig grond (kg): 5.11 8.01 57.3 67 TABEL 3.6: Afloop van water as gevolg van natuurlike re~nval ASBES (Kuruman) (19 nun - redelik vinnige neerslag) BASALE BEDEKKINGI ~ATER IN DROM ! ! (LITER) ! ~ !15 grade 25 grade! ----0-- -----------! ---1-9-6-.-2-6- ----- -2--0-4-.-7- ! ! ! ! 5 ! 7.85 18.72 ! ! ! 10 ! 4.23 21.14 ! (Geen resultaat kon verkry word na 'n sagte neerslag van 26 mm natuurlike re~n nie). By die 25° helling (Tabel 3.4) het by al drie die behande- lings meer as 500 liter water afgespoel. Geen betekenisvolle verskil is egter verkry nie. 'n Betekenisvolle verskil is eg- ter waargeneem tussen die 33, 37 kg grand wat gedurende die moniteringsperiode by die 0% basale bedekking afgespoel het en die persele met 'n 5% en 10% basale bedekkings. Op die 15° helling was die hoeveelheid afloopwater by 0% basale bedekking meer as 200 liter meer as by die 25° hel- ling. Ten spyte van die grater hoeveelheid water was die grondverlies egter maar 1,19 ton ha-l in vergelyking met 5,57 ton ha- 1 by 25°. Hierdie verskil is hoogs betekenisvol. Die hoeveelheid afloopwater op die persele met 5% en 10% basale bedekkings was betekenisvol minder as die van die perseel met die 0% basale bedekking. By die 15° helling was die grondverlies by die 0% basale bedekking 7,16 kg. terwyl by die perseel met die 10% basale bedekking het geen grondverlies voorgekom nie. Die grondver- liesverskille van hierdie helling was egter nie betekenisvol nie. Waar van re~nvalsimulasie gebruik gemaak is, was die tendens dieselfde. Daar moet in aanmerking geneem word dat die grand op hierdie stadium egter reeds vasgesak het en die plante 68 goed gevestig was. Verder was die natuurlike re~nbuie in som- mige gevalle stortbuie (Tabel 3.6) wat heeltemal 'n ander ef- fek het as sagte buie waar geen afloop aangeteken is nie. By die 5% en 10% basale bedekkings van die 15° helling was daar geen afloop nie. Hierdie resul taat verskil hoogs betekenisvol van die van die 0% basale bedekking, sowel as die van enige van die persele op die 25° helling. Die afloop op die 0% basale bedekking is egter so min dat dit ook hoogs betekenisvol verskil van die resultaat van die 0% en 5% per- sele van die 25° helling. Die verlies van grond op al die persele op die twee hellings verskil hoogs betekenisvol van die van die 0% perseel van die 25° helling. Gevolgtrekkings Uit die resultate van die proewe blyk duidelik dat daar by 'n helling van 25° en selfs by 'n 10% basale bedekking, nog al- tyd erosie sal plaasvind. In die dro~r gebiede van Suidelike Afrika waar die basale bedekking van nature laag is, kan op hierdie onnatuurlike hellings nie 'n plantbedekking gevestig word waarvan die basale bedekking so hoog is dat dit erosie sal verhoed nie. Aan die ander kant blyk dit dat op 'n 15° helling, 'n basale bedekking van slegs 5% genoeg sal wees om te verhoed dat ernstige erosie sal plaasvind aangesien geen grondverlies tydens re~nvalsimulasie voorgekom het nie. Hierdie gevolgtrekking kan egter nie onvoorwaardelik op alle lokaliteite en op alle grondtipes of deklae van toepassing gemaak word nie. In die proewe van Mamatwan het die hoogste gemiddelde basale bedekking voorgekom in die 15° mengselperseel ( sand/kalk) , naamlik 4, 76% (Figuur 3 .1) . Die lengte van die perseel was ongeveer 30 men die gemiddelde re~nval van hierdie gebied 69 soos gemeet by Hotazel is ongeveer 200 mm per jaar. Baie min erosieskade kon selfs na drie jaar in hierdie perseel waar- geneem word. In 'n implementeringsproef by Asbes (Kuruman), is 'n basale bedekking van 3.3% verkry op 'n 15° helling waar sand as deklaag gebruik is (Van Wyk, 1988). Die lengte van die helling was ongeveer 80 men die gemiddelde re~nval van Kuruman is 455 mm per jaar (Weerburo, 1986). In hierdie proef was daar gedurende die eerste jaar reeds tekens van erosie- skade. Uit hierdie gegewens is dit dus duidelik dat afplatting tot 15° alleen, nie voldoende sal wees om erosie en die daarmee gepaardgaande onderhoud oar die langtermyn uit te skakel nie. 3.1.2.4 Proewe by Grootegeluk steenkoolmyn - Ellisras Hierdie myn is ongeveer 20 km wes van Ellisras gele~ (Fig. 2 .1). Hierdie gebied word deur Acocks (1988) beskryf as veldtipe 18; gemengde bosveld, met 'n gemiddelde re~nval van 471 mm per jaar (Weerburo, 1986). Proefdoelwit Die mate van erosie wat plaasvind teen hellings van afvalhope met verskillende deklae, is in proewe op hierdie myn bepaal. Proefuitleg en prosedure 'n Aantal proewe is op verskillende hellings van afvalhope van hierdie myn ui tgele. Die doel van hierdie pro ewe was ender andere om bemestingspeile, saadresepte, geskikte deklae asook gradi~nt van hellings waarop plante met sukses gevestig kan word vas te stel. Aangesien die mate van erosie wat mag plaasvind 'n invloed op die vestiging van plante kan he, is 70 ysterpenne van 350 mm lank op verskeie plekke in die persele op 'n ewekansige basis ingeslaan, sodat slegs 100 mm van elke pen bo die oppervlak uitgesteek het. Op hierdie wyse kon die mate van erosie wat plaasvind gekwantifiseer en verskille in die uiteindelike plantbedekkings moontlik verklaar word. Die gradi~nt van die hellings was 25, 30 en 35° en die deklae was sand, skaliemateriaal en 'n mengsel van die twee materiale. Die proewe is gedurende November 1986 uitgele en op 21 Mei 1987 ge~valueer. Gedurende hierdie tydperk is 342,9 mm re~n op die myn aan- geteken (Tabel 3.7). Tydens die evaluering is die lengte van die penne bokant die grondoppervlak, asook die basale bedekking van die plan- tegroei van elke perseel bepaal. Sommige van die penne wat aanvanklik ingeslaan is, is gedurende die genoemde tydperk verwyder (waarskynlik deur wilde diere soos koedoes en bob- bejane) en die hoeveelheid penne per perseel verskil dus van mekaar. As gevolg van die ongelyke hoeveelheid penne in die verskillende persele kan die proef as 'n 8 x n faktoriaal be- skou word met behandelings en herhalings as faktore. Resultate en bespreking Die resultate van die proef word verskaf in Tabel 3.8. In gevalle waar daar 'n ~rondbyvoeging (penne toegespoel) plaasgevind het, word die resultaat met 'n minusteken (-) aangetoon. 71 TABEL 3.7: Re@nvalsyfers vir Grootegeluk steenkoolmyn vir die tydperk 17 November 1986 tot 21 Mei 1987 (mm) (Van Wyk, 1987a). 1986 1987 Nov Des Jan Feb Mrt Apr Mei 1 24,0 2 1,2 3 0,1 4 3,3 5 2,1 6 2,3 7 2,4 9 39,0 4,5 12 0,1 3,7 13 71,5 14 6,6 16 0,4 18 7,0 0,5 19 1,3 20 28,6 21 17,5 23 13,0 25 9,0 26 50,1 0,4 27 19,5 13,3 29 11,5 30 9,3 ------------------------------------------------------------ Tot. 29,9 90,9 80,3 25,9 31,1 84,8 0,0 TOTAAL = 342,9 mm 72 TABEL 3.8: Die bepaling van erosie teen verskillende hellings by GROOTEGELUK; ELLISRAS - 1987. Sanddeklaag Sand/leem-deklaag Suidelike helling ! ! Noordelike helling ! ! Oostelike helling ! Oostelike helling ! 25 grade ! ! 25 grade ! ! 30 grade 35 grade Basale ! ! ! ! ! bedekking! 3.0X ! ! 3.0X !! 2.7SX 2.25X ! ! ! !! Lengte van pen Grond !!Lengte van pen Grond !!Lengte van pen Grond ! Lengte van pen Grond ! bo grondopp. gespoel!lbo grondopp. gespoel!!bo grondopp. gespoel! bo grondopp. gespoel ! 11111 11111 ! 11111 11111 !! 11111 11111 ! 11111 11111 ! ! !! ! ! 141.00 41.00 102.00 2.00 ! ! 80.00 -20.00 166.00 66.00 149.00 49.00 130.00 30.00 ! ! 125.00 25.00 154.00 54.00 250.00 150.00 136.00 36.00 ! ! 100.00 0.00 200.00 100.00 165.00 65.00 100.00 0.00 ! ! 79.00 -21. 00 200.00 100.00 115.00 15.00 136.00 36.00 ! ! 115.00 15.00 85.00 -15.00 195.00 95.00 67.00 -33.00 ! ! 185.00 85.00 138.00 38.00 205.00 105.00 ! ! 110.00 10.00 188.00 88.00 ! ! 92.00 -8.00 !! 73.00 -27.00 !! 141. 00 41.00 ! ! 256.00 156.00 ! . ! ! 150.00 50.00 ! ! ! !! Totaal ! 1220.00 520.00 ! ! 671.00 71.00 !! 794.00 94.00 . 1843.00 643.00 ! Gemiddeld! 174.29 74.29**! ! 111.83 11.83 !! 113.43 13.43 ! 153.58 53.58**! =====================================================================================================================! ! Sand/Skaliedeklaag !! Basale ! !! ! ! bedekking! OX ! ! 4.0X ! ! ! !! ! ! ! 103.00 3.00 !! 245.00 145.00 !! 125 .00 25 .oo ! ! 268.00 168.00 ! ! 110.00 10.00 !! 97.00 -3.00 !! 152.00 52.00 !! 97.00 -3.00 !! 120. 00 20. 00 ! ! 117. 00 17. 00 ! ! 151.00 51.00 !! 104.00 4.00 !! ! ! 102.00 2.00 ! ! !! ! ! Totaal ! 761.00 161.00 ! ! 1030.00 330.00 ! ! Gemiddeld! 126.83 26.83 ! ! 147. 14 47.14* ! ! ------------------------------S-k-a-l-ie-d-e-k--la-a-g-- ---------------------!! Basale ! ! ! ! ! bedekking! 3.0X ! ! ox !! ! ! ! ! 102.00 2.00 !! 102.00 2.00 ! ! Legende: 101.00 1.00 ! ! 95.00 -5.00 ! ! ** = p = 99X 110.00 10.00 ! ! 100.00 0.00 ! ! * = p = 95% 100.00 0.00 ! ! 86.00 -14.00 ! ! 119 .00 19.00 ! ! 101.00 1.00 ! ! 101.00 1.00 ! ! 100.00 0.00 ! ! 100.00 0.00 ! ! ! ! ! ! !! Totaal m.oo 33.00 ! ! 584.00 -16.00 !! Gemiddeld . 104. 71 4.17 ! ! 97.33 -2.67 ! ! ====================================================================================================================== 73 In die totale en gemiddelde van die tabel word die netto resultaat van grand wat weggespoel of bygevoeg is gegee, ten einde die werklike grondverlies te bepaal. Die somtotaal van die hoeveelheid grand wat weg- en toegespoel is, kan as 'n aanduiding dien van die mate van grondverskuiwing wat plaas- gevind het. 'n Eenrigting variansieanalise met ongelyke replikasies is op die data van die proef uitgevoer (Allan, 1982) . Die totale afwesigheid van plantegroei in die suidelike sand/skalieperseel is 'n gevolg van die spontane ontbranding van laegraadsteenkool in die perseel. Die deklaag van die noordelike helling se skalieperseel het baie min fyn materiaal gehad - 'n faktor wat die kieming en vestiging van plante onmoontlik gemaak het. Uit die resultate (Tabel 3.8) is dit duidelik dat erosie plaasgevind het in al die persele. Die gemiddelde hoeveelheid grand verskuif in die skaliepersele is egter baie gering. Die grootste verskuiwing en daarmee gepaardgaande verlies, was in die sandperseel van die suidelike helling waar gemiddeld 74,29 mm grand binne een seisoen afgespoel het. Dit verteen- woordig 0,07429 m3 grand m- 2 (742,9 m3 ha-~) vir die tydperk 17 November 1986 tot 21 Mei 1987. Hierdie resultaat was hoogs betekenisvol. Aangesien die bruto digtheid van grand± 1333 kg m- 3 is, beteken dit dus dat 988.057 ton grand ha-1 jaarliks met so 'n deklaag weggespoel sal word. Tydens die evaluering was die basale bedekking van die plantegroei van die perseel 3, 0%. Daar moet egter in gedagte gehou word dat daar aan die begin van die tydperk geen bedekking was nie. Waar slate gespoel is, was dit op sommige plekke reeds 300 mm diep. Daar kan verwag word dat hierdie toestand verder sal versleg totdat die deklaag weggespoel is en die minder erodeerbare steenkoolafval blootgestel is. 74 Groot grondverlies het ' ook in die mengselpersele (sand/skalie) voorgekom. So byvoorbeeld het daar op die 25° noordelike helling gemiddeld 4 7. 14 mm grond weggespoel. Hierdie resultaat . is betekenisvol. Die deklaag van die 30° en 35° hellings is volgens grond- ontledings 'n sand/leemgrond en nie sand soos in die 25° hellings gebruik is nie. Heelwat gruisklippies is ook in hierdie deklaag teenwoordig. Die basale bedekking van die plantegroei van die twee persele het spontaan gevestig en was tydens die opname 2,75% en 2,25% respektiewelik, wat aandui dat die plantbedekking redelik homogeen was. 'n Hele aantal van die penne wat aanvanklik ingeslaan is, kon nie weer opgespoor word nie. In die persele was volop tekens van die aktiwiteite van bobbejane en koedoes. Aan die on- -derkant van die helling was erosieslote van tot 750 mm diep. Daar word vermoed dat sommige penne heeltemal uitgespoel het. Dit was ooglopend dat daar heelwat minder erosie plaasgevind het op die 30° helling as op die 35° helling. Alhoewel daar in eersgenoemde perseel slegs sewe penne was wat ge~valueer kon word, bevestig die resultate van die proef dit wat aan- vanklik waargeneem is. Die 53.58 mm grond wat weggespoel is op die 35° helling, is hoogs betekenisvol en verteenwoordig 714.22 ton ha-1 . As in ag geneem word dat hierdie resultate verkry is oor 'n tydperk van slegs ses maande, kan die grondverlies oor 'n tydperk van twaalf maande heelwat meer wees. Daar kan ook aangeneem word dat in gebiede met 'n ho~r re~nval, die mate van erosie selfs baie meer drasties sal wees. Gevolgtrekkings Tendense wat ui t die resul tate van hierdie proef na vore gekom het is die volgende: 75 Teen die 25° helling skaliepersele (growwe materiaal) het die minste grondverskuiwing/erosie plaasgevind. By die sand- en sand/skalie-persele ( 25°) was die grondverlies sodanig dat daar nie met duidelikheid 'n gevolgtrekking gemaak kan word nie, alhoewel die totale verl ies by die sandpersele meer was as by die sand/skalie-persele. Die wil voorkom of die algemene tendens is dat hoe grow- wer die materiaal is wat teen die hellings gebruik word, hoe meer stabiel behoort die hellings te wees. Alhoewel daar by die 30 en 35° sandpersele (sand/leem met gruisklippies) grondverlies was, kan die hoogs betekenisvolle verskil nie verklaar word nie. Dit is wel moontlik dat die effens beter plantbedekking en laer gradi~nt van die 30° hellling 'n rol kon speel. Die belangrikste gevolgtrekking wat egter uit hierdie proef gemaak kan word, is dat by al die verskillende hellings met verskillende materiale en plantbedekkings, daar nie totale stabiliteit bereik kon word nie. Totale stabiliteit kon nie bereik word nie aangesien daar by almal, ten spyte van hoogs betekenisvolle verskille, 'n mate van grondverlies as gevolg van erosie plaasgevind het. 3.1.3 Die bepaling van erosiepotensiaal Alhoewel die universele grondverliesvergelyking soos voorge- stel deur Wischmeier en Smith (1965) nie maklik in alle werelddele en in alle klimaatstreke toegepas kan word nie, word die belangrikste faktore bydraend tot erosie in die ver- gelyking saamgevat. Die toepassing van die vergelyking is onprakties in die sin dat 'n baie volledige bodemkundige on- 76 dersoek noodsaaklik is en daar ook van 'n hele aantal aan- names soos byvoorbeeld plantbedekking en rel!nval gebruik gemaak moet word. Die vergelyking wat gebruik word is die volgende: X = RKSLCP (Gray & Leiser, 1982) waar X = die berekende grondverlies (drol!gewig) vir 'n gegewe periode in ton per hektaar. R = die rel!nval erosie-indeks vir die gegewe periode. Die R-faktor vir 'n spesifieke gebied is die totale kinetiese energie van 'n gegewe rel!nbui in vt-ton per akker vermenigvuldig met die maksimum 3 a-minute rel!nval in die gebied gemeet per uur. K = die grond-erodeerbaarheidsfaktor (persentasie slik en baie fyn sand van 0.002 mm tot 0.10 mm, persentasie sand van 0.10 mm tot 2.0 mm, persentasie organiese materiaal, struktuur en permeabiliteit). L = die lengte van die helling. S = die gradil!nt van die helling. Die L- en S-faktore word meestal gekombineer as die LS-faktor. Die faktor is die verhouding van grondverlies vanaf 'n gegewe area tot die van 'n perseel met 'n 9% gradil!nt en 72,6 vt (22.1 m) lank (Lal, 1988). 77 C = plantegroei. Die C-faktor word gedefinieer as die verhou- ding van grondverlies vanaf 'n land beplant ender spesifieke toestande teenoor die kor- responderende verlies vanaf 'n bewerkte, maar onbeplante land. P = kontrole van erosie. Die P-faktor is 'n parameter wat die afname in grondverlies as gevolg van grondbewaringsprak- tyke socs kontoere, waterbane, aangeplante kontoere en terrasse in aanmerking neem. Die basale bedekkings wat by Asbes en Mamatwan verkry is, is ontoereikend en kan moeilik met beskikbare saad verbeter word. Saad van plante (veral grasspesies) wat beter aangepas is by die omgewing is moeilik bekombaar en die verspreiding vanuit die omgewing vind baie stadig plaas. Nases jaar is die "indringing" van natuurlike spesies gering en is slegs enkele plante aangetref. Die enigste aanpassings wat dus gemaak kan word om erosie te verminder, is ender andere deur: die hellings te verkort deur byvoorbeeld kontoer- walle · aan te bring waardeur die opvanggebied verklein en waterspoed verlaag word - (L-faktor); die gradi~nt van die helling verder te verlaag waardeur die waterspoed verlaag, maar die op- vanggebied vergroot word - (S-faktor); die verandering van die L- en S-faktore waardeur die waterspoed verlaag en die opvanggebied verklein word; 78 die f isiese samestelling van die deklaag te verander - (K-faktor). 3.1.4 Sintese ten opsigte van hellings en erosiepotensiaal Die resultate van die proewe wat bespreek is onder punt 3.1 het 'n aantal duidelike tendense aangetoon: Hoe steiler die helling van die afvalhoop, hoe moeiliker sal dit wees om 'n plantbedekking te vestig. 'n Groter mate van stabiliteit kan met growwe materiaal teen 'n helling verkry word as wat met fyn materiale die geval sal wees. Indien 'n plantbedekking op 'n spesifieke materiaal op 'n platvlak gevestig kan word, is dit nie noodwendig dat dieselfde resultaat teen 'n helling verkry sal word nie. Hierdie waarneming sal veral in die laer re~nvalgebiede van toepassing wees. 'n Sandhelling van so plat as 15° waarop 'n redelike plantbedekking gevestig is, is steeds nie stabiel nie aangesien grondverlies as gevolg van erosie steeds plaasvind. Op die spesifieke dekmateriaal wat gebruik is, was 'n helling van 25° met 'n basale bedekking van 10% minder stabiel as 'n 15° helling met 'n basale bedekking van slegs 5%. Teen die 15° helling sonder enige plantbedek- king is dieselfde mate van stabiliteit verkry as teen 'n 25° helling met 'n 5% basale bedekking. Op enige van die groeimediums waarop proewe uitgevoer is, kon 'n beter plantbedekking teen vlakker hellings as teen steiler hellings gevestig word. 79 3.2 DEELTJIEGROOTTE By sommige myne is waargeneem dat plante in sekere dele van die proewe teen die hellings baie goed vestig terwyl daar in sekere kolle geen of baie min plante vestig. Dieselfde verskynsel het in gebiede voorgekom waar plante spontaan teen die hellings gevestig het. Thabazimbi ysterertsmyn Die suid- en oostelike hellings van die afvalhope by die Thabazimbi ysterertsmyn bestaan hoofsaaklik uit dolomitiese materiaal terwyl die noordelike- en westelike hellings hoof- saaklik uit lintysterafval bestaan. Die chemiese samestelling van die dolomitiese gebied is redelik homogeen en so ook die van die lintystergebied. Dit is dus onwaarskynlik dat die radikale verskille in plantegroei teen dieselfde helling die gevolg kan wees van chemiese verskille. Ten einde 'n verklaring vir hierdie verskynsel te probeer kry, is deeltjiegrootte-bepalings in lokaliteite met verskil- lende plantbedekkings gedoen. Sestien gate tot 'n diepte van 300 mm is in die afval- materiaal (groeimedium) teen hellings (agt gate) asook op die platvlak (agt gate) gegrawe. Ongeveer 2 kg van die materiaal is met 'n reeks siwwe in verskillende groottes verdeel, naam- lik groter as 75 mm, 9.5 mm tot 75 mm, 2 mm tot 9.5 mm en kleiner as 2 mm. In elke geval is die kroonbedekking van die plantegroei van die betrokke lokaliteit bepaal. Vier gate teen die hellings en vier gate op die platvlak is in gebiede met kroonbedekkings van minder as 40% gegrawe. Die antler vier gate in elke geval is in gebiede met kroonbedekkings van meer as 40% gegrawe. In Figuur 3. 4 word die resultate van die verskillende lokaliteite grafies voorgestel. 80 'n Tweekantige t-toets is toegepas op die gemiddeldes van deeltjies >9,5 nun soos gevind by lokaliteite met kroonbedek- kings van <40% en >40%. 100 80 57 .2-4 57 .81 80 Ill 0\ -40 20 o ~ - --- Platvlak Helllng % KROONBEDEKKING - Kroonbedekklng >-401. ~ kroonbedekklng •-401. •• • t-toets resultaat van die gemiddeldes per lokaliteit FIGUUR 3.4: Die invloed van deeltjiegrootte-verspreiding op die vestiging van plante op mynhope. THABAZIMBI - 1987 Uit Figuur 3.4 blyk dat daar op die platvlak by Thabazimbi, geen korrelasie gevind kan word tussen die persentasie van die deeltjies >9,5 mm en die persentasie kroonbedekking van die verskillende lokaliteite nie. Geen betekenisvolle verskil kon tussen die resultate van die twee groeperings (lokaliteite met kroonbedekkings >40% en <40%) verkry word nie. Die resul tate van die twee groeperings teen die hellings verskil egter hoogs betekenisvol van mekaar. By al vier die lokaliteite waar 'n kroonbedekking van meer as 40% aangetref is, was die persentasie deeltjies >9,5% minder as 70%. 81 By nie een van die agt lokaliteite teen die hellings kon enige tekens van erosie waargeneem word nie. Die relatief ho~ persentasie deel tj ies >9, 5 mm vervul waarskynlik 'n baie belangrike stabiliserende rol in hierdie verband aangesien die erodeerbaarheidsfaktor (K-faktor) van die universele grondverlies vergelyking daardeur verlaag word (Gray en Leiser, 1982). Sishen ysterertsmyn By die Sishen ysterertsmyn is 'n soortgelyke opname gedoen • teen 'n oostelike helling waar plante spontaan, maar in kolle gevestig het. In hierdie geval is al die materiaal wat tot op 'n diepte van 300 mm uitgehaal is in verskillende groottes verdeel en geweeg. Orie monsters (1-3) is geneem in lokaliteite waar geen plante gevestig het nie (0% kroonbedekking), terwyl monsters 4 tot 7 geneem is waar 'n redelike plantbedekking (kroonbedekking van 20 of meer) gevestig was (Tabel 3.9). In al drie die lokaliteite waar geen plante voorgekom het nie was meer as 8 0% van die deel tj ies kleiner as 9. 5 mm in deursnee. In hierdie gebied was daar ook tekens van erosie sigbaar. Die afwesigheid van plante kan dus nie noodwendig toegeskryf word aan die ho~ persentasie fyn materiaal nie, aangesien die effek van erosie ook as 'n bydraende faktor gesien kan word. In die lokaliteite waar wel plante voorgekom het (meer as 20% kroonbedekking), het die deeltjies kleiner as 9.5 mm gewissel tussen 30.4% en 68.6%, en die deeltjies grater as 9.5 mm tus- sen 31.4% en 69.6%. Geen tekens van erosie kon hier opgemerk word nie. Volgens die resultate van 'n tweekantige t-toets 82 wat op hierdie data uitgevoer is, is die verskil tussen die persentasie deeltjies >9,5 mm by die lokaliteite met en sender plantegroei hoogs betekenisvol (P= 0,01) (Figuur 3.5). 70 80 58 .28 •• ! 50 Ill 0'\ 40 A 30 oV> 20 10 0-"----------- % KROONBEDEKKING - 0" Kroonbedek k ing I&\\\'! >20" Kroonbedekking •• • t-toets resultaat van die gemiddeldes FIGUUR 3.5: Die invloed van deeltjiegrootte-verspreiding op die vestiging van plante op mynhope. SISHEN - 1987 Die resultate van die metings by bogenoemde twee myne dui daarop dat sowel 'n "oormaat" growwe as 'n "oormaat" fyn materiaal 'n negatiewe invloed op die vestiging van plante kan he. Die belangrikheid van deel tj iegrootte-verspreiding in die uitskothope, of in deklae wat as groeimedium gebruik word, word duidelik weerspiel!l in Plate 3. 9 en 3. 10. Die degenerasie van plantegroei (as gevolg van erosie) teen die uitgrawings en opvullings in padreserwes, waar "bogrond" as groeimedium gebruik is, bring mee dat jaarliks miljoene rande begroot moet word vir die onderhoud en instandhouding 83 (Van der Breggen, 1993). By die Sishen ysterertsmyn (Plaat 3 .11) het "bogrond-deklae" teen 'n 35° helling binne een seisoen grotendeels weggespoel. Die erosieslote wat gevorm word teen die hellings van goud- mynslikdamme (Plaat 3.12) is ook 'n sprekende voorbeeld van 'n helling waar die growwe fraksies ontbreek en die persen- tasie fyn fraksies dus te hoog is. 84 TABEL 3.9: Deeltjiegrootte-bepaling - SISHEN ysterertsrnyn 1987-06-04 DEELTJIEGROOTTES Monster no. I >75/D nm 9.5 nm - 75.0 Totaal I 2.0 nm - 9.5 m <2.0 nm Totaal I Totaal IKroonbe-1 >9.5 nm I <9.5 nm I tdekking I ----------- ------------------------------------------------ ------------------------------------------------1--- --- --1-- --- --- Kg X Kg X Kg X Kg X Kg X Kg X ! Kg ! X co 0.000 0.000 0.923 15.037 0.923 15.037 1.757 28.625 3.458 56.338 5.215 84.963 6.138 0 lJl 2 0.000 0.000 0.796 16.677 0.796 16.677 1.444 30.254 2.533 53.069 3.977 83.323 4.773 0 3 0.000 0.000 0.961 17.685 0.961 17.685 1.226 22.562 3.247 59. 753 4.473 82.315 5.434 0 4 0.000 0.000 1.596 31.442 1.596 31.442 0.721 14.204 2.759 54.354 3.480 68.558 5.076 18.75 5 2.132 27.552 1.973 25.498 4. 105 53.050 0.692 8.943 2.941 38.007 3.633 46.950 7.738 37.50 6 2.324 27.454 3. 195 37. 744 5.519 65.198 0.545 6.438 2.401 28.364 2.946 34.802 8.465 37.50 7 1.793 24.772 3.274 44.860 5.040 69.632 0.329 4.545 1.869 25.822 2.198 30.368 7.238 18.75 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Plaat 3.9: Die agteruitgang van die plantbedekking teen •n snyhelling as gevolg van die erodering van die bogrondlaag. Plaat 3.10: Die erodering van •n snyhelling. 86 Plaat 3.11: Die bogronddeklaag teen •n 35° helling by SISHEN ysterertsmyn wat na slegs een seisoen grotendeels afgespoel het. Plaat 3.12: Erosieslote gevorm as gevolg van erosie teen •n goudmynslikdam wat uit fyn materiaal bestaan. 87 3.3 EFFEKTIEWE RE~NVAL Die gradi~nt van 'n helling het 'n groot invloed op die ef- fektiwiteit van die re~nval van 'n betrokke gebied. 3.3.1 Die teoretiese verlaging van die hoeveelheid re~n per oppervlakeenheid In 'n gebied met 'n gemiddelde re~nval van 500 mm per jaar, sal 'n perseel van 10 m x 10 m (100 m2 ) op 'n horisontale vlak teoreties dus 500 mm reen ontvang. (Die veronderstel- ling is dat die re~ndruppels presies vertikaal val.) 10 m Die draaiing is nul, dit wil se hoek Q = o. Die re~nval op hierdie oppervlakte is 500 mm. Indien dieselfde perseel tot in 'n vertikale posisie gedraai word, dit wil se sodat dit 'n hoek van 90° met die horison- taal maak, verklein die horisontale oppervlakte tot nul. Die draaiing is 90°, dit wil se hoek Q = 90°. 10 m Die re~nval op hierdie oppervlakte is 0 mm. 10 m Die wiskundige formule wat hierdie verkleining van die op- pervlakte ten opsigte van die hoek Q waardeur di t draai weergee, is cos Q. 88 Orn die verkleinde horisontale oppervlakte te bereken rnoet die werklike oppervlakte (10 rn x 10 rn = 1oorn2 ) dus met die faktor cos Q verrnenigvuldig word. Vir die voorafgaande twee voorbeelde sal die wiskundige berekening vir die grootte van die horisontale oppervlakte dus die volgende wees: a) Vir 'n o0 helling: cos Q x 100 rn2 , dus cos o0 x 100 rn2 = 1 X 100 rn2 = 100 rn2 b) Vir 'n 90° helling: cos Q x 100 rn2 , dus cos 90° x 100 rn2 = 0 X 100 rn2 = o rn2 Gebaseer op die voorafgaande twee voorbeelde, sal 'n rnynhoop met 'n skuinshoogte van 10 rn en 'n lengte van 10 rn waarvan die helling 60° is, se verkleinde horisontale oppervlakte dus cos 60° x 100 rn2 wees dus o I 5 x 100 rn2 = 50 rn2 10 rn 10 rn I I l r- - - - -r 5 rn (Verkleinde horisontale oppervlakte) 89 By 'n helling ~an 60° verminder die horisontale oppervlakte dus na 50% van die werklike oppervlakte van die perseel, Tot dieselfde mate waarin d i e horisontale oppervlakte as 'n persentasie van die werklike oppervlakte verklein, sal die hoeveelheid re~n op die perseel dus ook verrninder. In Tabel 3.10 word 'n indikasie gegee van die hoeveelheid re~n wat teoreties in verskillende re~nvalsones, teen verskillende hellings verwag kan word. TABEL 3.10: Teoretiese re~nval by verskillende hellings in verskillende re~nvalgebiede ------------------------------------------------------------ Jaarlikse Teoretiese re~nval by verskillende hellings re~nval ------------------------------------------------------------ 00 10° 20° 35° 45° 50° (100%) (98.4%) (93.9%) (81.9%) (70.7%) (64.3%) 300 300 295.4 281.9 245.7 212.1 192.8 400 400 393.9 375.9 327.6 282.8 257.1 500 500 492.4 469.9 409.5 353.5 321 , 4 600 600 590.8 563.8 491. 4 424.2 385.6 700 700 689.3 657.8 573.3 494.9 449.9 800 800 787.8 751. 8 655.2 565.7 514.2 900 900 886.3 845.7 737.1 636.4 578.5 1000 1000 984.8 939.7 819.0 707.1 642.7 Uit Tabel 3.10 is dit duidelik dat by 'n helling van byvoor- beeld 35°, die plante wat teen die spesifieke helling geves- tig word, in staat moet wees om met slegs 81,9% van die re~n van die betrokke jaar klaar te kom. In ho~ re~nvalgebiede sal die effek van vermindering van effektiewe rel!nval minder drasties wees as in lae re~nvalgebiede, aangesien 81,9% van 90 die normale steeds genoeg kan wees om in die meeste plantspesies se behoeftes te voorsien. Alhoewel plante wat meer water vereis sal uitsterf, is daar in die plantgemeenskap normaalweg plante wat meer droogtebestand is wat kan vestig en oorleef. 3.3.2 Die verlaging van effektiewe reenval deur •n verhoogde afloop van water Die hoeveelheid, intensi tei t en tydsduur van 'n re~nbui, tesame met die grootte van die opvanggebied en gradi~nt van die helling, is van die belangrikste faktore wat die hoeveelheid en tempo van afloop van water bepaal. Indien die gradi~nt van die helling vier keer verhoog word, word die afloopspoed min of meer verdubbel (Ayres, 1936). Die spat van re~ndruppels is die resultaat van die impak van waterdruppels wat direk val op onbedekte (ontblote) grand of op 'n dun lagie water wat die grand bedek. Groot hoeveelhede grond word op die wyse in die lug in gespat. In die geval van onbedekte grand word daar na raming ongeveer 100 ton grand per akker (247 ton ha-1 ) tydens 'n hewige storm in die lug gespat. Hierdie gespatte deeltjies kan op 'n gelykvlak meer as 600 mm vertikaal en meer as 1.5 m lateraal beweeg word. Teen 'n steil helling sal hierdie spat van gronddeeltjies 'n netto afwaartse beweging daarvan tot gevolg he (Ayres, 1936). Die impak van re~n op onbedekte grand vernietig die porieuse struktuur van die grand en verminder sodoende die in- fil trasiekapasi teit van die grond. 'n Digtheidstoename van tot 15% as gevolg van die invloed van re~ndruppels is in die boonste twee tot drie sentimeter grond waargeneem (Gray & Leiser, 1982). 91 Die fisiese en chemiese samestelling van grond is faktore wat ook 'n belangrike rol speel in die bepaling van die in- f il trasietempo. Die mynhope van verskillende myne, en selfs afvalhope van dieselfde myn, kan radikaal in samestelling verskil. Om hierdie rede is dit onmoontlik om deur middel van 'n wiskundige formule te bepaal wat die infiltrasietempo van 'n spesifieke lokaliteit sal wees. Die benadering van Ayres (1936) is dat die infiltrasietempo van 'n spesifieke lokaliteit slegs deur middel van laboratoriumtoetse en veldeksperimente bepaal kan word. Al is die infiltrasietempo van 'n spesifieke materiaal hoog, sal 'n verhoging van die gradi~nt 'n verhoogde afloop mee- bring - 'n faktor wat die moontlikheid van infiltrasie ver- laag. In gevalle waar die materiaal egter min of geen fyn materiaal bevat nie, is die infiltrasiepotensiaal so hoog dat geen afloop plaasvind nie. Plantegroei kan egter nie hier vestig nie. 'n Helling van 35° ontvang teoreties slegs 81. 9% van die re~nval van die betrokke gebied. Die steil helling het tot gevolg dat die speed van afloopwater drasties verhoog word en die verhoogde waterspoed bring mee dat infiltrasie verlaag. 'n Groot hoeveelheid van die 81.9% van die re~n wat dus op 'n spesifieke oppervlak val, vloei weg en bring mee dat die ef- f ektiewe benutting van die re~n in die betrokke gebied drasties verlaag. Die dro~ toestande wat as gevolg van die verlaging van effek- tiewe re~nval teen hellings ontstaan, bring mee dat die ves- tiging van plantegroei benadeel en in sommige gevalle on- moontlik gemaak word. Aangesien plantbedekking een van die belangrikste faktore is wat help met die bekamping van erosie, word hierdie faktor ge~limineer deur die dro~ toe- stande teen steil hellings dat dit in baie gevalle glad nie meer 'n rol speel nie. 92 3.4 CHEMIESE WANBALANSE 3.4.1 Inleiding Die chemiese samestelling van die materiaal waaruit afvalhope en die slikdamme van myne opgebou is, word grootliks bepaal deur die moedergesteente van die ertsliggaam wat gemyn word, asook deur die chemiese prosesse wat toegepas word tydens die ekstraksie van die mineraal self. Volgens Wallace en Wade (1978), is slegs agt van die 90 natuurlike elemente verantwoordelik vir 98% van die same- stelling van die litosfeer. Die res van die elemente (91%}, is dus gesamentlik verantwoordelik vir die samestelling van die oorblywende 2% van die litosfeer. As gevolg van die lae konsentrasies waarin laasgenoemde elemente voorkom, word hulle spoorelemente genoem. Ten minste ses van hierdie elemente, naamlik yster, boor, magnesium, sink, koper en molibdeen is esse·nsieel vir die me- tabol iese prosesse van ho~r plante (Wallace en Wade, 1978). Ten minste 'n addisionele 10 van hierdie elemente, naamlik kobalt, jodium, selenium, chroom, fluoor, arseen, tin, vanadium, nikkel en silikon is essensieel vir diere en ander organismes. Die grense van die konsentrasies van spoorele- mente wat optimaal is vir die lewensprosesse van organismes is relatief nou, en dit is dus baie moontlik dat 'n oormaat of tekorte kan bestaan. Aan die bokant van die konsentrasiespektrum is alle elemente potensieel, maar differensieel toksies vir biologiese sisteme indien hulle teenwoordig en beskikbaar is in die omgewing in te ho~ konsentrasies. Dit beteken dus dat hierdie essensi~le spoorelemente in die omgewing gehou moet word by relatiewe nou konsentrasiegrense, met oormaat en tekort as die twee uiterste pole. 93 Daar is talle ·voorbeelde van spoorelement-toksisiteite. So byvoorbeeld maak Benson (1968) melding van die toksiese ef- fekte wat waargeneem is waar insekgifstowwe, bemesting en vliegas in die landbousektor gebruik is. Arseenvergiftiging by appelboorde, asook sinkvergiftiging by perskes is albei veroorsaak deur gebruik van insekgifstowwe (Lee & Cradock, 1969). Kopervergiftiging het voorgekom in Florida (VSA} waar 'n oormaat spoorelemente gespuit is in 'n paging om tekorte reg te stel (Westgate, 1952). Indien slik of vliegas vanaf steenkoolmyne en kragsentrales oor lang tydperke as grondverbeteraar gebruik word, is dit ook verantwoordelik vir spoorelement-vergiftiging (Lunt, 1959). 'n Baie belangrike gevolgtrekking uit bogenoemde feite is dat die mens dit nie kan bekostig om toe te laat dat groot kon- sentrasies spoorelemente ongekontroleerd in die natuur vrygelaat word en op hierdie wyse uiteindelik in die voed- selkettings beland nie. Volgens Wright (1976) reageer verskillende klasse organismes en selfs verskillende kultivars van dieselfde spesie verskil- lend op dieselfde konsentrasie van 'n spesifieke spoorele- ment. Die spoorelemente· barium, kadmium, chroom, kobalt, koper, lood, litium, magnesium, nikkel, strontium, tin en sink kom in die grondoplossing hoofsaaklik voor as katione. Hierdie spoorelemente kom in die grondoplossing van neutrale grond (pH 7) voor teen konsentrasies laer as 0.05 ug ml-l (Bradford et al., 1971). In suur grond (pH 5-6) neem hul konsentrasies toe maar neem gewoonlik af in kalkagtige of alkaliese grond (pH 7. 5-8. 5). Hierdie feite in ag genome, so wel as die beperkte oplosbaarheid van hul fosfate, karbonate en hidrok- siede asook hul ho~ adsorbsie deur die katioonuitruilings- kompleks van die grond bring mee dat hul beweeglikheid in die grond baie laag is. Hierdie spoorelemente word meestal in die boonste lae van die grond vasgevang en loog nie maklik uit na 94 die dieperliggende grondlae nie, behalwe in sand- of suurgrond, of in die teenwoordigheid van organiese chelate. om hierdie rede is die spoorelemente normaalweg nie 'n probleem in soverre dit die besoedeling van ondergrondse water betref nie. Spoorelemente kan egter wel probleme veroorsaak indien dit deur middel van afloopwater of wind getransporteer word (Wallace en Wade, 1978). Die oorsprong van al die makro-elemente asook die meeste van die mikro-elemente in die grond geskied via die moeder- materiaal of rots waaruit die grond ontstaan het. Natuurlike wyses waardeur konsentrasies van die spoorelemente in die grond kan verhoog, is relatief min en sluit in re~n, stof vanaf aangrensende terrestri~le sisteme, seesproei, vulkaniese aktiwiteite en klein toevoegings vanaf meteoriese materiaal. Alhoewel daar in sommige streke tekorte aan sekere spoorelemente mag bestaan, kan slegs geringe besoedeling die konsentrasies van hierdie elemente sodanig verhoog dat die bestaande ewewig versteur word (Bradshaw en Chadwick, 1980). In die omgewing van en selfs bo-op dagsome kan welige plan- tegroei voorkom, soos byvoorbeeld by die chrisotielmyne in Oos-Transvaal. Wanneer die erts egter vergruis word, vergroot die soortlike oppervlak van die materiaal. Die tempo waarteen verwering nou kan plaasvind, bring mee dat elemente wat onder natuurlike toestande baie stadig vrygestel word, so vinnig vrygestel word dat dit in abnormale ho~ konsentrasies in die materiaal voorkom. Sommige elemente, wat onder normale omstandighede noodsaaklik kan wees vir die groei en ontwik- keling van plante, kan wanneer dit in sulke ho~ konsentrasies voorkom, 'n toksiese uitwerking op plante he - 'n faktor wat die dood van plante tot gevolg het (Bradshaw en Chadwick, 1980). Afvalhope en sl ikdamme van swaarmetaalmyne, byvoorbeeld lood-, koper-, en sinkmyne bevat gewoonlik ho~ konsentrasies van soute van hierdie metale, wat by spesifieke suurgrade 95 (pH) (Fig.3.6) oplosbaar en ,vir plante opneembaar is. Abnor- male ho~ konsentrasies van hierdie elemente is nie noodwendig toksies nie, aangesien die spesifieke element as gevolg van die pH van die grand nie oplosbaar en dus nie opneembaar is nie (Brady,1984). In baie gevalle is die moedergesteentes arm aan elemente en het die materiaal wat hervestig moet word voedingstoftekorte wat noodsaaklik is vir die normale ontwikkeling van plante. Bo en behalwe die tekorte wat mag bestaan, word daardeur aan- leiding gegee tot wanbalanse. Op hierdie wyse kan 'n tekort aan kalium tot gevolg he dat magnesium in oormaat opgeneem word, al is laasgenoemde nie noodwendig in 'n te ho~ kon- sentrasie teenwoordig nie (Wild, 1988). pH 4 5 6 7 8 9 Fungi N Ca, Mg p K s Fe,Mn,Zn,Cu,Co Mo B • Bakterie en Aktinomycele!! FIGUUR 3.6: Relatiewe verband tussen pH 11 toeganklikheid11 van plantvoedingstowwe {Brady, 1984). 96 3.4.2 Proewe met betrekking ,tot chemiese wanbalanse 3.4.2.1 Proewe by Msauli Chrisotielmyn Gemeet aan Suid-Afrikaanse toestande is hierdie myn gele~ in 'n relatief ho~ re~nvalgebied (784 mm per jaar socs gemeet by Barberton) (Weerburo, 1986), ongeveer 50 km suid-wes van Badplaas in Kangwane (Fig. 2.1). Ten spyte van die fei t dat sommige van die afvalhope van hierdie myn reeds langer as 35 jaar gelede gestort is, het geen plante natuurlik daarop gevestig nie. Daar is van die begin af vermoed dat hierdie chrisotielui tskot om een of ander rede nie as geskikte groeimedium vir plante kan dien nie. Aanvanklike potproewe het aangetoon dat selfs ender die ideale glashuistoestande wat geskep is, daar min of geen kieming van saad in hierdie medium plaasvind nie. Indien wel, is die plantjies pers van kleur en vorder gewoonlik nie ver- der as die drieblaarstadium nie (Briers, 1985a) . Grond- ontledings en 'n reeks potproewe in die glashuis asook proewe op uitskothope . is gedurende die periode 1985 tot 1989 uit- gevoer om moontlike chemiese probleme te identifiseer en regstellende stappe te evalueer. Grondontledings Grondmonsters is gedurende 1985 geneem en is deur die NVK grondlaboratorium (Pretoria) ontleed. Die ontleding van 'n grondmonster ou uitskot (2) is reeds in 1984 gedoen deur Walker en Grant (1984). El l ery en Walker (1986} het ook ontledings van grondmonsters van die chrisotiel-uitskothope laat doen. Die resultate van al hierdie ontledings, tesame met resultate wat verskaf is deur die Nasionale Versneller- sentrum (Faure) waardeur die totale inhoud van elemente in die Msauli-uitskot aangetoon word, word weergegee in Tabel 97 3.11. Die ontledings wat , gedoen is deur die Nasionale Versnellersentrum is gedoen volgens die PIXE- (Proton-Induced X-ray Emission) tegniek. TABEL 3.11: Fisiese en chemiese ontleding van die grond/mate- riaal soos aangetref by MSAULI Chrysotielmyn. Monster Vars Ou Ou Bogrond Ellery en Totale uitskot uitskot(1) uitskotC2) \.lalker konsentrasie! ----------------!-----------------------------------------------------------------! Korrelgrootte 100 100 100 100 100 verspreiding CX) ! Kleiner as 2 nm! 72 66 9 Growwe sand 26 30 97.7 22 97.7 Mediun sand Fyn sand 0 1 2.3 15 Sl i k 2 3 54 2.3 Klei KAV 12. 1 12. 1 Elektriese ge- 1. 18 1. 18 Leiding (dS/cm) pH H 0 9. 1 9 9.6 7. 1 9.6 pH KCl 8.5 8.5 5.9 Voedingstatus (mg/kg) Ca 124 66 7 303 7.4 3400 Mg 1091 1021 392 193 392.6 132000 K 10 8 15 58 14.9 646 Na 14 14 13 18 12.8 p <3 <3 <1 <3 626 Fe 33270 Cu 4 4 10 Zn 70 70 21 Ni 462 462 2684 Co 93 93 Mo 70 7 B 465 465 Al 5500 Cr 2750 Mn 603 s 4500 ---------------------------- --- -------------------------------------- ------ -------- 98 Die grondanalises (Tabel: 3. ·11) toon die volgende: 1. Min fyn materiaal (slik en klei) is in die uitskot aan- wesig. Dit bring mee dat daar 'n swak uitruilkompleks bestaan. 2. Die pH (H2o) van die uitskot is deurgaans 9,0 of ho~r. 3. 'n Katioon-wanbalans heers in die uitskotmateriaal. Be- halwe die Ca-inhoud wat effens laag is, is die verhou- ding van K tot Mg (normaal is 1:1) in die geval van vars uitskot sowel as ou uitskot (1) meer as 1:100. Hierdie wanbalans kan lei tot 'n ooropname van Mg om te kompen- seer vir die lae K-inhoud van die grond, en kan sodoende Mg-vergiftiging tot gevolg h~. Die Ca:Mg-verhouding is ook laag in vergelyking met die van normale grond (Thompson & Troeh, 1978) en stem careen met die van natuurlike serpentyngrond, waar 'n swak plantbedekking die gevolg was van hierdie wanbalans (Proctor & Woodell, 197 5) . 4. Die homogeniteit van die materiaal . lei daartoe dat geweldige korsvorming plaasvind, waardeur die absorbsie van water en die penetrasie van wortels beperk of heel- temal verhoed word . 5. Die konsentrasies van sommige van die swaarmetale is hoog, en selfs meer as wat plante onder normale omstan- dighede benodig. Die konsentrasies val selfs buite die toleransiegrense van die meeste plante (Walker en Grant, 1984). Volgens Brady (1984) is spoorelemente soos Zn, Cu en Co by 'n pH van 9,0 relatief onoplosbaar en dus nie opneembaar deur plante nie. Mo en Bis egter baie meer oplosbaar by hierdie pH en die moontlikheid dat hulle in oormaat opgeneem kan word, is dus nie uitge- sluit nie. Navorsing deur Proctor (1971a en 1971b) asook Soane en Sander (1959) toon aan dat Ni en Cr by hierdie 99 vlakke beslis toksies kan wees. Crooke en Inkson (1955) sowel as Wyn en Lunt (1967) toon aan dat die negatiewe uitwerking van Ni verhoog word indien die K- en Ca- konsentrasies laag is. Uit bogenoemde is dit duidelik dat grondregstellings gemaak sal meet word voordat enige plantegroei gevestig kan word op hierdie materiaal. Hierdie regstellings sluit in: 1 Die pH word verlaag deur die byvoeging van gips (Caso4 .2H20) tot so 'n vlak waar elemente socs Ca, Mg en P meer oplosbaar en dus beter beskikbaar is vir opname deur plante. Aan die ander kant meet gewaak word dat die pH tot so 'n mate verlaag word dat die spoorelemente wat alreeds in oormaat teenwoordig, maar by 'n ho~ pH relatief onoplosbaar is, nie sodanig beskikbaar raak dat dit toksiese afmetings aanneem nie. 2. Die regstelling van die lae Ca- en K-status deur die toediening van anorganiese bemesting. 3. Die verbetering van die uitruilkompleks en die verlaging van die korsvorming deur die toevoeging van organiese materiaal of deur gebruik te maak van "bogrond". Verduideliking: Die term "bogrond", word in hierdie proefskrif gebruik vir enige nietoksiese verweerde materiaal waarvan die struktuur van so 'n aard is dat dit plantegroei kan onderhou. In die geval van sand kan dit byvoorbeeld tot vier meter dik wees, terwyl dit in kalkgrond slegs 'n paar millimeter dik kan wees. 100 Glashuisproewe Met die voorafgaande chemiese probleme en moontlike regstel- lings in gedagte is daar gedurende 1986 twee proewe uitgevoer waarin verskillende alternatiewe toegepas is (Briers et al., 1988). Hierdie proewe was die aanloop tot die proewe wat op die myn self uitgele is en het ook die uitleg daarvan bepaal. om hierdie rede word die verskillende behandelings wat toegepas is asook die belangrikste waarnemings uit die resul- tate verskaf. Die eerste proef is gedoen met die oog op wortelontwikkeling. Die volgende behandelings is toegepas in groeikaste met 'n skuins glaswand, sodat wortelontwikkeling daagliks gemonitor kon word. l} Onbemeste uitskot met 50 mm bogrond bedek. 2) Bemeste uitskot met 50 mm bogrond bedek. 3) Die boonste 150 mm van bemeste uitskot is vermeng met 60 mm bogrond, waarna dit met 'n verdere 40 mm bogrond bedek is. Hierdie proef is gesaai met saad van Eragrostis curvula en Acacia grandicornuta. Die tweede proef was gemik op die regstelling van die medium en die volgende behandelings is toegepas: 1) Kontrole I - onbemeste uitskot. 2) Kontrole II - bemeste uitskot. 3) Bogrond-uitskotmengsel (1:3). 4) Bogrond-uitskotmengsel (1:1). 5) 50 mm riviersand bo-op uitskot. 6) 50 mm onbehandelde dennesaagsels bo-op uitskot. 7) 50 mm bogrond bo-op uitskot. 8) 50 mm bogrond bo-op 20 mm onbehandelde dennesaagsels wat met uitskot vermeng is. 101 9) 50 mm kommersHHe kompos bo-op uitskot. 10) 20 mm kommersHHe kornpos bo-op uitskot. 11) 10 mm kommersHHe ghwanornengsel bo-op uitskot. 12) 10 mm fyn beesmis bo-op uitskot. Hierdie twaalf behandelings is alrnal gesaai met 'n saad- rnengsel bestaande ui t saad van Acacia grandicornuta, Protasparagus laricinus, Cenchrus ciliaris, Eragrostis cur- vula en Cynodon dactylon. Alle b~handelings behalwe behandeling 1 van albei proewe is bemes met 200 kg 2:3:2:(22) 0,5% Zn per hektaar; 1500 kg KCl (50% K) per hektaar en 10 000 kg gips per hektaar. Die rnotivering vir die gebruik van hierdie bernesting is die volgende: Deur die toediening van 10 ooo kg gips per hektaar is die pH verlaag vanaf rneer as 9,0 tot ongeveer 8,0. Die Zn, Ni en Fe is volgens Ellery en Walker, (1986) by hierdie pH baie min of glad nie oplosbaar nie en is dus nie meer toksies vir plante nie. Volgens Antonovics et al. (1971) is die swaarrnetale in serpentyngrond toksies by 'n pH van 5,5 tot 7,5. By 'n pH van 8 sal hierdie rnoontlikheid dus nog nie bestaan nie. Die toediening van gips hef die wanbalans tussen Ca en Mg op. Die toediening van 1500 kg KCl hef die wanbalans tussen K en Mg op en is tussen 2400 en 4000% meer as wat Ellery en Walker (1986) in hulle proewe toegedien het (300 tot 500 kg per hektaar). 102 Die gebruik van organiese materiaal soos beesmis, den- nesaagsels, kompos of ghwano verbeter nie alleen die struktuur van die materiaal nie, maar skep ook 'n uitruilkompleks waarin ione van verskeie elemente gead- sorbeer kan word. Swaarmetale verbind ook met die or- ganiese sure wat by die verwering van organiese materiaal ontstaan. So 'n metaal-suurkompleks word nie deur plantwortels opgeneem nie en het gevolglik nie 'n toksiese ui twerking op pl ante nie (Halstead, 19 68; Halstead et al., 1969; en Brady, 1984). Die gebruik van bogrond sal basies dieselfde uitwerking h~ as in die geval van organiese produkte, alhoewel die intensiteit van die effek kan verskil. Die resul tate wat deur Briers et al. ( 1988) verkry is kan soos volg saamgevat word: Proef 1 In die onbemeste behandeling wat met 50 mm bogrond bedek is, het wortelpenetrasie slegs in die bogrond plaasgevind. Geen wortelontwikkeling het in die onbemeste medium plaasgevind nie. In die bemeste, bogrondbedekte behandeling, sowel as die be- handeling waarin bogrond en ashes vermeng is, het die wortels tot 'n minimum van 120 mm ingedring. In albei gevalle is 84% van die uiteindelike wortellengte alreeds na 23 dae bereik. Die laaste 16% van die verlenging het dus plaasgevind in die oorblywende 97 dae. Wortelindringing kan dus wel plaasvind indien die uitskot hemes of met bogrond vermeng word. Aan- gesien die wortels van Acacia grandicornuta nie die uitskot 103 onderkant die bogrondlaag of vermengde materiaal kon penetreer nie, lyk di t onwaarskynl ik dat borne op die uitskothope van hierdie myn gevestig sal kan word. Proef 2. Behandelings 7, 8, 9 en 12 het die beste resultate gelewer. Die vitaliteit van plante in die beesmisbehandeling (veral Cynodon dactylon) was besonder goed. Aangesien die beesmis- lagie slegs 10 mm dik was, was hierdie plante vir hul groei en ontwikkeling afhanklik van die bemeste uitskot. Waarskyn- lik was die reeds verrotte beesmis verantwoordelik vir 'n groter mate van binding van toksiese metale. Volgens Halstead (1968) is die hoeveelheid organiese materiaal bepalend vir die vlak van Ni-toksisiteit in grond met 'n ho~ Ni-kon- sentrasie. T.oepassing van die resul tate in die praktyk Die resultate van die voorafgaande twee glashuisproewe het daartoe aanleiding gegee dat 'n aantal proewe op die uitskothope van die Msauli-myn beplan is. Met hierdie proewe is gepoog om die resul tate van die glashuisproewe in die praktyk toe te pas. Proef 1 - Bogrond en bemestingsproef Proefdoelwit om te bepaal of 'n plantbedekking bestaande ui t inheemse grasspesies op die ui tskothope van Msauli-chrisotielmyn gevestig kan word deur chemiese wanbalanse reg te stel met anorganiese bemesting, asook deur gebruik te maak van verskillende diktes bogrond as deklaag. 104 Proefuitleg en prosedure Hierdie 3x3x3 faktoriaalproef met bedekking, bemesting en herhaling as faktore, is uitgele op die gelykvlak bo-op 'n chrisotiel-uitskothoop. Die afgebakende gebied is verdeel in drie bane van 8 m breed. Elke baan is onderverdeel in nege blokke van 7 m lank sodat daar uiteindelik 27 blokke van 7 m x 8 m gevorm is. Drie blokke in elke baan is volledig bemes met die volgende bemestingstowwe: Gips 10 000 kg ha-l KCl 1500 kg ha-l Superfosfaat 500 kg ha-l 2:3:2(22) 0,5% Zn 200 kg ha-l 'n Verdere drie blokke in elke baan is bemes met die helfte van bogenoemde bemesting. Die oorblywende drie blokke van elke baan het geen bemesting ontvang nie. Na bemesting toegedien is, is die afgebakende gebied ongeveer 500 mm diep losgebreek met 'n tandimplement om sodoende die kunsmis en gips in die materiaal in te werk, en terselfdertyd die harde kors te breek. Na hierdie bewerking is die eerste baan bedek met 'n 200 mm bogrond/klip-mengsel. Die tweede baan is bedek met 100 mm van dieselfde bogrond/klip-mengsel, terwyl die derde baan geen deklaag ontvang het nie. Alle aksies in verband met hierdie proef is gedurende Novem- ber 1986 afgehandel. Nadat die proefperseel vir ongeveer twee maande so gelaat is, is die verskillende bane en blokke afgebaken. Addisionele bemesting ( 2: 3: 2 ( 2 2) o, 5% Zn) is tydens die ui tle van die proef (Januarie 1987) toegedien. Die volledig bemeste persele het 100 kg ha-1 ontvang, terwyl in die halfbemeste persele 50 105 kg ha-1 en in die onbemeste 'persele geen kunsmis toegedien is nie. Al die blokke is hierna geskarifieer, met 'n saadmengsel gesaai en daarna liggies toegehark. Die volgende spesies is in die saadmengsel ingesluit: Spesie Eragrostis curvula 2 Cynodon dactylon 2 Cenchrus ciliaris 5 Digitaria eriantha 2 Anthephora pubescens 2 Panicum maximum 2 Stylosanthus gracillus 2 Medicago sativa 2 Trifolium subteranum 3 Enneapogon cenchroides Melinis repens Aristida adscensionis 75 kg saad en growwe Aristida congesta materiaal soos dit Eragrostis lehmanniana opgesuig is in ou lande Stipagrostis uniplumis en in die veld. Chloris virgata Urochloa brachyura Evaluering van die proef is gedurende Mei 1987, Mei 1988 en April 1989 gedoen (kyk p. 40 en 41). Resultate en bespreking Die resultate van die drie jaar se evaluerings word in Figure 3.7 tot 3.9 uitgebeeld. 106 10 1 . 12 • N a ~ Cl) I 0. ~ ~ Cl 0.2 0 0 0 Geen bogrond 100 """ boorond 200 MM boorond KBV KBV VK Behandeling!P=(0,05) P=(0,01) (%) ! Deklaag: Geen 0.00 0.00 0.00 100 mm 6.61 10.97 52.69 200 mm 5.33 8.83 60.16 Bemesting: Geen 0.45 0.75 113.19 Halfbemes ! 8.87 14.71 82.61 Volbemes ! 3.19 5.29 31. 62 ---------------------------------------- FIGUUR 3.7: Gemiddelde bogrondse dro~massa van die bogrond en bemestingsproef. MSAULI - 1987 tot 1989 107 25 21.03 o\O Geen bogrond 100 mm bogrond 200 mm bogrond D Onbemes - Halfbemes k ::. I Volbemes KBV KBV VK Behandeling!P=(0,05) P=(0,01) (%) ! Deklaag: Geen 1.04 1.72 244.01 100 mm 19.43 32.23 77.55 200 mm 13.75 22.81 49.46 Bemesting: Geen 1.04 1. 72 52.81 Halfbemes 12.07 20.02 58.19 Volbemes 15.26 25.30 49.95 ---------------------------------------- FIGUUR 3.8: Gemiddelde kroonbedekking van die bogrond en bemestingsproef. MSAULI - 1987 tot 1989 108 2.5 t,'I i:: 2 .01 •rl 2 1.89 ~ ~ QJ l"Cj QJ 1.5 .Q QJ M I'd 1:11 I'd i:Q o\O 0 . 5 0 0 0 0 Geen bogrond 100 mm bogrond 200 mm bogrond BEHANDELINGS - Onbemes D Halfbemes I f A Volbemes KBV KBV VK Behandeling P=(0,05) P= ( 0, 01) ( %) Deklaag: Geen 0.00 0.00 ? 100 mm 0.91 1.50 33.8 200 mm 1. 40 2.32 64.14 Bemesting: Geen 0.00 0.00 Halfbemes 1.26 2.09 65.42 Volbemes 0.64 1.06 21. 87 ---------------------------------------- FIGUUR 3.9: Gemiddelde basale bedekking van die bogrond en bemestingsproef. MSAULI - 1987 tot 1989 109 Die resultate van hierdie proef bevestig tot 'n groot mate die bevindings van die aanvanklike potproewe. Waar geen bogrond gebruik is nie, was in al drie die bemestingsbehan- del ings bykans geen resul tate nie. 'n Kroonbedekking van gemiddeld 0%, 0,1% en 0,47% is gedurende die drie jaar in die onbemeste, halfbemeste en volbemeste persele onderskeidelik aangetref. Gedurende die eerste jaar is 'n kroonbedekking van meer as 1% in die volbemeste perseel aangetref. Hierdie kroonbedekking is hoofsaaklik toe te skryf aan die teenwoor- digheid van Cynodon dactylon (Van Wyk, 1988b). Aan die einde van d~e derde seisoen was die gemiddeld vir die drie jaar 0,47%, en is dit duidelik dat agteruitgang plaasgevind het en steeds voortduur. Wat basale bedekking en bogrondse dro~massa betref, is daar nooit enige resultaat verkry nie. In die onbemeste persele wat met 100 mm bogrond bedek was, was die resultate van al drie die opnamemetodes swak in ver- gelyking met die van die half- en volbemeste persele. Die resul tate van laasgenoemde twee persele verskil hoogs betekenisvol (P = 0,01) van die onbemeste perseel ten opsigte van basale bedekking en betekenisvol ten opsigte van bogrondse dro~massa. Die kroonbedekkingsverskille is egter nie betekenisvol nie. Aan die anderkant is daar geen betekenisvolle verskille tussen die resultate van die half- en volbemeste persele nie. Tussen die resultate van die halfbemeste en volbemeste per- sele van die 200 mm bogrond-bedekte baan kon geen betekenis- volle verskille verkry word nie. Daar is egter betekenisvolle verskille tussen die volbemeste en onbemeste persele se basale en kroonbedekkings, asook tussen die resultate van die bogrondse dro~massa van die half- en onbemeste persele. Volgens Figuur 3.7 was die opbrengs (bogrondse dro~massa) van die 100 mm bogrondbedekte baan gemiddeld ho~r as die van die 200 mm baan. Volgens die variansie-analise is hierdie verskille egter net betekenisvol in die geval van die vol- 110 bemeste persele. Die bogrondse dro~massa van die halfbemeste 100 mm deklaagperseel is ook hoogs betekenisvol beter as die van die onbemeste perseel. In die onbemeste persele van al drie die deklaagbehandelings kon geen basale bedekking resultaat verkry word nie. In die halfbemeste persele is 'n betekenisvolle verskil gekry tussen die basale bedekkings van die persele met 100 mm deklaag en geen deklaag. In die volbemeste persele was die verskil tus- sen die resul tate van die 100 en 2 00 mm deklae hoogs betekenisvol meer as die waar geen deklaag gebruik is nie. Gevolgtrekking Uit die data van hierdie proef was die volgende egter baie duidelik: Geen hervestiging van plantegroei kan plaasvind sender die gebruik van bogrond (of ander moontlike deklae) nie. Die verskil in dikte van die spesifieke bogrond soos in die proef gebruik sal nie betekenisvolle verskille in die uiteindelike plantbedekking tot gevolg he nie. Die plantbedekking wat gevestig het op hierdie spesifieke bogrond wat gebruik is, is sodanig dat dit nie erosie sal kan bekamp nie (Vergelyk met die proewe soos bespreek ender punt 3.1.2.3). Volgens die grondanalise van die bogrond wat gebruik is en die uitskot waarop die proef uitgele is, sowel as die resul tate van die potproewe en hierdie proef is di t duidelik dat selfs met anorganiese bemesting, daar nie 'n aanvaarbare plantbedekking op hierdie materiaal gevestig kan word nie. Om 'n aanvaarbare plantbedekking te vestig is onmoontlik sender die gebruik van organiese materiaal waardeur toksiese spoorelemente vasgevang 111 word, 'n uitruilkomple·ks vir noodsaaklike elemente ge- skep word en die indringing van water en plantwortels verbeter word. Proef 2 - Organiese regstelling Proefdoelwit Aangesien daar geen organiese regstelling in die voorafgaande proef gedoen is nie, is daar besluit om terselfdertyd 'n proef uit te le waar sowel anorganiese as organiese regstel- lings gedoen sal word. Proefuitleg en prosedure Die proef is 'n 5x6 faktoriaal met behandelings en herhalings as faktore. Uit die resultate van die potproewe het geblyk dat beesmis die beste resultate opgelewer het. Om hierdie rede is beesmis in hierdie proef gebruik om die regstelling te doen. Beesmis sou baie ver aangery moes word as dit sou blyk dat dit die oplossing van die probleem is (met verreikende finansi~le implikasies). Om hierdie rede is 'n ander, meer bekombare or- ganiese materiaal, naamlik dennebas, vanaf nabygele~ plan- tasies ook in hierdie proef as plaasvervanger en in kom- binasie met beesmis ingesluit. Die bemesting met anorganiese kunsmis en 'n saadmengsel wat toegedien is, is presies dieselfde as wat vir die vorige proef gebruik is (kyk proef 1 p. 103). Die hele perseel is± 500 mm diep losgebreek en daarna anor- ganies hemes en in 30 blokke van 7 m x 8 m verdeel. Die der- tig blokke is op ewekansige basis in vyf behandelings van ses herhalings elk verdeel. Organiese materiaal (beesmis en den- nebas) is uitgestrooi en ingewerk (Fig. 3.10). Nadat al die 112 voorbereidings gedoen is (Nov. 19 8 6) , het ongeveer twee maande verloop voordat die hele perseel met 100 mm bogrond bedek is (Jan. 1987). Net nadat die deklaag geplaas en gelyk- gemaak is, is die hele perseel geskarifieer, bemes met 100 kg 2:3:2(22) 0.5% Zn ha-l en gesaai met dieselfde saadmengsel as in die vorige proef (kyk proef 1 p. 103). 5M 5M 5M 5M 5B 5B 2B 2B lM = 2B lM = 2B 2M 2M 2M 2M 5B 5B 2B 2B 2M 2M lM = 2B lM = 2B 5B 5B lM = 2B lM = 2B 2B 2B 5M 5M M = Beesmis B = Dennebas Legende: 1. 50 mm beesmis SM 2 . 50 mm dennebas SB 3 • 20 mm dennebas 2B 4. 20 mm beesmis 2M 5. 10 mm beesmis plus 20 mm dennebas 1M+2B Figuur 3.10: Uitleg van die organiese regstellingsproef. MSAULI - 1987 113 Die enigste verskil tussen die verskillende behandelings is die hoeveelheid en tipe organiese materiaal wat toegedien is. Die vyf behandelings wat toegepas is, word aangetoon in Figuur 3.10. Die metings in hierdie proef is gedurende Mei 1987, Mei 1988 en April 1989 gedoen (kyk p.40 en 41). Resultate en bespreking Die resultate van die verskillende metings word deur grafiese voorstellings in Figure 3.11 tot 3.13 gegee. Die variansie-kol!ff isil!nt van die basale en kroonbedekking sowel as die bogrondse drol!massa viral drie die jare is oor die algemeen hoog en wissel tussen 15.29% en 83.97%. Alhoewel sekere neigings of tendense uit die grafieke bespeur kon word, was min van die verskille betekenisvol. Waar daar wel 'n betekenisvolle verskil gedurende die een jaar waargeneem is, is dit gedurende die volgende jaar bykans die teenoorge- stelde. Wat basale bedekking betref, was daar gedurende die eerste jaar {1977) nie betekenisvolle verskille tussen die verskil- lende behandelings nie. Gedurende die volgende groeiseisoen was daar egter 'n gemiddelde toename van meer as 3% in die proef as geheel. Die 6,33% van die behandeling wat 5 cm mis ontvang het was ook betekenisvol meer as die van die behan- delings met 2 cm mis en 2 cm bas. Tydens die 1989 groeiseisoen is daar 'n gemiddelde toename van ongeveer 0,8% maar geen betekenisvolle verskille is aangetref nie. Wat die gemiddelde basale bedekking oor die periode van drie j aar betref, was daar ook geen betekenisvolle verskille nie. Die kroonbedekkingsresul tate van 1987 toon aan dat gemid- deldes van die behandelings met 5 cm mis en 2 cm mis slegs betekenisvol verskil van die met 5 cm bas. Tydens nie een van 114 die daaropvolgende jare, of • selfs die gemiddelde van die van die drie jaar word enige betekenisvolle verskille aangetoon nie. Slegs in die resultaat van bogrondse dro~massa van 1988 word 'n betekenisvolle verskil tussen die behandeling met 5 cm mis en die met 2 cm mis aangetref. Die gemiddelde vir die drie jaar toon egter betekenisvolle verskille aan tussen die be- handeling met 5 cm mis teenoor die behandelings met 2 cm mis en 1 cm mis/2 cm bas. In die meeste gevalle waar daar betekenisvolle verskille aan- getref is, was dit die behandeling wat 5 cm mis ontvang het wat 'n beter resultaat gehad het as een of meer van die ander behandelings. Gedurende die metings van 1989 is daar ook profielgate in 'n hele aantal van die persele gegrawe ten einde die indringing van wortelstelsels te vergelyk. Alhoewel daar nie data in hierdie verband versamel is nie, was dit duidelik dat wor- telindringing in geen van die persele dieper as die behan- delde sone plaasgevind het nie. Waar wortels wel deur die be- handelde laag gedring het, het dit horisontaal gegroei of 'n bondeltjie gevorm. Op plekke waar kaal kolle in die proewe voorgekom het, was dit duidelik dat of die bogrondlaag of die lagie organiese materiaal onvoldoende was. Aangesien die plasing van die verskillende lae met vragmotors en ander swaar grondverskuiwingsapparaat gedoen is, kon dit nie ak- kuraat gedoen word nie. 115 70 80 U . 3 t,'I i:: 80 •.-l ~ ~ (1) "d •o (1) .Q i:: 30 0 0 ~ ~ 20 o'V' 10 0 5 cm Baa 5 cm Mia 2 cm Baa 2 cm M ia 1 cm M i a • Behandellngs 2 cm Baa D 1051 ~ 1088 EJ 1080 nmn 1081 - 1080 KBV KBV VK Jaar !P=(0,05) P=(0,01) (%) ! 1987 13.08 18.2 77.28 1988 13.85 18.89 22.35 1989 17.22 23.48 28.67 Gem. 11.09 16.14 15.29 ---------------------------------------- FIGUUR 3.11: Gemiddelde kroonbedekking van die organiese regstellingsproef. MSAULI - 1987 tot 1989 116 10 tJ'I s:: 8 7 .8 ..... .i.: .i.: Q) re, 8 Q) .Q Q) •••➔ nS 4 Ill nS ~ o\O 2 0 5 cm Ba• 5 cm Ml• 2 cm Ba• 2 cm Ml• 1 cm Ml• • Behandellngs 2 cm Ba• D 1987 ~ 1988 CJ 1989 IIIIIIl 1987 - 1989 KBV KBV VK Jaar !P=(0,05) P=(0,01) ( %) ! 1987 1.53 2.09 83.92 1988 2.37 3.23 42.15 1989 1.80 2.46 27.46 Gem. 2.03 2.95 27.73 ---------------------------------------- FIGUUR 3.12: Gemiddelde basale bedekking van die organiese regstellingsproef. MSAULI - 1987 tot 1989 117 100 ~----------------- ------ ---~ 80 77 . 2 80 N a ~ Q) -40 0. a RS ~ C, 20 0 5 cm Ba• 5 cm Ml• 2 cm Ba• 2 cm Ml• 2 cm Mia • Behandellngs 1 cm Ba• D 1987 b\\\\1;l 1988 D 1989 llIIIIB 19a1 - 1959 KBV KBV VK Jaar !P=(0,05) P=(0,01) (%) 1987 7.81 10.65 83.97 1988 32.28 44.02 64.74 1989 41. 27 56.29 60.63 Gem. 16.26 23.66 24.57 ---------------------------------------- FIGUUR 3.13: Gemiddelde bogrondse dro~massa van die or- ganiese regstellingsproef& MSAULI - 1987 tot 1989 118 Gevolgtrekkings Tendense wat uit die grafieke waargeneem kan word, is die volgende: Geoordeel aan die gemiddelde van die verskillende metings is dit duidelik dat 'n baie beter plantbedekking gevestig het in hierdie proef, waar daar van organiese bemesting gebruik gemaak is, as in die geval van die vorige proef. Die resul tate van albei proewe in ag genome, is dit dus duidelik dat die gebruik van or- ganiese materiaal, net soos in die potproewe, 'n radikale verskil in die kierning en vestiging van plante teweeggebring het. Veral wat kroonbedekking en bogrondse dro~massa betref, het die behandelings wat beesrnis ontvang het, gedurende die eerste seisoen 'n beter resultaat gelewer. Hierdie aanvanklike voorsprong is gedurende die tweede seisoen grotendeels uitgewis, moontlik as gevolg van die tydperk waartydens verrotting van die boornbas kon plaas- vind en verrotte organiese rnateriaal dus kon vorrn. Die aanvanklike voorsprong van die beesrnis is waarskynlik juis gele~ in die feit dat dit as reeds verrotte rnateriaal in die asbesu i tskot ingewerk is. Al drie die laer toedienings het oor die algerneen swak- ker resultate gelewer as die twee ho~r toedienings (5 cm mis en 5 cm bas). Al hoewel die verskille nie altyd betekenisvol was nie, dui die resultate dus daarop dat die hoeveelheid organiese rnateriaal wat gebruik word 'n baie belangrike faktor kan wees wanneer hervestiging van hierdie uitskot gedoen word. 119 Die geringe toename in ,bogrondse dro~massa en die daling in kroonbedekking by die 2 cm bas-behandeling, kan moontlik 'n aanduiding wees dat die effek van die laer toediening alreeds begin geld. Die aanvanklike uitruilkompleks waardeur elemente langer beskikbaar gehou, swaarmetale vasgevang en waterpenetrasie bevorder is, begin dus verdwyn. Dit kan dus beteken dat veel meer organiese materiaal gebruik sal moet word om te verseker dat 'n plantbedekking vestig wat aan sy eie behoeftes kan voorsien in terme van organiese materiaal. 120 Plaat 3.13: Aanleguitskothope van die Msauli Chrisotielmyn Plaat 3.14: Persele 1, 2 en 3 van die regstellingsproef by Msauli Chrisotielmyn 121 Proef 3 - Regstellingsproef , Proefdoelwit Rehabilitasie gegrond op die resultate van die voorafgaande proewe sou groot finansi~le implikasies inhou. Om hierdie rede is daar besluit om 'n derde proef te doen waarin: Hulpbronne uit die direkte omgewing aangewend sal word om waar moontlik as plaasvervangers vir kunsmis en or- ganiese produkte wat oor groot afstande vervoer moet word te dien. Om vas te stel of daar nie tog 'n aanvaarbare plantbedekking verkry kan word deur net van anorganiese bemesting gebruik te maak nie. Proefuitleg en prosedure 'n 7x3 faktoriaalproef met behandelings en herhalings as fak- tore, is beplan. Sewe persele van 11 x 11 m is op 'n chrisotiel-uitskothoop uitgele. In hierdie proef is die grond weereens losgebreek met swaar masjinerie, maar die plasing van organiese materiaal, kunsmis en saad asook die inwerk daarvan is alles met die hand gedoen. Op hierdie wyse is verseker dat meer akkurate plasing van materiaal kon geskied. Aangesien een van die bodemkundige probleme juis die tekort aan kalium is, is daar besluit om steenkoolas wat ryk aan kalium is en waarvan daar ongeveer 10 ton per dag by die myn geproduseer word, in hierdie proef in te sluit. Verder is 122 grasmolm wat in groot hoeveelhede in die omgewing van die myn gesny kan word as organiese materiaal gebruik as plaasver- vanger vir beesmis. Gips Gips Gips Gips Gips Gips Gips - Steen- Steen- Steen- Steen- Steen- - koolas koolas koolas koolas koolas IBo- Bo- Bo- Bo- Bo- Bo- Bo - ~rond grond :rond grond grond grond grond !Bernes - Bernes Bernes Bernes Bernes Bern e s (sonder KCI) IBees- Bees- Bees- - - - - lmis mis mis - - - - - Mulch - (gras ) Gips - 10 ton/ha Bemesting: Beesmis - 1 cm KCl - 1500 kg/ha Steenkoolas - 2 cm Superfosfaat - 500 kg/ ha Mulch - 10 ton/ha 2 :3 :2: - 200 kg/ha Bogrond - 10 cm Figuur 3.14: Diagrammatiese voorstelling van die verskil- lende behandelings van die regstellingsproef - MSAULI - 1988. Resultate en bespreking As gevolg van aktiwiteite by die myn kon hierdie proef vir slegs twee seisoene gemonitor word (1989 en 1990). Die resul- tate is verkry deur metings soos op bladsy 40 en 41 beskryf, en word in Figure 3.15 tot 3.18 grafies voorgestel. Reeds aan die einde van die eerste groeiseisoen (1989) was dit duidelik dat al drie die persele wat beesmis ontvang het, beter plantbedekkings as enige van die ander persele gehad het. Met al drie die parameters wat gemeet is, naamlik die 123 bepaling van kroonbedekking, basale bedekking en bogrondse dro~massa, was die verskille hoogs betekenisvol (P = 0.01). Hierdie hoogs betekenisvolle verskil is ook na die tweede groeiseisoen verkry en word dus ook in die gemiddeldes van die twee seisoene se resultaat weerspie~l. In perseel 3, waar al die ameliorante wat in die proef gebruik is ingewerk is, was die kroonbedekking, basale bedekking en bogrondse dro~massa die hoogste. Perseel 2 waar anorganiese bemesting weggelaat is se kroon- en basale bedekkings het geed vergelyk met die van perseel 3. Dit was egter opvallend dat 'n hoogs betekenisvolle laer bogrondse dro~massa in perseel 2 verkry is. Die kroonbedekking van albei persele was hoogs betekenis- vol meer as die van perseel 1, maar die verskil in basale bedekking tussen die drie persele was nie beduidend nie. In perseel 1, waar die steenkoolas weggelaat is, was die bogrondse dro~massa ongeveer dieselfde as die van perseel 2. Gedurende die tweede seisoen het die basale bedekkings van al drie die persele verbeter. Ten spyte van die verhoogde basale bedekking, wat toegeskryf kan word aan polle van meerjarige grasse wat aansienlik vergroot het, het die bogrondse dro~massa van persele 2 en 3 feitlik konstant gebly, terwyl die van perseel 1 sodanig verhoog het dat di t hoogs betekenisvol verskil het van die van perseel 2. Uit die resultate van hierdie drie persele wil dit dus voorkom of die weglaat van anorganiese bemesting in perseel 2 eers vanaf die tweede seisoen werklik 'n nadelige uitwerking begin toon het. Die beesmis het vermoedelik aan die aan- vanklike behoeftes van die plante voorsien. Die tekort in die geval van perseel 1 gedurende die eerste seisoen kan egter nie verklaar word nie. Uit die tweede seisoen se resultate blyk dit tog of die aanvanklike tekort verminder het. Persele 4 tot 7 se resultate was van die begin af baie swak. Geen betekenisvolle verskille (P = o, 05) kon tussen die kroon- en basale bedekkings of bogrondse dro~massa van 124 hierdie persele verkry word nie. Die saad het baie swak gekiem en die plante het klein gebly. Die bogrondse dro~massa van 5,07 g 0,5 m- 2 en minder is 'n aanduiding van die lae vitaliteit van die plante gedurende die eerste seisoen. Selfs na 'n tweede seisoen was die hoogste bogrondse dro~massa 7,48 g 0,5 m-2 . Alhoewel daar in al vier hierdie persele gedurende die tweede seisoen 'n verbetering in basale bedekking sowel as bogrondse dro~massa was, was dit gering en totaal onaan- vaarbaar. Die swakste gemiddelde resultaat is dit van perseel 6, waar 10 ton gemaalde gras ha-1 ingewerk is. Hierdie resul taat bevestig die resultaat van proef 2, waar daar aanduidings was dat onverrotte materiaal (bas) aanvanklik 'n swakker resul- taat in terme van die kieming en vestiging van plante tot gevolg het. Indien hierdie proef oor 'n langer periode gemonitor kon word, kon 'n beter resultaat moontlik na die volgende seisoen te wagte gewees het. In persele 4 en 5, waar die enigste verskil die weglaat van KCl by perseel 4 was, wil dit voorkom of daar 'n weinig beter resultaat verkry is waar KCl wel toegedien is. Hierdie resul taat stem tot 'n mate ooreen met die verskil tussen persele 2 en 3. 'n Vergelyking van persele 5 en 7 waar die enigste verskil die weglaat van steenkoolas in perseel 7 is, toon ook aan dat die gebruik van steenkoolas voordelig vir die kieming en vestiging van plante kan wees. Hierdie growwe materiaal kan 'n belangrike rol speel in die verbetering van die grondtekstuur waardeur waterpenetrasie verhoog en wortelindringing verbeter word. As gevolg van die organiese aard van hierdie materiaal, kan dit ook 'n rol speel in die vorming van 'n beter uitruilkompleks terwyl die ho~ kaliuminhoud van steenkoolas ook die tekort in die groeimedium kan verminder. Die klein verskil tussen per- sele 6 en 7 toon aan dat selfs die weglaat van steenkoolas uit perseel 7, en die gebruik van 'n vermolmde grasdeklaag in perseel 6 nie 'n noemenswaardige verskil teweeggebring het nie. 125 70 8-4 .08 80 t,'I s:: •.-i ~ 50 ~ QI re, QI -40 .Q s:: 0 0 30 ~ ~ ~o 20 10 0 2 3 ,4 5 6 7 BEHAND ELINGS KBV KBV VK Jaar ! P= ( 0 , 0 5 ) P= ( 0 ~ 01 ) (%) --19-8-9 -- !- -2-1-. 7-3 -- -2-9.-77- --6-3.-5-5 - FIGUUR 3. 15: Gemiddelde kroonbedekking van die regstel- lingsproef - Proef 3. MSAULI - 1989 1 2 6 12 t,\ 10 -i~:= ~ ~ 8 a> ,c, a> .Q ..a.>. RS (Jl RS -4 IXI o\O 2 3 -4 s 8 7 BEHANDELINGS CJ 1989 a 1990 CJ GEMI0OELD KBV KBV VK Jaar !P=(0,05) P=(0,01) (%) ! 1989 3.75 5.09 115.03 1990 3.49 4.91 45.26 ! Gem. ! 2.80 4.24 33.38 -------------------------------------- FIGUUR 3.16: Gemiddelde basale bedekking van die regstel- lingsproef - Proef 3. MSAULI - 1989 tot 1990 127 70 80 Ns 50 in... 4 0 0 1-1 Q) 30 0. s RS 1-1 ~ 2 3 4 5 e 7 BEHANDELINGS LJ 1989 ~ 1990 LJ GEMIOOELO KBV KBV VK Jaar lP=(0,05) P= ( 0, 01) (%) 1 1989 11.05 23.36 65.19 1990 14.81 20.29 40.93 Gem. 20.89 31. 64 40.71 -------------------------------------- FIGUUR 3.17: Gemiddelde bogrondse drot!massa van die regstellingsproef - Proef 3. MSAULI - 1989 tot 1990 128 N a LO.. 0 8 a, tll ti) tll I-' 8 (D tr (D 30 0. • (D ~ .~... ::, 2 IQ 10 0 0 2 3 5 6 7 BEHANDELINGS ~ '4 Kroonbedek king @.\\'! '4 Buale bedekk i n11 EJ Bogrondae droemaaaa FIGUUR 3.18: Gemiddelde kroonbedekking, basale bedekking en bogrondse droemassa van die regstellingsproef - Proef 3. MSAULI - 1989 tot 1990 Gevolgtrekkings Uit die reeks proewe wat uitgevoer is by hierdie myn, kan die volgende dus met 'n redelike mate van sekerheid aanvaar word: 1. Geen plantegroei kan gevestig word sander radikale chemiese en fisiese regstelling van die betrokke materiaal nie. 2. Die hoeveelheid organiese materiaal wat gebruik word asook die kwaliteit daarvan sal tot 'n groat mate die sukses van die vestiging van 'n plantbedekking bepaal. 129 3. Die plasing van tot 200 mm bogrond sonder chemiese regstelling sal nie voldoende wees om 'n plantbedekking te vestig nie. 4. Die penetrasie van wortels sal slegs plaasvind in die lae wat chemies en f isies reggestel is. Om hierdie rede is dit onwaarskynlik dat borne wat oor die algemeen 'n diep penwortelstelsel het in hierdie materiaal sal vestig. 5. Dit wil voorkom of steenkoolas wel met vrug gebruik kan word, aangesien dit organies van aard is en dus 'n bydrae kan lewer ten opsigte van die daarstel- ling van 'n uitruilkompleks. Verder sal die growwe tekstuur help om die verdigting van die chriso- tieluitskot te verminder terwyl die relatief ho~ kaliuminhoud ook hierdie tekort kan help aanvul. Alhoewel een van die uiterste gevalle hier beskryf is, is dit die uitsondering en is die regstellings wat by die meeste myne gedoen meet word baie minder gekompliseerd. 3.4.2.2 Proewe by Thabazimbi ysterertsmyn 1 Hierdie myn is gele~ in die Noordwes-Transvaal (24° 37 Sen 21° 24' O), ongeveer 200 km noord-wes van Pretoria (Fig. 2. 1) , met 'n gemiddelde re~nval van 65 6 mm per j aar (Weerburo, 1986). Die afvalmateriaal van hierdie myn bestaan hoofsaaklik uit dolomiet- en lintysterafval. Die grondontledings van die twee uitskotmateriale word in tabel 3.12 verskaf. Volgens die ontledings, is . die P-inhoud van albei materiale laag. Die K-status van die lintysterafval is bevredigend maar kan aangevul word om te kompenseer vir dit wat deur die plant 130 opgeneem word. Die verhouding van die verskillende elemente tot mekaar is ook in albei gevalle bevredigend. By 'n pH van ~ 6,5 is die meeste van die noodsaaklike elemente wat in die grond beskikbaar is, in opneembare vorm. Die grootste probleem wat verwag kan word, is die lae slik- en klei-inhoud asook die totale afwesigheid van organiese materiaal wat meebring dat daar 'n swak uitruilkompleks bestaan. Dit het tot gevolg dat die loging van opgeloste elemente maklik kan plaasvind. Hierdie probleem word veral gedurende die eerste jare na die storting van die materiaal vererger deurdat die materiaal nog nie gekompakteer het nie. TABEL 3.12: Resultate van bodemkundige ontledings van uit- skotmateriaal van THABAZIMBI ysterertsmyn (1985). Dolomitiese Lintyster- afval afval Tekstuur: % Klei 3 9 % Slik 10 13 % Sand 87 78 Voedingstatus: (dpm) p 3 3 K 274 94 Ca 2411 369 Mg 553 220 Na 9 21 Zn pH: KCl 5.8 5.6 H 20 6.5 6.6 131 Bemestingsproef Proefdoelwit Om vas te stel wat die effek van bemesting op die vestiging van plante in hierdie materiaal is, is 'n proef gedurende November 1985 uitgele op vars gestorte dolomietafval. Proefuitleg en prosedure Ter voorbereiding van die proef is± 300 m3 lintysterafval op 'n gelykvlak aan die suidekant van die myn gestort en gelyk- gemaak. 'n 3x3 faktoriaal-proef met behandelings en herha- lings as faktore is daarna uitgele. Die verskillende behan- delings is toegepas in drie persele van 12 x 8 m. Elk van hierdie behandelingspersele is verdeel in drie replikate. Die persele is soos volg bemes: Perseel A (3 replikate) : 500 kg ha-l Superfosfaat 100 kg ha-l KCl 150 kg ha-l 2:3:2(22) Perseel B (3 replikate) 250 kg ha-l Superfosfaat 100 kg ha-l KCl 75 kg ha-l 2:3:2(22) Perseel C (3 replikate) Geen bemesting 132 Al die persele is na bemesting geskarifieer om die kunsmis in te werk en terselfdertyd 'n beter saadbed daar te stel. Al die persele is gesaai met die volgende saadmengsel: Spesie Cenchrus ciliaris 2 Panicum maximum 2· Digitaria eriantha 2 Cynodon dactylon 2 Eragrostis curvula 2 Aristida congesta Aristida adscensionis Aristida scabrivalvis 200 kg ha-l Chloris virgata· opgesuigde Melinis repens materiaal Urochloa brachyura Tragus berteronianus Enneapogon cenchroides Die opgesuigde materiaal is versamel in ou lande en in padreserwes en sluit saad van die genoemde spesies, asook stokkies en blare in. Alhoewel die saad van die opgesuigde spesies versamel word in gebiede waar daar 'n redelike skoon stand van genoemde spesies is, is daar altyd saad van minder volop spesies in die mengsel teenwoordig. Metings van verskillende parameters is vanaf 1986 tot 1988 aan die einde van elke groeiseisoen (April/Mei) gedoen vol- gens die prosedures soos beskryf op bladsye 40 en 41. In Figure 3.20 tot 3.22 word die resultate grafies voorgestel. 133 so 70 . &3 70 . U t,, so ~ •l"i ~ ~ Q) ltJ Q) 40 ,Q ~ 0 0 ~ >:: 20 o\O Volbemea Halfbemee Onbemea BEMESTINGSPEILE D 1986 ~ 1987 D 1988 IIIIIl] Gemiddeld Helling KBV KBV VK (grade) !P=(0,05) P= ( 0, 01) (%) ! 1986 14.09 20.04 26.56 1987 15.16 21. 56 19.73 1988 11. 24 15.99 14.30 Gemiddeld 16.29 27.02 13.30 ---------------------------------------- FIGUUR 3.19: Gemiddelde kroonbedekking van die bemes- tingsproef. THABAZIMBI - 1986 tot 1988 134 10 t,'I -i~:: 8 ~ ~ Q) "Q') 8 .Q Q) ••➔ " 4 rJ'l I"ll' o\O 2 a Volbemea Hallbemea Onbemea BEMESTINGSPEILE D 1988 fu\\\1 1987 D 1988 mIIII Gemiddeld Helling KBV KBV VK (grade) !P=(0,05) P=(0,01) (%) ! 1986 3.89 6.46 33.6 1987 2.73 4.53 17.48 ! 1988 ! 4.41 7.31 40.69 Gemiddeld 1.95 3.23 15.38 ---------------------------------------- FIGUUR 3.20: Gemiddelde basale bedekking van die bemes- tingsproef. THABAZIMBI - 1986 tot 1988 135 120 -.-------------- ----- --------------, 108 .• 7 100 "'E l 83.78 82. 07 80 Il.l. 0 80 ~ Q) 0. •o 20 0 -'---'--- Volbemee Hallbemea Onbemee BEMESTINGSPEILE D 1988 ~ 1987 EJ 1988 [I]]]]] Gemlddeld Helling KBV KBV VK (grade) !P=(0,05) P= ( 0, 01) (%) 1986 22.25 31. 66 24.37 1987 51.62 73.42 54.36 1988 34.04 48.42 37.54 Gemiddeld 37.42 62.06 23.00 ---------------------------------------- FIGUUR 3.21: Gemiddelde bogrondse dro~massa van die bemes- tingsproef. THABAZIMBI - 1986 tot 1988 136 Resultate en bespreking Na die eerste seisoen was daar 'n hoogs betekenisvolle verskil tussen die kroonbedekkings (Fig. 3.19) van die twee bemeste behandelings teenoor die onbemeste behandeling (P = O, 01) . Die verskil tussen die volbemeste perseel en die halfbemeste perseel was baie kleiner maar ook betekenisvol (P = 0,05). Alhoewel die verskil gedurende die daaropvolgende jare kleiner geword het, was die tussen die volbemeste en on- bemeste persele steeds hoogs betekenisvol. Selfs die gemid- delde gereken oor drie jaar toon steeds aan dat die vol- bemeste perseel se resultate hoogs betekenisvol verskil van die van die onbemeste perseel. Die halfbemeste perseel se resultate is ook steeds betekenisvol beter as die van die on- bemeste perseel. Die bogrondse dro~massaverskille was na die eerste seisoen basies dieselfde as in die geval van die kroonbedekking. Ten spyte van die verskille in kroonbedekking van seisoen twee, was daar egter nie enige beduidende verskille in bogrondse dro~massa nie. Dit wil voorkom _of die tekorte gedurende die derde seisoen weer meer prominent na vore begin kom. Dit kan duidelik gesien word in die hoogs betekenisvolle verskil tus- sen die vol- en onbemeste persele, asook die betekenisvolle verskil tussen die vol- en halfbemeste perseel. Gemiddeldes bereken oor drie j aar dui aan dat die verskil tussen die resultaat van die vol- en onbemeste persele wel betekenisvol is. Die bogrondse dro~massa van die halfbemeste perseel verskil egter nie betekenisvol van enige van die ander per- sele nie. Behalwe vir die eerste jaar waar die hoogste basale bedekking in die halfbemeste perseel gekry is, was die algemene tendens ook in hierdie metings dieselfde as by die ander twee op- namemetodes. Die verskil tussen die basale bedekkings is oor die algemeen nie betekenisvol nie, behalwe soos weerspie~l is deur die 1987-resul tate waar daar wel 'n betekenisvolle 137 verskil aangeteken is tussen die basale bedekkings van die volbemeste persele aan die een kant en die half- en onbemeste persele aan die ander kant. Na drie seisoene was slegs die resultaat van die volbemeste perseel betekenisvol beter as die van die onbemeste perseel. Dit is teleurstellend dat Melinis repens wat as 'n pionier beskou kan word, selfs na die derde seisoen nog steeds gedomineer het. Cynodon dactyl on f igureer ook in al die metings nog baie sterk. Dit is duidelik dat hierdie twee spesies 'n uiters belangrike rol vervul, maar ook dat die saadmengsel aangepas sal moet word sodat die stand van veral Cenchrus ciliaris verbeter kan word. Alhoewel die ander meer- jarige grasse soos Anthephora pubescens, Eragrostis curvula en Digitaria eriantha van die begin af teenwoordig was, het hulle tot aan die einde van die derde seisoen nooit werklik 'n noemenswaardige bydrae tot die plantbedekking gelewer nie (Van Wyk, 1988c). In vergelyking met die natuurlike habitat van hierdie drie spesies (Van Oudtshoorn, 1991), wil dit voorkom of die klipperige medium met relatief min fyn materiaal, nie geskik is vir hul vestiging nie. Alhoewel daar in 1992 waargeneem is dat Cenchrus ciliaris reeds groot polle gevorm het en stelselmatig besig was om te versprei, is Melinis repens en Cynodon dactylon volgens die data wat versamel is steeds die spesies wat domineer. Die ander grasse met 'n ho~r ekologiese status is steeds teen- woordig maar daar is weinig tekens van vermeerdering. Gevolgtrekkings en aanbevelings Uit die resultate van die proewe wat by die twee betrokke myne uitgevoer is, kan die volgende afgelei word: 138 1. Die regstellingsprobleme van die groeimedium sal van myn tot myn verskil. Daar bestaan geen moontlikheid om 'n algemene resep daar te stel wat by alle myne toegepas kan word nie. 2. Dit is wel moontlik om die groeimedium deur die toedie- ning van anorganiese of organiese ameliorante sodanig te manipuleer dat dit geskik is om plantegroei te onderhou. 3. Dit is noodsaaklik om chemiese en in sommige gevalle ook f isiese ontledings te doen van die materiale waarin plante gevestig gaan word om sodoende vas te stel presies waar oormate of tekorte bestaan. 4. In ekstreme gevalle soos by Msauli, kan selfs die pla- sing van 200 mm bogrond saam met ameliorante onvoldoende wees om 'n medium te skep waarin alle plante uit die om- gewing kan vestig, aangesien wortelpenetrasie slegs tot die reggestelde sone beperk sal wees. 5. In gevalle waar die hervestiging slegs teen baie hol! koste gedoen sal kan word, sal di t raadsaam wees om stortingsmetodes te oorweeg waar die "gekontamineerde" medium be9rawe word of die oppervlakte wat besoedel word tot die minimum beperk word. 139 3.5 DEKLAE 3.5.1 Inleiding Die gebruik van bogrond as deklaag is alreeds gedurende 1968 deur Heslinga (1968) vir die hervestiging van padreserwes aanbeveel. In 1973 word daar in die spesifikasies van die Departement van Vervoer (Department of Transport, 1973) aan- beveel dat bogrond gebruik moet word teen opvullings en uitgrawings, en dat die bogrond vrugbare leemgrond moet wees wat vry is van afvalmateriaal, wortels, swaar of stywe klei, klippe groter as 55 mm in deursnee, growwe sand, onkruidsaad of ander ongewenste materiaal. Die waarde van die gebruik van bogrond 1~ ender andere in die volgende: Bogrond bevat groot hoeveelhede saad vanuit die lokale gebied. Hierdie saad is reeds aangepas by omgewingstoe- stande en het dus 'n baie beter kans op oorlewing as saad wat kommersieel beskikbaar is (Glass, 1989). Bogrond bevat organiese materiaal wat help met die deur- lugting en penetrasie van water. Verder help die or- ganiese materiaal om 'n uitruilkompleks vir noodsaaklike voedingstowwe te skep (Brady, 1984). MikroBrganismes socs stikstofbindende en verrottingsbak- teriel! is reeds teenwoordig in bogrond (Brady, 1984; Harris, 1988). Spoorelemente is ook reeds in die bogrondlagie teenwoor- dig (Davies & Jones, 1988). 140 Die konsentrasies waarin noodsaaklike elemente in bogrond voorkom, is gewoonlik baie gunstiger vir normale groei en ontwikkeling as in ondergrond (Sencindiver et al., 1989). Vogel (1987?) se motivering vir die gebruik van bogrond in padreserwes in die VSA is gebaseer op bogenoemde voordele. Volgens Bradshaw en Chadwick (1980) word die gebruik van bogrond wereldwyd aanbeveel en word in sommige kringe selfs beweer dat bogrond unieke kwaliteite besit wat op geen manier nageboots kan word nie. Hierdie inherente kwaliteite bring mee dat nasorg wat tydrowend en baie duur is tot 'n minimum beperk kan word. Die enigste rede waarom die gebruik van bogrond nog nie wereldwyd aanvaar word nie, is die koste- implikasies, veral as die bogrond oor groot afstande aangery moet word. Redente en Hargis (1985) het bevind dat 600 mm bogrond op mynafval 'n baie beter bogrondse dro~massa gelewer het as 450 mm bogrond. As gevolg van die swakker groei van meerjarige grasse op die 450 mm bogrond, was daar minder kompetisie en het gevolglik meer spesies op die vlakker grond gevestig. Hierdie waarneming bring dus mee dat die uiteindelike doel met rehabilitasie sal bepaal welke dikte bogrond gebruik sal word. In gevalle waar mynafval wat so toksies is dat normale groei en ontwikkeling van plante nie kan plaasvind nie, gerehabiliteer moet word, sal die mate van toksisiteit bepaal hoe dik die deklaag is wat gebruik moet word. Die dikte van die deklaag op suur, alkaliese of versoute grond bepaal dus die dikte van die wortelsone asook die water- en voedingstatus aangesien die onderliggende medium nie plan- tegroei kan onderhou nie. Dit spreek dus vanself dat daar in sulke gevalle slegs van 'n grasbedekking sprake is, aangesien 141 houtagtige plante met diep wortelstelsels nie in 'n sodanige medium kan vestig nie. Die navorsing van Redente, Mount en Ruzzo (1982) op olieskalie ("retorted oil shale") het aan- getoon dat 'n deklaag van 9 00 mm voldoende was om 'n plantbedekking van inheemse plante te vestig waardeur erosie effektief bekamp is. Daar word nie melding gemaak van enige nadelige effekte van die olieskalie op die normale groei en ontwikkeling van die plante nie. Positiewe resultate is ook verkry waar 'n laag gruis ender 'n 600 mm laag bogrond gegooi is. Die gruislaag het 'n kappillere buffer gevorm waardeur toksiese soute nie kon beweeg nie. Dannhauser ( 197 5) het in proewe in padreserwes in die Mooirivier/Estcourt (Natal) omgewing bevind dat die kieming van grassaad 54% ho~r is in persele met bogrond in vergely- king met persele sonder bogrond. Ten spyte van al die goeie kwaliteite van bogrond, is die verkeerde aanwending daarvan egter sinloos. Dannhauser (1978) rapporteer gevalle waar bogrond in proewe teen 'n 1:2,5 (+ 21,5°) helling in die Knysna-gebied binne een seisoen 100% weggespoel het. Die enigste manier waardeur bogrond in sulke gevalle in posisie gehou kan word, sal wees deur gebruik te maak van stabiliseringstegnieke soos byvoorbeeld L~ffel- steinblokke, hervestigingsilinders of ander soortgelyke produkte wat beskikbaar is. Die kostes wat hieraan verbonde is, is egter so hoog dat dit slegs in uiterste gevalle aan- gewend kan word. Die agteruitgang van die plantbedekking teen die hellings van uitgrawings langs die snelwe~ in die Wit- watersrand en op die Witbank-snelweg is 'n sprekende voor- beeld van die verkeerde aanwending van bogrond (Plate 3.15 en 3. 16) . Volgens Bradshaw en Chadwick ( 1980) is die mees logiese oplossing van die versteuringsprobleem, die beleid dat voorkoming beter is as genesing. Indien 'n gebied wel versteur moet word met die oog op padbou, mynbou of om watter 142 rede ook al, is dit noodsaaklik dat die bogrond (~ 300 mm) en die ondergrond (~ 600 mm) apart gestroop en geberg word met die oog op terugplasing nadat die betrokke aktiwiteite af- gehandel is. Hierdie diktes is egter relatief aangesien daar gevind is dat sand by Grootegeluk steenkoolmyn tot op 'n diepte van 8 m chemies weinig verskil van die wat in die boonste 100 mm versamel is. Selfs in fisiese samestelling kon weinig indien enige verskille waargeneem word (Van Wyk, 1987a). In skrille kontras hiermee is die lagie bogrond waarin plante kan vestig op sommige plekke in die Noord-Kaap slegs enkele millimeters dik, terwyl die ondergrond bestaan uit swak ver- weerde kalksteen. In hierdie geval is die stroping van die bogrond dus 'n onpraktiese en onbegonne taak. Sencindiver et al. (1989) het deklaagproewe uitgevoer by oopgroefsteenkoolmyne in Wes-Virginia. Die lae pH van die uitskothope het tot gevolg gehad dat geen plantegroei in die uitskot gevestig kon word nie. As gevolg van 'n tekort aan bogrond is gebruik gemaak van 'n mengsel van bogrond en die deklaag (sandsteen) waaronder die steenkoollae le. Die resultate wat verkry is toon aan dat deur die vermenging van die alkaliese sandsteen met die suur bogrond 'n baie ef- fektiewe medium geskep is wat as plaasvervanger van bogrond kan dien. As gevolg van die tekorte aan noodsaaklike elemente in hierdie medium was dit noodsaaklik om aanvanklik 'n inten- siewe bemestingsprogram te volg. Nasorg in die vorm van gereelde monitering en topbemesting is noodsaaklik en kan duur wees. Bradshaw en Chadwick, (1980) wys egter daarop dat alhoewel dit algemeen aanvaar word dat bogrond vrugbaarder as die on- derliggende lae moet wees, dit nie noodwendig so is nie. 143 Plaat 3.15: Erodering van bogrond teen •n te steil snyhelling waar geen waterbeheer toegepas is nie. Plaat 3.16: Erodering van •n te steil snyhelling. 144 3.5.2 Proewe met betrekking ·tot deklae In die Noord-Kaap vestig weinig indien enige plante spontaan op die afvalhope van sommige van die myne. Die fei t dat bogrond ook in die meeste gevalle uiters min is en wissel vanaf geen tot slegs enkele sentimeters dik, het meegebring dat daar na ander materiale as 'n deklaag gesoek moes word. 3.5.2.1 Proewe by Sishen ysterertsmyn Aangesien weinig plante spontaan op die afvalhope van hierdie myn vestig, is daar 'n hele aantal proewe op die myn uitgele om vas te stel of plante wel gevestig kan word. Die resultate van die eerste reeks proewe wat teen die hel- lings van die afvalhope uitgele is (35°) was almal negatief (Van Wyk, 1985c). Die materiale waarop die proewe uitgele is, het bestaan ui t verweerde kalk, vars kalk, bogrond en uitskotmateriaal (soos wat dit uit die oopgroefmyn afkomstig is). Hierdie materiale is almal gestort bo-op die afval- materiaal van 'n uitskothoop. Op die bogrond het wel plante gevestig, maar binne die bestek van twee seisoene is alle bogrond wegge~rodeer en was die hele proef tot niet. Dit was duidelik dat die uitskotmateriaal nie teen hierdie hellings enige plantegroei kan onderhou nie en dat daar wel van een of ander deklaag gebruik gemaak sal moet word. Bogrond is vir alle praktiese doeleindes glad nie beskikbaar nie, aangesien dit wissel in dikte vanaf geen, tot slegs 'n paar sentimeter. Nadere ondersoek het aangetoon dat daar 'n hele verskeidenheid materiale uit die myn afkomstig is wat, indien dit plantegroei kan onderhou, moontlik as deklae gebruik sal kan word. Hierdie materiale en hul ontledings word in Tabel 3.13 aangetoon: 145 TABEL 3.13: Bodemkundige ontledings van die verskillende materiale soos aangetref by SISHEN ysterertsmyn Materiaal pH ! Beskikbare plantvoe- ! Tekstuur ! ! dingstowwe (dpm) ! Sand ! -------------------------------------------------------------------------------------! H 0 KCL p I( Ca Mg Na ! Grof Fyn Sl ik Klei ! -------------------------- Kalkreet 6.8 7.8 --<3- ---------------------------- --------------------------! 33 3211 245 19 34 622 39 5 ! ! Rooi klei 6.4 7.4 <3 152 6310 1557 38 19 80 0 ! ! Lawa 6.7 8.2 <3 51 1822 124 22 70 28 1 ! ! Kwartsiet 6.8 7.9 <3 10 68 9 8 72 27 0 ! ! Tech skalie 6.6 7.4 <3 37 646 346 33 23 so 26 ! ! Plavei skal ie 5.9 6.7 <3 66 141 33 14 64 26 9 ! ! Swart skal ie 5.7 6.3 <3 80 204 88 14 66 30 4 0 ! ! Bruin skal ie 5.9 6.8 <3 173 152 32 10 76 21 2 ! ! Fyn erts 5.9 6.8 <3 54 41 52 54 74 16 9 1 ! SL ik 6.3 7.3 <3 112 1909 264 543 2 7 62 29 Uitskot 6.7 7.8 <3 39 419 63 15 72 26 Oiabaas 7.0 8.0 <3 123 10371 1739 47 9 46 18 27 Rooi bogrond 5.2 6.7 <3 262 2681 1271 67 26 35 12 27 Donker bogrond 6.2 7.7 <3 343 3666 154 42 18 61 10 11 -------------------------- ------------------------------- --------------------------- Volgens Van Wyk (1987b) toon resultate van potproewe waar slegs die fyner fraksies van hierdie materiale gebruik en onder ideale glashuistoestande geplaas is aan dat al hierdie materiale plantegroei tot 'n mindere of meerdere mate kan on- derhou indien di t daagl iks bena t word, ten spyte van 'n tekort aan fosfate wat by al hierdie materiale voorkom. Na samesprekings met die owerhede van die myn, asook uit die bodemkundige ontledings (Tabel 3. 13) , is tot die volgende gevolgtrekkings gekom: In al die materiale behalwe die twee tipes bogrond is daar ui t die aard van hul oorsprong geen organiese materiaal teenwoordig nie. Di t bring mee dat daar 'n baie swak uitruilkompleks bestaan. Op sy beurt het dit tot gevolg dat hierdie materiale 'n swak waterhouvermo~ asook 'n swak adsorbsievermo~ het. 146 Kalkreet Daar is groat hoeveelhede van hierdie materiaal beskik- baar en dit sou ideaal wees om daarvan ontslae te raak deur dit as deklaag te gebruik. Volgens die chemiese ontledings het dit 'n redelike voedingstatus, maar die kleipersentasie is laag. Die rnateriaal is deurgaans baie grof, sodat daar min fyn rnateriaal is waarin kieming en wortelontwikkeling kan plaasvind. Die kalsiumstatus is baie hoog en veroorsaak 'n wanbalans wat wel reggestel sal kan word. Rooiklei Daar is baie min van hierdie materiaal beskikbaar. Die uitermate ho~ kalsiuminhoud en slikpersentasie, die wan balans tussen elemente asook die korsvorming wat plaas- vind, maak hierdie materiaal nie geskik vir gebruik as deklaag nie. Lawa Alhoewel hierdie materiaal 'n redelike voedingstatus het, kom dit in uiters klein hoeveelhede op die myn voor en word dit dus nie verder oorweeg vir gebruik nie. Kwartsiet Daar is redelike hoeveelhede van hierdie materiaal be- skikbaar. Die voedingstatus is egter baie laag. Die materiaal bestaan hoofsaaklik ui t rotsblokke en is daarorn ook nie geskik vir 'n deklaag nie. 147 Techskalie Alhoewel die techskalie 'n redelike voedingstatus het, korn dit in klein hoeveelhede voor en het dit 'n ho~ per- sentasie slik wat rneebring dat korsvorrning baie gou plaasvind. Plaveiskalie Dit korn voor in die vorrn van groot klippe en het 'n lae voedingstatus. Swartskalie Klein hoeveelhede van hierdie rnateriaal word aangetref. Dit het 'n lae voedingstatus en 'n lae kleipersentasie. Bruinskalie Ook hierdie rnateriaal korn in klein hoeveelhede voor en het 'n baie lae kleipersentasie en voedingstatus. Fyn erts Groot hoeveelhede van hierdie rnateriaal word aangetref, rnaar word as 'n sekondere produk beskou wat weer later gebruik mag word vir die ontginning van yster. Dit het ook 'n lae kleipersentasie en voedingstatus. 148 Slik In 'n vermenging met growwe materiale kon hierdie slik van die slikdamme 'n moontlike groeimedium geskep het. Die natriuminhoud is egter baie hoog (543 dpm), terwyl die ho~ slikpersentasie korsvorming veroorsaak. Uitskot Daar is baie aanleguitskot beskikbaar. Dit het 'n lae kleipersentasie en voedingstatus, maar is redelik fyn en kompaksie of korsvorming vind nie plaas nie. Met anor- ganiese bemesting kan die tekorte maklik reggestel word. Verweerde diabaas Die diabaas het 'n redelike voedingstatus en is redelik fyn. Korsvorming of kompaksie vind nie plaas nie. Die pH is effens hoog. Die ho~ Ca-inhoud sal oak 'n katioonwan- balans veroorsaak. Deur die vermeng ing met and er materiale of deur anorganiese bemesting, kan hierdie materiaal moontlik as 'n deklaag gebruik word. Daar is ongelukkig nie groat hoeveelhede van hierdie materiaal beskikbaar nie. Rooi bogrond Baie min bogrond is beskikbaar en di t sal slegs in uiterste gevalle gebruik kan word. Die voedingstatus is goed en verder besit dit al die eienskappe wat nodig is om die plantegroei van die omgewing te onderhou. 149 Donker bogrond Denker bogrond kom slegs in enkele lokaliteite van die myn voor. Die voedingstatus is goed en wanbalanse sal reggestel kan word met anorganiese bemesting. Die klein hoeveelhede donker bogrond bring egter mee dat dit ook slegs in noodgevalle gebruik sal kan word. 3.5.2.1.1 Deklaagproef op •n gelyk helling (platvlak) Proefdoelwit Met die gegewens van die verskillende materiale tot ons be- skikking asook praktiese oorwegings wat in gedagte gehou moes word, is daar beslui t om van die kalkreet, rooi bogrond, donker bogrond, ui tskot en diabaas vir proefdoeleindes gebruik te maak. Die doel van die eerste proef was om vas te stel of enige van die materiale alleen of moontlik in kom- binasie met mekaar as groeimedium (deklaag) op 'n gelyk hel- ling (platvlak) gebruik kan word. Proefuitleg en prosedure Die pr~ef wat uitgele is, is 'n 9 x 6 faktoriaal met behan- delings en herhalings as faktore. Nege persele van 12 x 14 m is op 'n gelyk helling uitgemeet en bedek met 'n 300 mm laag van die volgende materiale of mengsels van materiale: 1. Redelike fyn kalkreet 2. Fyn uitskot 150 3. 50% fyn kalkreet + 50%• uitskot (hierdie mengsel verlaag die slikinhoud van die kalkreet, verbeter infiltrasie en verhoog die voedingstatus van die uitskot). 4. 70% kalkreet + 30% uitskot (hierdie mengsel verlaag die slikinhoud van die kalkreet, verbeter inf il trasie en verhoog die voedingstatus van die uitskot). 5. Soos 4, plus 50 mm rooi bogrond (die mengsel bestaan uit meer fyn materiaal en bevat reeds mikro-organismes). 6. 90% kalkreet + 10% rooi bogrond (die mengsel verbeter die tekstuur en bied meer fyn materiaal en mikro- organismes aan die kalkreet). 7. 90% kalkreet + 10% danker bogrond (ook die mengsel ver- beter die tekstuur en hied meer fyn materiaal en mikro- organismes aan die kalkreet). 8. 70% uitskot + 30% diabaas (die mengsel verbeter die tekstuur en verhoog voedingstatus van die uitskot). 9. 50% uitskot + 30% kalkreet + 20% diabaas (die mengsel verbeter die tekstuur en voedingstatus van die uitskot). In die verdere bespreking sal slegs na die nommers van die persele (1 tot 9) verwys word. Die verskillende mengsels is so goed as moontlik deur die mynpersoneel vermeng en 300 mm dik in persele van 12 m x 14 m gestort en gelykgemaak. Al die persele is gedurende Januarie 1986 hemes en gesaai. 151 Bemesting Alle persele is bemes met: 300 k g ha-1 super f osfaat 150 kg ha-l 2:3:2: (22) Alle persele sander bogrond ontvang oak 300 kg ha-1 KCl Alle persele met bogrond ontvang oak 100 kg ha-1 KCl Saadmengsel Kg ha-l Cenchrus ciliaris 3 Enneapogon cenchroides Eragrostis echinochloidea Chloris virgata Tragus berteronianus 75 kg saad en grow- Aristida congesta we materiaal soos Aristida adscensionis dit opgesuig is in Schmidtia pappophoroides OU lande Schmidtia kalihariensis Stipagrostis uniplumis Stipagrostis obtusa Stipagrostis ciliata Melinis repens Al die persele is aan die einde van elke groeiseisoen (April/Mei) vanaf 1986 tot 1988 en weer gedurende 1990 ge~valueer (kyk p. 40 en 41 vir die metodes van dataver- sameling). Daar is ses metings (replikate) in elke perseel gedoen. 152 Resultate en bespreking Die resultate van die metings word verskaf in Figure 3.22 tot 3.24. Die variansieko~ffisi~nt van al die metings was tydens al drie die jare baie hoog as gevolg van die oneweredige verspreiding van plante in die persele. Aan die einde van die eerste seisoen was die resultate uiters teleurstellend. 'n Kroonbedekking van meer as 5% is slegs in drie persele, naamlik persele 2, 5 en 8 aangetref. 'n Basale bedekking van meer as 1% is ook net in hierdie drie persele aangetref. In dieselfde persele is ook 'n bogrondse dro~massa van meer as 10 g 0,5 m- 2 gevind. In die meeste gevalle het die resultate van hierdie drie persele hoogs betekenisvol verskil van die res van die persele (P = 0,01). Die spesies wat in bykans al die persele voorgekom het sluit die volgende in: Enneapogon cenchroides, Chloris virgata, Eragrostis echinochloidea, Cenchrus ciliaris en Tragus ber- teronianus. Gedurende die tweede seisoen (1987) het daar 'n drastiese verandering in spesiesamestelling ingetree, en is bykans alle persele oorheers deur Salsola kali, wat nie oorspronklik in die saadmengsel was nie. Slegs in persele 2, 5 en 6 het meer as vyf spesies voorgekom. 'n Kroonbedekking van meer as 19 % is aangetref in vyf per- sele, waaronder die drie beste persele van 1986 (2, 5 en 8), plus persele 6 en 9. Hierdie vyf persele het ook 'n bogrondse dro~massa van meer as 16,9 g 0,5m- 2 gelewer. Die gras was oor die algemeen baie klein en verdring deur Salsola kali, sodat geen basale bedekking in enige van die persele aangeteken is nie. 153 ■ 5,-------------------------------, 3--- ------------ill ---- ---· ::: r 0 _L_----'-rlllA>l'---'-L.J';',- lllm>'-----_J..;,:;,.llI= ---_..1.•c;..uu,"'---l...J...J:.,. 2 3 • 5 8 7 8 9 BEHANDELINGS c:::::J 1988 E3 1987 LJ 1988 [l]IlD 1990 ~ GEMIOOELO KBV KBV VK Jaar !P=(0,05) P=(0,01} (%} ! 1986 0.84 1.13 115.38 1987 1988 1. 60 2.14 102.84 Gem 1.53 2.11 51.02 -------------------------------------- FIGUUR 3.22: Gemiddelde basale bedekking van die dek- laagproef op •n platvlak. SISHEN - 1986 tot 1988 154 160 140 -----------------···- 120 - ---·-----· N 100 -t-- ---1 !- ----------- ---·-···-----· ---·--···-----· a .:· Il.l. 80 - -----I ,_ ___ -·-- -- --- - -· .. -------·- 0 ~ 60 - Q) a. 40 ~ ~ C, 20 0 · 5 6 BEHANDELINGS CJ 1986 ~ 1987 CJ 1988 ~ GEMIDDELO Behande- KBV KBV VK ling !P=(0,05) P=(0,01) (%) ! 1986 ! 4.63 6.19 48.12 1987 20.41 27.31 100.42 1988 46.78 62.59 57.87 Gem 34.36 47.35 62.73 -------------------------------------- FIGUUR 3.23: Gemiddelde bogrondse dro~massa van die dek- laagproef op •n platvlak. SISHEN - 1986 tot 1988 155 80 -,-------------------------- ""'."'."" 60 _,__ ___ , 1- -------! . .__ ____________, _,:,· .,.. 40 +-- --~f ___ : --- ..• ----f------11--------___. _ .. _·\: __ :• ••• o\O 2 3 12500 >12500 Mg 156 94 180 110 74 48 K 240 240 150 110 36 22 Na 12 15 16 10 14 23 p 5 7 2 2 1 1 Zn 1,7 1 0,7 0,8 0,5 0,5 ------------------------------------------------------------- 181 Die pH (KCl) van die bogrond, sowel as die fyn kalkmateriaal wat bo-op die uitskothope (afval, kalkklippe en soms rotsblokke) gegooi word, wissel baie, maar is oor die al- gemeen alkalies. Die pH (KCl) van die fyn kalk is besonder hoog en mag die vestiging van plante benadeel. By hierdie kalkmyn is die P-status oor die algemeen baie laag. Indien gebruik gemaak kan word van plante uit die om- gewing, sal die invloed van die lae P-status waarskynlik nie so 'n groot nadeel wees nie aangesien die plante aangepas is by hierdie tekort. Die beskikbare Ken Mg in die bogrond is voldoende, maar in die fyn kalk is daar 'n duidelike tekort. Die Ca-inhoud in die bogrond is hoog en in die fyn kalk uitermate hoog. Alhoewel die ca-inhoud as sodanig nie .'n nadelige effek sal he nie, versteur dit die balans tussen die noodsaaklike elemente - 'n aspek wat byvoorbeeld die opname van Ken Mg benadeel. Die Na-inhoud is laag genoeg sodat geen probleme tydens die rehabilitasie van die gebied ondervind sal word nie. 3.s.2.2.1 Deklaagproef - platvlak Proefdoelwit Die doel van die proef was om te bepaal of daar na chemiese regstelling met behulp van anorganiese bemesting, gebruik gemaak kan word van die beskikbare materiale om 'n plantbedekking op die uitskothope van die myn te vestig. 182 Proefuitleg en prosedure Ter voorbereiding van die proef is die harde, gekompakteerde laag fyn kalk met die tande van 'n stootskraper losgebreek tot op 'n diepte van ongeveer 100 mm of so diep as wat dit moontlik was. Drie persele van 10 x 10 mis voorberei. Die eerste perseel is bedek met 'n 200 mm dik laag bogrond wat as kontrole gedien het. Die tweede perseel is ook 200 mm dik bedek, maar met 'n mengsel van bogrond en fyn kalk in 'n 1:1 verhouding. In die derde perseel is die harde kors van fyn kalk net losgebreek en so gelaat. Hierdie proef is uitgel~ op 'n gelyk oppervlakte. Ten einde die verhouding waarin die elemente voorkom reg te stel en waar nodig die tekorte aan te vul is die volgende kunsmis toegedien (Van Wyk, 1986a): In die twee persele waar daar van bogrond en 'n bogrond/kalk mengsel (100 - 200 mm) gebruik gemaak word: Superfosfaat 300 kg ha-l (10,5% P) 2:3:2(22)Zn 200 kg ha-l In die perseel waar geen bogrond gebruik word nie: Superfosfaat 400 kg ha-l (10,5% P) Kaliumsulfaat 300 kg ha-l (40% K) Magnesiumoksied - 150 kg ha-l (50% Mg) 2:3:2(22)Zn 200 kg ha-l 183 Die persele is al drie gesaai met 'n saadmengsel wat soos volg saamgestel is: Kg ha-l Cenchrus ciliaris 5,0 Cynodon dactylon 2,5 Eragrostis curvula 2,5 Aristida congesta 50 kg saad en Aristida scabrivalvis growwe materi- Aristida adscensionis aal soos dit in Chloris virgata die veld en in Eragrostis echinochloidea ou lande opge- Tragus berteronianus suig is. Schmidtia pappophoroides Urochloa panicoides Nadat die persele gesaai is, is dit liggies toegehark. Hierdie proef is aan die einde van die 1986, 1987 en 1988 groeiseisoene ge~valueer (kyk p. 40 en 41). In elke behandel- ing is ses herhalings van die verskillende metings gedoen wat dus beteken dat dit 'n 3x6 faktoriaal proef is. Die resultate word uitgebeeld in Figure 3.28 tot 3.30. Resultate en bespreking. Met die uitsondering van die basale bedekking van 1987 kon daar met al drie die metingstegnieke nooit gedurende die drie j aar waarin evaluering gedoen is enige betekenisvolle verskille (P = 0,05) tussen die resultate van die perseel met bogronddeklaag en die perseel met die deklaag van bogrond/- kalk gevind word nie. 184 60 t,'I 50 -i~:: .!< .!< 40 Q) ,c, Q) ,.Q 30 i:: 0 0 M :.:: 20 o\O 10 0 1986 1987 1988 DEKLAE D BOGROND - BOGROND/KALK H- I KALK KBV KBV VK Jaar P=(0,05) P= (0,01) ( %) 1986 5.82 8.27 15.75 1987 20.43 29.06 38.05 1988 27.21 38.7 1 43.55 Behandeling Bogrond 15.23 21. 66 27.76 Bogr/kalk 18.89 26.87 29.04 Kalk 22.17 31. 53 62 . 68 ---------------------------------------- FIGUUR 3.28: Gemiddelde kroonbedekking van die dek- laagproef. PPC LIME ACRES - 1986 tot 1988 185 70 83 .03 N a 60 IO.. 50 0 ~ 40 Q) 04 · 30 ~ ~ C, 20 10 0 1986 1987 1988 DEKLAE CJ BOGROND - BOGROND/KALK k > j KALK KBV KBV VK Jaar !P=(0,05) P= ( 0, 01) ( %) ! 1986 3.82 5.44 27.71 1987 7.45 10.60 2 3 .35 1988 40.89 58.16 69.15 Behandeling! ! Bogrond 14.40 20.49 35.32 Bogr/kalk 25.09 35.69 56.04 Kalk 12.38 17.6 73.23 ---------------------------------------- FIGUUR 3.29: Gemiddelde bogrondse dro~massa van die dek- laagproef. PPC LIME ACRES - 1986 tot 1988 186 7 5 .83 t,, 6 i:: •r-4 ~ · ~ 5 Q) 't1 Q) 3 .87 4 .Q Q) ~ 3 IIS 11) IIS 2 '1l o\O 1 0 1986 1987 1988 DEKLAE CJ BOGROND - BOGROND/KALK EJ KALK KBV KBV VK Jaar !P=(0,05) P=(0,01) (%) 1986 1. 77 2.94 21. 63 1987 1. 30 2.16 34.47 19 8 8 3.70 6.14 61.27 Behandeling! ! Bogrond 2.61 4.34 32.95 Bogr/ kalk 2.47 4.1 44.63 Kalk 3.81 6.32 84.11 ---------------------------------------- FIGUUR 3.30: Gemiddelde basale bedekking van die dek- laagproef. PPC LIME ACRES - 1986 tot 1988 187 Die algemene tendens was dat daar vanaf die eerste jaar 'n beter kroonbedekking in die perseel met die bogrond/kalk was. Behalwe vir die resultaat van 1987, is hierdie tendens ook weerspiel!l deur die hoeveelheid drol! materiaal wat geproduseer is in die verskillende persele. In teenstelling hiermee, was daar al tyd 'n hol!r basale bedekking in die bogrondperseel. In 1986 was die basale bedekking van hierdie perseel selfs betekenisvol ho~r as die van die perseel met die deklaag van bogrond/kalk. Alhoewel daar dus 'n beter plantbedekking in die bogrond gevestig het, was die vitaliteit van die plante in die perseel met die mengseldek- laag beter. Die perseel wat die deklaag van kalk het, het gedurende die eerste seisoen baie swak gevestig en die resultate van al drie die evalueringstegnieke het betekenisvolle en in sommige gevalle selfs hoogs betekenisvolle verskille (P= 0,01) getoon in vergelyking met die van die ander twee persele. Gedurende die tweede seisoen het hierdie perseel aansienlik verbeter, danksy die ontwikkeling van 'n aantal kolle Cynodon dactylon, Eragrostis echinochloidea en tot 'n mindere mate Cenchrus ciliaris - grasspesies wat veral die kroonbedekking verbeter het. Alhoewel die verskil in kroonbedekking tussen die perseel met die kalkdeklaag en die perseel met die bogronddeklaag nie meer as betekenisvol beskou kon word nie, was die kroonbedek- king van die perseel met die mengseldeklaag steeds hoogs betekenisvol beter as die van die perseel met die kalkdek- laag. Die verskil in basale bedekking het ook aansienlik ver- minder, alhoewel dit steeds as betekenisvol beskou kon word. Alhoewel baie meer plante in die perseel met die kalkdeklaag aangetref is, was hulle steeds klein - 'n verskynsel wat gereflekteer word in die hoogs betekenisvol laer bogrondse dro~massa wat geproduseer is in vergelyking met die van die perseel met die mengseldeklaag en die perseel met die bogronddeklaag. Selfs na die derde seisoen was die 188 hoevee1heid materiaal wat geproduseer was in die perseel met die kalkdeklaag betekenisvol laer as die van die peseel met die bogrond/kald deklaag. Die kroon- en basale bedekkings van die perseel met die kalkdeklaag het egter sodanig verbeter dat geen betekenisvolle verskille aangetref kon word nie. Gedurende die eerste seisoen het Enneapogon cenchroides, 'n pioniersgras, in al drie persele die grootste bydrae tot die kroonbedekking gelewer. In die persele met die bogronddeklaag en die bogrond/kalkdeklaag was die bydrae ongeveer 35%, ter- wyl in die perseel met die kalkdeklaag 'n gemiddeld van slegs 8% aangeteken is. 'n Verdere opvallende kenmerk was die bykans algehele afwesigheid van Cynodon dactylon in die twee persele met die beter plantbedekking, terwyl in die perseel met die kalkdeklaag baie klein plantjies voorgekom het. By die opvolgevaluasies was dit duidelik dat Cynodon dactylon sodanig versprei het dat in sommige van die metingspersele tot 35% van die kroonbedekking deur hierdie spesie bygedra is. In geeneen van die ander persele het Cynodon dactylon tot aan die einde van die derde seisoen meer as 18% bygedra in enige van die metingspersele nie. Tydens die 1988 evaluasie was dit duidelik dat die meeste van die pioniersgrasse bykans totaal verdwyn het. Enneapogon cenchroides het wel nog voor- gekom, maar het slegs 3% bygedra tot die kroonbedekking van die perseel met die bogronddeklaag en die perseel met die deklaag van bogrond/kalk. Na drie seisoene was Eragrostis echinochloidea die dominante spesie in al drie die persele (die perseel met die deklaag van bogrond 44,2%, bogrond/kalk 36,7% en kalk 31,4%). 'n Baie belangrike waarneming wat nie in die metings na vore gekom het nie, was die groot hoeveelheid sand wat geak- kumuleer het in die kalkperseel in en om die graspolle. Hierdie verskynsel was veral baie opvallend in die kolle Cynodon dactylon waar die sand tot 50 mm dik was. Die ak- kumulasie het waarskynlik ook in die ander persele plaas- gevind, maar omdat daar nie 'n kontrasterende kleurverskil 189 tussen die sand en bogrond ' was nie, kon dit nie waargeneem word nie. Die inwaai van saad, groeimedium en ander noodsaak- like minerale kon dus tot 'n groot mate bygedra het tot die verbetering van hierdie perseel. Gevolgtrekkings Aangesien die perseel met die bogronddeklaag sowel as die perseel met die bogrond/kalkdeklaag deurgaans resul- tate gelewer het wat nie betekenisvol van mekaar verskil het nie, kan dus aanvaar word dat albei materiale geskik is om as deklaag te gebruik tydens die rehabilitasie van die versteurde gebiede van hierdie myn. Die resultate van die perseel met die kalkdeklaag was gedurende die eerste twee j are baie swak . en die plantbedekking onaanvaarbaar. Die verbetering gedurende die derde seisoen was egter sodanig dat die gebruik van hierdie materiaal as deklaag nie heeltemal buite reke- ning gelaat kan word nie. Bewerkingsmetodes waardeur die mate van sukses op fyn kalk verhoog kan word is nie ondersoek nie. 'n Volledige studie in hierdie verband kan meebring dat die ves- tigingstempo versnel en/of die gebruik van bogrond moontlik heeltemal verminder of uitgeskakel kan word. 3.5.2.2.2 Die implementering van resultate in die praktyk Uitleg en behandelings van die implementeringsgebiede Die positiewe resultaat wat deur hierdie proef verkry is, het gelei tot die implementering van die aanbevelings wat gemaak is in verband met die rehabilitasie van die versteurde 190 gebiede op die myn. As gevolg van die tekort aan bogrond is daar egter besluit om aanvanklik verskillende diktes bogrond te gebruik ten einde die minimum dikte wat benodig word te bepaal. Verder is slegs sommige gebiede bemes en gesaai. Jaarlikse metings is gemaak om die basale bedekking en die kroonbedekking van die plantegroei te bepaal. Die doel was om uit sodanige resultate wat oor 'n aantal jare verkry is, die mees ekonomiese hervestigingsmetode vir hierdie betrokke myn saam te stel. Die behandelings wat in elk van die gebiede toegepas is, word in Tabel 3.17 saamgevat. Behalwe gebied 8B (p 1s 0 ) het geeneen van die implemen- teringsgebiede 'n gradi~nt van meer as 6° nie, en in die meeste gevalle kan dit as 'n gelyk oppervlak beskou word. Aangesien daar geen waterbeheer toegepas is nie, het daar in sommige van die gebiede grootskaalse erosie plaasgevind soos aangetoon word in Tabel 3.17. Die gebiede wat hervestig is, vorm deel van die rehabilitasieplan van die myn en is dus nie bedoel om as proewe te dien nie. Aangesien die verskillende gebiede nie gedurende dieselfde jaar gesaai is nie, is dit baie moeilik om die data statisties te vergelyk. Om hierde rede word die resultate wat uit metings in hierdie implementeringsgebiede verkry is, slegs as 'n gevallestudie beskou waarin sekere tendense wat sterk na vore kom, as riglyne gebruik kan word. In Tabelle 3.18 en 3.19 is die gemiddelde persentasie kroon- en basale bedekkings van die gebiede ouer as drie j aar statisties vergelyk om 'n aanduiding te gee van die betekenisvolheid van die resultate. In Figure 3.31 en 3.32 word die gemiddeldes histogrammaties voorgestel. 191 TABEL 3.17: Deklaagbehandelings soos toegepas in die verskillende implementeringsgebiede van PPC LIME ACRES. Eksterne faktore wat die plan- tegroei kan be!nvloed word op •n skaal van o tot 5 (*) aangetoon. Behandelings ! Eksterne faktore ! Gebied Seisoen Bogrond Losgebreek Bernes Gesaai Toegehark! Erosie Tekstuur ! gesaai 11111 Diep Vlak ! - - ------ - ! - ------------------------------------------- - ----------!------------------! Oostelike! ! ! afvalhoop! ! 2 ! 86/87 100 X O ! ! 3 86/87 100 X X O ! 4A 87/88 5 X X X 3 3 4C 88/89 5 4E 88/89 5 4 0 4H1 90/91 25 X X X 0 3 4H2 90/91 25 X ½ ½ 0 3 4H3 90/91 25 X 0 3 41 90/91 25 X 0 3 INST 86/87 100+ X X X X 0 3 ! Sonza ! afvalhoop! 1A(O) ! 87/88 25 X X 2 2 1A(S) 87/88 25 X X X 0 2 1B 87/88 10 X X X 0 2 3A 87/88 15 X X X 5 SB 88/89 5 5 6 88/89 5 2 7A 88/89 5 0 2 7B 89/90 5 X 4 2 8A 88/89 50 X 0 0 88 90/91 100+ X X 0 3 ---- --------------------- ------------------------------ ---- ---------- ------- --------- * Skaal vir eksterne faktore Erosie: Tekstuur:(Klippe en growwe materiaal (>9 11111) sigbaar aan die opprvlakte) 0 - Geen 0 - Geen 1 - Baie min 1 - Baie min 2 - Min 2 - Min 3 - Taamlik 3 - Taamlik 4 - Baie 4 - Baie 5 - Erg 5 - Oorwegend 192 10 78 . 53 t,, ~ •ri ~ ao ~ QJ 'tJ QJ .Q ~ ◄ 0 0 0 1-1 ~ o\O 20 ◄ E 71 51 3A 7A 3 INS T IMPLEMENTERINGSPERSELE DoE.,. 1 □ 0ELD 1ge1-1gg2 FIGUUR 3.31: Gemiddelde kroonbedekking van die implemen- teringspersele. PPC LIME ACRES - 1987 tot 1992 1 . 21 o\O ◄ E 18 1A(OJ 78 3A 8A 7A 3 INST 11 IMPLEMENTERINGSPERSELE □OEMIDDELD 1Q87-1QQ2 FIGUUR 3.32: Gemiddelde basale bedekking van die implemen- teringspersele. PPC LIME ACRES - 1987 tot 1992 193 ~~- ~ .. ----- ... ------ - ------ .. - - ... - - - . --- - - - - - - - - - - - sentasie basale bedekking van die verskillende implementeringsblokke by PPC LIME ACRES (1987 tot 1992) 8 LOKKE 58 A O 7B 3A 8A 7A 6 4C 4A 1A S 88 2 3 INST 18 % 8ASAAL 0.20 1.24 1.33 1.38 2.00 2.05 2.39 2.40 2.90 3.12 3.35 3.37 3.90 5.12 5.28 PUNTE n 830 1030 630 1030 830 830 830 830 1030 1030 420 1230 1230 610 1030 4E 0.08 830 SEO% 0.37 0.72 0.93 0.75 0.99 1.00 1.08 1.08 1.06 1.10 Dp1 - P2 (0.12) (1 .16) 1t~$>': llEi1 m1 rm:m mm rFIEl mEE'l mim rm1.77n 1.05 1.12 1.80 1.41 mEJ mm rm rDJ 58 0.20 830 SEO% 0.76 0.96 0.79 1.02 rm1.0m3 1.10 r1.e11 1.09 1.13 1.78 m1.m07 1.15 1.81 1.43 Dp1 - p2 9F :oJ¢F @Sh l'DJ l'DJ RElJ 78 1.33 630 SEO% 1.17 1.33 1.34 1.40 1.40 1.39 1.42 1.98 1.38 1.43 2.00 1.67 Dp1 - P2 (0.05) (0.67) (0.72) (1 .06) (1.07) :Ct~tL ::(l) ~F JtP?Si w~;9.4y mJ mJ l'mJ 3A 1.38 1030 SEO% 1.21 1.22 1.29 1.29 1.27 1.30 1.90 1.26 1.32 1.93 1.57 Dp1 - P2 (0.62) (0.61) U{i~i: c1 .02) :Cf$g): i2 x SEO%, dan is O betekenisvol (5% vlak) (Getint in die labe l) D P1 - P 2 >3 x SEO%, dan is O hoogs betckenisvol (1 % vlak) (Donkcrdruk in die label) sentasie kroonbedekking van die verskillende implementeringsblokke by PPC LIME ACRES (1987 tot 1992) 8LOKKE 78 58 3A 7A 6 4A 1A 0 BA 1A S 4C 18 88 2 3 INST % KROON 9.20 14.21 26.87 27.90 29.98 33.96 37.08 41 .63 48.19 50.00 51 .57 59.90 70.76 70.83 76.63 PUNTE n 630 640 650 640 640 650.00 650.00 640.00 650.00 640.00 650.00 420.00 660.00 660.00 250.00 4E 4.20 640 SEO% 2.80 3.18 3.82 3.88 3.95 4.04 4.11 4.21 4.23 4.26 4.23 5.04 3.88 3.88 5.58 Dp1 - P2 l~i•MI IH•!•JI rr}.Jifd r@fZllj tr+tNI tr-lifWI r@.j:j:)j •MIE)J l~E~nm R~i:MJ 1u1m1 r~}fz.t• 1Cm!M1 ll~~~il ltl-lE!I ' 70 9.20 630 SEO% 3.59 4.17 4.23 4.29 4.37 4.43 4.53 4.55 4.57 4.55 5.31 4.22 4.22 5.83 Dp1 · P2 J$:o)F: rlflifiw ij1:fl,)1 tN•fc:)j r@fWI rr-U:j:)j UrlE)J tel:IW)J m,J:Mi R~tmi l~~fi•JI lllll1tll ltll!~IJ 1t~EIJ 58 14.21 640 SEO% 4.44 4.49 4.55 4.63 4.69 4.78 4.79 4.82 4.79 5.52 4.49 4.49 6.02 Dp1 - P2 OF!ili)i tl~tbl npffil rr}.j:ijj tr.flM1 1€58!):IJ rB~fkjj 1BffMI '4~jili)1 l@!MI 1@!/NI rUrlfJi 3A 26.87 650 SEO% 4.97 5.02 5.09 5.14 5.22 5.24 5.26 5.24 5.91 4.96 4.96 6.38 Dp1 · P2 (1 .03) (3.11) :: (tq~m: nt•f-UI rHtm 1r-UFN1 tr-FIEil tr-tfi•)j r@S❖l) "E!:@)j l~E~I~I l~~E~I 7A 27.90 640 SEO% 5.07 5.14 5.19 5.27 5.29 5.31 5.29 5.95 5.01 5.01 6.42 Dp 1 - P2 (2.08) t cifoM\ lklMI tlFtiii 1N•f-m1 tr.flMI tr-nm, JB/:-l•I•)j rGr.J:M1 rt~~~IJ l~!:ffil 6 29.98 640 SEO% 5.19 5.24 5.32 5.34 5.36 5.34 6.00 5.07 5.06 6.46 Dp1 - P2 (3.98) rrm◊ir tl04il rU:f.Jij r@X•NI tr-H•·tiJj r@liN• "t•fi:11 Rt•!:~il 1~1~~11 4A 33.96 650 SEO% 5.31 5.38 5.40 5.42 5.40 6.06 5.13 5.13 6.52 Dp1 · P2 (3.12) :::a:M)t 1Hf-EIJ klt£Hi1 nfll)f11 tr+1m1 1@!:Mj 1@!:fjj l(MifAI 1A(O) 37.08 650 SEO% 5.44 5.45 5.48 5.45 6.10 5.19 5.18 6.56 Dp1 · P2 (4.55) OSllfl hf.!Mi Ott€)) 1@J:f➔1 tMIJ:)1 IMliii r@J.i-il I..O 8A 41 .63 640 SEO% 5.53 5.55 5.53 6.17 5.27 5.26 6.62 u, Dp 1 ·P2 >W,?6)\ ii:Ff/1 IPl!iJI fil:fja lk-HF11 l@!MI r@!❖)I 1A(S) 48.19 650 SEO% 5.57 5.54 6.18 5.28 5.28 6.63 Dp1 · P2 (1 .81 ) (3.38) u,u11 rr.rita ,1-.r-1m1 rr-1:ui1 4C 50.00 640 SEO% 5.57 6.20 5.31 5.31 6.65 Dp1 - P2 (1 .57) IPliMI tr-t•fWI rr-t,J:Fil r@fMI 1B 51 .57 650 SEO% 6.1 8 5.28 5.28 6.63 Dp1 - P2 ,:(~A~n tlPIPi1 rrnf-ttli rrM•MI 88 59.90 420 SEO% 5.95 5.95 7.18 Dp 1 · P2 1mJ:rJ1 rmliFil lltfi)I 2 70.76 660 SEO% 5.01 6.42 Dp1 ·P2 (0.07) (5.87) 3 70.83 660 SEO% 6.42 Dpi - P2 (5.80) p1 (100 - p ) p (100 - p ) SEO% = 1 2 2- --- + - --- (Allen, 1982) p1 en p = Gem. kroonbedekkings van implementeringsblokke 2 n I en n = Aantal opnamepunte in die persele 2 D p1 - p2 >2 x SEO%, dan is O betekenisvol (5% vlak) (Getint in die tabel) D P1 - p2 > 3 x SEO%, dan is O hoogs betekenisvol (1% vlak) (Oonkerdruk in die tabel) Resultate en bespreking Volgens Tabel 3.18 was die kroonbedekking (wat ook tot 'n sekere mate 'n aanduiding gee van die vi tali tei t van die plante) van persele 2 en 3 asook die perseel wat deur die Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie gesaai is (INST) hoogs betekenisvol ho~r as die van al die ander per- sele. Tog was die kroonbedekking van persele 2, 3 en INST nie betekenisvol verskillend van mekaar nie, ten spyte van drastiese verskille in behandeling (Tabel 3.17). Daar was eg- ter 'n radikale verskil in spesiesamestelling. In persele 2 en 3 wat nie gesaai is nie was Eragrostis echinochloidea en Eragrostis lehmanniana die enigste twee meerjarige grasse wat selfs na vyf seisoene noemenswaardig bygedra het tot die kroonbedekking. In teens telling daarmee, was daar vier spesies, naaml ik Cenchrus cil iaris, Anthephora pubescens, Cynodon dactylon en Eragrostis lehmanniana wat in die INST- perseel die belangrikste komponent van die kroonbedekking uitgemaak het. Die eerste drie van hierdie spesies is gesaai en kom in geeneen van die ongesaaide gebiede voor nie. Die enigste faktor wat hierdie drie gebiede in gemeen het, is die pl00 mm bogrond wat hulle as deklaag ontvang het. Gebied SA is die enigste ander gebied waarvan die kroonbedek- king betekenisvol van die res van die gebiede verskil het. Hierdie gebied het 100 mm en selfs meer bogrond ontvang, maar is gele~ teen 'n helling van ongeveer 15°. Die verskil tussen die kroonbedekking van hierdie gebied en die van die eerste drie, kan moontlik aan hierdie verskil toegeskryf word. Eragrostis lehmanniana en Eragrostis echinochloidea was soos by al die ander ongesaaide gebiede na drie j aar steeds dominant. Wat basale bedekking betref, val hierdie vier gebiede saam met gebiede lB en lA(S) in 'n groep met 'n gemiddelde basale bedekking van ho~r as 3%. Hierdie ho~r basale bedekking was nie altyd betekenisvol meer as die van die swakker gebiede 196 nie en het dus die indruk geskep dat die ander gebiede wel goed gevestig was. In die swakker gebiede was pioniersgrasse egter dominant of ten minste baie sterk teenwoordig en het dit in baie gevalle nog die grootste bydrae tot die basale en selfs die kroonbedekking gelewer. Die feit dat gebiede met 'n baie dunner bogronddeklaag soos lB (10 mm) en lA(S) (25 mm), met basale bedekkings van 5,28% en 3,12% onderskeidelik ook in hierdie beter groep geval het, word geheel en al toegeskryf aan die teenwoordigheid van Cynodon dactylon, en tot 'n mindere mate aan die voorkoms van Cenchrus ciliaris en Anthephora pubescens wat tydens die rehabilitasieproses gesaai is. Ten spyte van die feit dat gebied 4C 'n deklaag van slegs 5mm en verder geen behandeling ontvang het nie, was die kroon- bedekking van 50% hoogs betekenisvol beter as die van nege van die hervestigde gebiede. Die basale bedekking van 2.4% het horn ook in die boonste 50% van die hervestigde gebiede geplaas. Volgens die gegewens van die onverwerkte data (Van Wyk, 1992), was die frekwensieteenwoordigeid van pioniers- grasse en kruide in hierdie gebied 51,5% teenoor die 17,9% van meerjarige spesies. In teenstelling hiermee was die frek- wensieteenwoordigheid van pioniersgrasse en kruide in perseel lB slegs 8,8% en die van meerjarige grasse 52,5%. Dit beteken dus dat gebied 4C ten spyte van die "goeie" basale en kroon- bedekkings, na vier jaar steeds in 'n pionierstadium verkeer het, terwyl in gebied lB reeds sedert die tweede jaar naves- tiging 'n redelike stand van meerjarige grasse aangetref is. In gebiede lA(S) en lA(O) waar die enigste verskil die feit is dat eersgenoemde gesaai is met 'n saadmengsel wat laas- genoemde nie ontvang het nie, was sowel die basale as die kroonbedekkings van die gesaaide gebied hoogs betekenisvol beter as die van die ongesaaide gebied. 197 Twee van die swakste gebiede naamlik 4E en 5B het albei slegs 5 mm bogrond ontvang. Albei gebiede 1~ teen 'n vlak helling van ongeveer 6° en in albei gevalle is die lagie bogrond die afgelope drie jaar weggewas as gevolg van erosie, omdat geen waterbeheer toegepas is nie. Die paging om 5 mm grand met swaar masjinerie eweredig oor groat oppervlaktes te versprei was oak nie suksesvol nie en het deels bygedra tot die mis- lukking van d~e paging om hierdie gebiede te rehabiliteer. Orndat die laag gekornpakteerde fyn kalk waarop die bogrond geplaas is nie losgebreek is nie, was die penetrasie van war- tels ook beperk tot die dun lagie bogrond, waar dit wel nag bestaan. Op sy beurt het die swak wortelpenetrasie tot gevolg gehad dat plante wat wel gevestig het baie kwesbaar was en rnaklik gevrek het gedurende droogteperiodes. Die oorblyfsels van dooie plante was dan ook orals te bespeur. Die klein hoeveelheid bogrond wat deur die bogrondse dele van hierdie plante vasgevang was, is egter as gevolg van die agteruitgang van die plante weer blootgestel aan natuurlike erosie en sal waarskynlik deur toekomstige re~nbuie weggewas word. Die teleurstellende resul taat van gebied 4A wat basies dieselfde behandeling as gebied lA(S) ontvang het, kan ook toegeskryf word aan erosie, aangesien hier oak nie water- beheer toegepas is teen die helling van 6°, en op somrnige plekke moontlik selfs teen effens steiler hellings nie. Die noodsaaklikheid van hierdie faset van rehabilitasie word deur hierdie resultaat sterk beklerntoon. Dieselfde probleem was verantwoordelik vir die swak resultaat van gebied 7B waar erosie die grootste gedeelte van die gebied se bogrond weg- gewas het na die laagliggende gedeelte van die gebied. In hierdie geval was die gekornpakteerde kalklaag nie losgebreek nie en was die effek van die erosie nog erger as by gebied 4A. In die rotsagtige gebied 3A, waar die klein hoeveelheid bogrond wat wel toegedien is baie vinnig tussen die klippe ingewas is, was die resultaat ewe teleurstellend. Alhoewel 198 die gemiddelde gradi~nt ongeveer 6° is, is daar lokaliteite wat heelwat steiler is. Die grand wat hier weggespoel het, het geakkumuleer in die laerliggende gedeelte van die gebied waar 'n baie goeie plantbedekking gevestig het. Aangesien hierdie slegs 'n klein gedeelte van die gebied uitgemaak het, is die netto resultaat onaanvaarbaar. Die oorblywende drie gebiede, naamlik 6, 7A en 8A was almal nog in 'n pionierstadium. Die beter gemiddelde kroonbedekking van 8A kan toegeskryf word aan die ho~ frekwensieteenwoor- digheid van pioniersgrasse (68%) en kruide (16,1%) gedurende die tweede seisoen. Gevolgtrekkings Uit die resultate van die kroon- en basale bedekking van die plantegroei, asook waarnemings gedurende die afgelope vyf jaar blyk die volgende: 1. Die gebiede waar 'n bogronddeklaag van 100 mm of dikker gebruik is, het die hoogste kroon- en basale bedekking tot gevolg gehad. Alhoewel daar nie betekenisvolle verskille tussen die gesaaide en bemeste INST gebied en die ongesaaide gebiede aangetoon is nie, dui die ho~r kroon- en basale bedekking van hierdie gebied op 'n ten- dens wat moontlik verder ondersoek behoort te word. 2. Die toediening van kunsmis en saad het in al die gevalle waar 100 mm of meer bogrond gebruik is slegs die voor- deel gehad dat reeds vanaf die eerste seisoen 'n beter spesieverskeidenheid in die persele aangetref is. Hierdie voordeel het op sy beurt tot gevolg gehad dat die kanse op oorlewing en die weerstand teen om- gewingsveranderlikes grootliks verhoog is. 199 3. Die resultaat van gebied 1B (veral die basale bedek- king), dui daarop dat die gebruik van minder bogrond wel geregverdig kan word, aangesien die hoogste gemiddelde basale bedekking in hierdie gebied verkry is. Die resul- tate van ander persele met dieselfde hoeveelheid en selfs meer bogrond (lB(O), en 3A), dui egter daarop dat hierdie metode nie suksesvol kan wees as daar nie ad- disionele behandelings toegepas word nie (bv. bewerking en die toediening van saad en kunsmis). 4. In al die gebiede waar min bogrond gebruik is, of waar geen bewerking gedoen is nie, bly die plantbedekking vir 'n onbepaalde tyd in 'n pionierstadium. Die klein een- j arige grassies soos Enneapogon brachystachyus en Tragus berteronianus dra min daartoe by om die basale of kroonbedekking te verbeter. Verder het dit die nadeel dat hierdie grassoorte elke jaar vrek en dus van voor af moet kiem en vestig. Die blootgestelde grondlagie is veral gedurende die begin van die re~nseisoen baie kwes- baar en erodeer baie maklik. Dit kan een van die redes wees waarom gebiede soos SB en 4E in so 'n swak toestand verkeer het. 5. Aangesien geen waterbeheer toegepas is nie, is gebiede soos 5B, 4E, 3A, 4A, 7B en 8B blootgestel aan erosie. Die behoud van gebied 8B is moontlik te danke aan die growwe struktuur van die deklaagmateriaal waarmee die gebied bedek is. In al die ander gevalle waar die hel- ling slegs ongeveer 6° is, is die erosiefaktor so hoog dat plante nooit kan vestig nie. Indien plantvestiging wel plaasvind, het dit nie veel kans op oorlewing nie, aangesien die wortels oopgespoel en die groeimedium weg- gespoel word. 200 Plaat 3.19: Plantbedekking van blok lB na twee groeiseisoene - PPC Lime Acres. Plaat 3.20: Plantbedekking van die proefperseel van die Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie na twee seisoene, PPC Lime Acres 201 3.6 SWAARMETALE EN ANDER TOKSIESE ELEMENTE Volgens Mengel en Kirkby ( 1982) is daar nie 'n duidelike skeiding tussen elemente wat toksies is vir plante en die wat nodig en selfs noodsaaklik is vir normale groei en ontwikke- ling nie. Die effek van enige element op 'n plant hang nie net af van die element se chemiese eienskappe nie, maar ook van die kon- sentrasie waarin dit voorkom, asook die teenwoordigheid en konsentrasies van ander elemente in dieselfde groeimedium. Selfs die spesie, fisiologiese ouderdom van die plant en om- gewingsfaktore waaraan die plant blootgestel is, kan 'n invloed he op die graad van toksisiteit van 'n spesifieke element. Bronne en verspreiding Moderne floteringstegnieke waarmee metale uit die vermaalde erts verwyder word, is baie effektief, en so min as 0,1% van die metale word in die ui tskot aangetref. Vroel!re myn- boumetodes was egter minder ekonomies en soveel as 10% van die metaal is soms in die uitskot aangetref. Aangesien slegs hol!graaderts gemyn is, het al die laegraaderts op afvalhope beland vanwaar die verspreiding van die metale in die natuur kon plaasvind (Bradshaw en Chadwick, 1980). Alhoewel die gebruik van moderne tegnieke meebring dat die konsentrasie swaarmetale wat deur wind en water versprei kan word baie laag is, is die oppervlaktes wat versteur word en die hoeveelheid uitskot en slik wat geproduseer word baie meer as in die verlede. Laegraaderts kan deesdae ekonomies gemyn word omdat die ekstraksiemetodes meer effektief is. Sprekende voorbeelde hiervan is die kopermyn op die eiland Bougainville in Papua, New Guinea wat na slegs vyf jaar 1 km in deursnee is en 85 000 ton afvalrots en 80 000 ton slik per dag produseer. By die kopermyn by Tucson in Arizona is daar 202 alreeds 2,5 x 10 9 ton afvalrots geproduseer en word 'n ver- dere een miljoen ton daagliks bygevoeg (Bradshaw en Chadwick, 1980). swaarmetale vanaf slikdamme en uitskothope word versprei deur wind, water en swaartekrag (Davies en Jones, 1988). By die load-sink myn by Avonmouth in Engeland, was die grand tot 7 km van die myn af nag sodanig besoedel dat dit as toksies be- skou is. In oplossing of in suspensie kan die swaarmetale of swaarmetaalsoute egter baie vinniger en verder versprei word en is die afstande waaroor besoedeling kan plaasvind veel grater (Davies en Jones, 1988). Toksiese konsentrasies Mengel en Kirkby (1982), Bradshaw en Chadwick (1980), Brady (1984), Rendig en Taylor (1989); en Davies en Jones (1988) toon aan dat verskeie elemente indien hulle in 'n te ho~ kon- sentrasies teenwoordig is, toksiese uitwerkings op plante kan h~. Aangesien genoemde outeurs met verskillende gewasse en verskillende grondtipes gewerk het, is daar ui teenlopende gegewens en is dit duidelik dat die variasie so groat is dat dit nie moontlik is om vaste riglyne te verskaf nie. Die meeste ho~rplante se Al-inhoud is ongeveer 200 dpm, ter- wyl in teeplante, vlakke van 2000 tot 5000 dpm kan voorkom. Die konsentrasie Zn wat gewoonlik in plante aangetref word, is tussen 20-50 dpm. In plante wat Zn-tolerant is, is egter vlakke van 600 tot 7800 dpm aangetref. Konsentrasies van tot 2000 dpm Mo is in tamaties aangetref terwyl by die meeste plante <1 dpm voorkom. In die meeste gevalle is daar dus plante wat verdraagsaam is ten opsigte van sekere elemente. Uit die onvolledige gegewens in Tabel 3.20 blyk dit duidelik dat die outeurs slegs bre~ riglyne verskaf ten opsigte van die konsentrasie van verskillende elemente wat in die grand 203 of plantmateriaal aangetref , word. Hulle gee egter baie selde 'n definitiewe aanduiding van wat as toksies in plante of in die grond beskou word. Regstelling van oormaat/tekort Uit die gegewens van Tabel 3.20 is dit duidelik dat 'n oor- maat van elemente wat 'n toksiese uitwerking op plante kan h~, reggestel kan word. In baie gevalle is 'n bepaalde element as sodanig nie toksies nie, maar belemmer dit die opname van noodsaaklike element e. So byvoorbeeld sal 'n oormaat Al d i e opname en vervoer van P inhibeer (Brady, 1984). Die P-tekort wat op hierdie wyse in die plant ontstaan, het 'n nadelige uitwerking op die normale groei en ontwikkeling van die plant. Die simptome wat waar- geneem word, is tipies van 'n P-tekort, wat verkeerdelik ge!nterpreteer kan word as 'n tekort in die grond. Regstel- lende aksie sal dus impliseer dat die pH verhoog word (kyk ook 3.7) deur die toediening van kalk (waardeur die opname van Al beperk word) en nie om P-bemesting te doen nie. Aangesien daar in die mynbedryf .met miljoene tonne materiaal · gewerk word, is oppervlakkige regstelling nie altyd doeltref- fend nie. Die potensH!le versuring van die dieperliggende materiaal kan oar die langtermyn die oppervlakkige regstel- ling ongedaan maak, deurdat sure deur evapotranspirasie na die oppervlak beweeg. By die steenkoolmyne in Wes-Virginia (VSA) is hierdie probleem oorkom deur die uitskot te bedek met 0,5 mm dik PVC-velle en daarna toe te gooi met 300-500 mm bogrond waarin plantegroei gevestig is (Sencindiver et al., 1989) . Die metode wat tans by die Msauli chrisotielmyn .toegepas word, is om die uitskot wat slegs deur ho~ toedienings van beesmis (organiese materiaal) en anorganiese bemesting asook 204 bedekking met 'n gronddeklaag reggestel kan word, terug te plaas in die oop groewe en daarna te bedek met 'n dik laag (500 mm+) "bogrond" wat wel hervestig kan word. Aanbevelings Die totale afwesigheid of baie swak vestiging van plante op die uitskothope of slikdamme van 'n myn, is gewoonlik 'n aan- duiding dat daar een of ander bodemgeassosieerde probleem is. Indien die fisiese oorsake soos helling, re~nval, erosie en- sovoorts uitgeskakel kan word, sal dit na alle waarskyn- likheid 'n chemiese probleern wees. Indien wel, kan die vol- gende aanbevelings oorweeg word: 1. Om die presiese aard en ornvang van die probleem vas te stel is dit noodsaaklik om 'n volledige bodem- kundige ontleding van die betrokke rnateriaal te doen. 2. Deur middel van glashuisproewe en laboratoriumon- dersoeke behoort regstellende aksies soos in Tabel 3. 20 uiteengesit, gekwantifiseer te kan word om sodoende die hoeveelhede te bepaal wat benodig word om die probleem reg te stel. 3. Indien die regstelling onekonornies of onprakties is, kan ander al ternatiewe soos begrawe, of die bedekking met ondeurdringbare lae ondersoek word (Sencindiver et al., 1989). 4. Plantspesies met wyer toleransiegrense ten opsigte van 'n spesifieke chemiese probleem kan geselekteer word vir gebruik in 'n rehabilitasieprogram. 205 TABEL 3.20: Elemente wat onder sekere omstandighede toksies kan wees vir plante (Bradshaw en Chadwick, 1980; Brady, 1984; Rendig en Taylor, 1989; Mengel et al, 1982 en Davies en Jones, 1988). Konsentrasies (dpm) Grond ! Plant !Simptome van !Moontlike ement Gemiddeld Toksies ! Normaal Toksies !Vergiftiging !Regstelling ! ------------------!------------------!------------------------------------!--------------------------------! uniniun (Al) 200 !1. Beperkte wortelontwikkeling !1. Verhoog die pH !2. ~ortelpunte en sywortels verd ik ! en word bruin !3. Stingels verkleur pers !4. Groei word belerrmer ! ! seen(As) 5-50 !1. Vertraagde groei !1. Verhoog die pH ! !2. Verhoog FeS-konsentrasie ! ! or (B) 0.4-5 >5 20-70 250-270 !1. Vergeling van blaarpunte, -rande ! 1. Loog met B vry water 38 ! en tussen are !2. Verlaag die pH !2. Blare val ontydig af !3. Hoe organiese betnesting ! ! loor (Cl) 485 2000+ 0,5-2% ! 1. Droe blaarpunte en -rande ! ,. Loog met Cl vry water !2. Brons keur van blare !3. Ontydige vergeling en afval ! van blare ! ! ! room (Cr) 84 0.02-1 5 !1. Klein worteltjies !1. Bernes met organiese materiaal! !2. Smal bruin-rooi blare !2. Verhoog die pH ! !3. Akute onvrugbaarheid ! ! uoor (F) 270 2-20 !1. Chlorose tussen blaarare !1. Verhoog die pH 5.1 0.1-10 !2. Marginale nekrose van blaarpunte !2. Verhoog die Ca-konsentras ie ! ! diun (I) 0.1 0.5-1 0 - 0.5 8 !1. Ou blare chloroties en val af !1. Toevoeging van Cl 0-80 !2. Groei erg belenmer !3. Blare krul terug !4. Nekrose van plaarpunte ! ! dmiun (Cd) 0.2 0.1-1 !1 Chlorose !1. Verhoog Ca-konsentrasie !2. Beperk wortelontwikkeling !2. Verhoog Zn-konsentrasie ! !3. Verhoog die pH ! ! ! bald (Co) 20 !0.02-0.5 !1. Blare chloroties en nekroties !1. Verhoog pH aansienlik 12 !2. Blare verwelk heeltemal ! ! ! per (Cu) 26 <10 !1. Beperk wortelontwikkeling !1. Verhoog die pH 2-20 !2. Chlorose !2 . Verhoog Ca-konsentrasie ! !3. Bernes met organiese materiaal! ! ! ! 1i k (Hg) 0.1 !1. Beperk wortelontwikkeling !1. Bernes met organiese materiaal! ! ! ! ,od (Pb) 13 0.5 !1. Beperkte groei !1. Verhoog die pH !2. Beperk wortelontwikkeling !2. Verhoog die Ca-konsentrasie ! ! ngaan (Mn) 950 >160 !1. Buin kolle in ouer blare !1. Verhoog die pH 761 !2. Oneweredige verspreiding !2. Toevoeging van Si van Chlorofil !3. Toevoeging van Ca ! ! l ibdeen (Mo) 0.2 <100 0.5-0.8 !1. Blare kleur helder goud-geel !1. Verlaag die pH 1.9 <1 ! ! ! kkel (Ni) 34 0.1-5 >100 !1. Chlorose tussen blaarare of !1. Verhoog die pH ! parallel le strepe by roonokotiele !2. Verhoog die K-konsentrasie ! ! leniun (Se) 0.41 0.1-1 5 !1. Chlorose !1. Verhoog sulfaat konsentrasie 0.2 !2. Vertraagde groei ! ! ! nk (Zn) 80 20-50 !1. Afname in wortelontwikkeling !1. Verhoog die pH 60 !2. Verbreding van blare !3. Chlorose 206 3.7 SUUR EN ALKALIESE GROEIMEDIUMS Volgens Rowell (1988) is die wereldwye verspreiding van suur- en alkaliese grond, baie nou verwant aan die klimaat asook die moedermateriaal waaruit en grondvormende faktore waardeur die grond ontstaan. Loging gee aanleiding tot die vorming van suur grond, maar met 'n afname in re~nval akkumuleer caco3 en daarna Na 2co 3 - 'n proses wat die vorming van alkaliese en versoute grond tot gevolg het. Bradshaw en Chadwick (1980) konstateer dat in die uitskothope en slikdamme van sekere myne aansienlike afwykings van die neutrale pH (7) aangetref word. Hierdie afwykings in pH word in Suid-Afrika duidelik gesien by die steenkoolmyne in Oas-Transvaal (pH (KCl) 4, 5) (Van Wyk, 1985b), goudmyne aan die Witwatersrand (pH (KCl) 2,6- 4,0) (Barker, 1984) kopermyne in Phalaborwa (pH (KCl) 8,0- 9,6) (Van Wyk, 1985a) en Copperton (pH (KCl) 3,2-4,7) (Van Wyk, 1987) en die chrisotielmyn by Msauli in Ka Ngwane (pH ( KCl) 8, 0-9, 57) (Briers, 1985a en Walker & Grant, 1984) . In die meeste gevalle word die lae pH van suurgrond veroor- saak deur die teenwoordigheid van ystersulfied (piriet) (Fes 2 ) wat tydens verwering (oksidasie), asook deur die aktiwiteite van mikrorganismes soos Thiobacillus ferrooxidans afgebreek word. Die ystersulfied kan afgebreek word tot verskeie ver- bindings waarvan die essensi~le ysterhidroksied en swaelsuur is (Bradshaw & Chadwick, 1980; Rowell, 1988 en Singer & Stumm, 1970). Volgens Bradshaw en Chadwick (1980), kom piriet baie algemeen voor in sedimentere materiale wat gevorm word onder anaerobiese toestande, wat byvoorbeeld aangetref word in steenkoolneerslae. In metaalafsettings wat nie noodwendig ryk aan yster is nie, kom piriet ook algemeen voor. In die RSA is 207 die piriet wat in slikdamme en uitskothope van koper- en goudmyne gevind word een van die belangrikste beperkende faktore in terme van die hervestiging van plantegroei. Die oksidasie van piriet word deur 'n hele aantal faktore be!nvloed, en volgens Van der Nest (1991) is die belangrikste faktore die volgende: - pH. - Mikrobiese kataliste. - Temperatuur. - Sulfate, swaarmetale en ander sulfiede. - Lig. - Die soortlike oppervlakte van die pirietdeeljie. - Water. - Suurstof. Bradshaw en Chadwick (1980) beweer dat die pirietprobleem baie moeilik oorkom kan word. Tensy al die piriet wat teen- woordig is reeds geoksideer is, bly 'n poel van suurproduserende materiaal steeds bestaan. Al word die ver- laagde pH dus reggestel deur landboukalk toe te voeg, is 'n verdere verlaging van pH steeds moontlik nadat die regstel- ling geskied het. Loging van hierdie sure kan oar baie jare plaasvind en die nadelige effek daarvan kan fataal wees vir die plantegroei van die omringende omgewing en veral vir plante geassosieerd met strome en riviere. Die indringing van suurstof in die slikdamme en sandhope van goudmyne is volgens Van der Nest (1991) gewoonlik minder as twee meter. Die regstelling deur kalktoediening geskied as gevolg van die praktiese uitvoerbaarheid slegs in die boonste lae, wat gewoonlik nie dieper as 100 - 200 mm is nie. Dit beteken dus dat die res van die materiaal tot op 'n diepte van 2 m nie reggestel word nie. Evapotranspirasie veroorsaak die terugloging van sure en 'n verdere versuring van die groeimedium. Hierdie probleern het aanleiding gegee tot die 208 navorsing van Van der Nest (1991) waarin gepoog is om ook die potensi~le versuring van die slik te bepaal en reg te stel voor die hervestiging van plantegroei geskied. Waar daar in die verlede kalktoedienigs van tot 7,5 t ha-1 gedoen is om pH-regstelling te doen (Barker, 1984), het Van der Nest ( 1991) deur middel van die DBTM (Dubbelbuffer- titrasiemetode) vasgestel dat daar op sommige goudmyne tot soveel as 34 t ha-1 benodig word om ook vir die die potensi~le suurheid van die betrokke mynhoop te kompenseer. Volgens Rowell (1988) word die groot verskeidenheid van pH- waardes wat in natuurlike grond gevind word, gereflekteer in die verskeidenheid van plantegroei of deur die gewasse wat in die spesifieke gebied geproduseer kan word. Dit is egter nie duidelik in hoeverre die verskille in plantegroei die gevolg is van die sensitiwiteit van die plantwortels vir H+ of OH- ione in die grond of grondoplossing nie, en tot hoe 'n mate sekondere faktore betrokke is nie. Daar is wel bevind dat die groei en funksionering van die wortels van nie-peuldraende plante direk be!nvloed word by 'n pH van 5 en minder. Volgens Rowell ( 1988) , het die sekondere faktore wat die gevolg van veranderinge in pH is, die grootste effek op die groei en vestiging van plante. Hierdie faktore sluit ender andere die volgende in: By 'n lae pH (<6) raak spoorelemente socs Al, AS, Cr, F, Cd, Co, Cu, Pb, Mn, Ni, en Zn meer oplosbaar en opneembaar vir plante. Indien die konsentrasies van hierdie elemente in die groeimedium te hoog is, kan dit in oormaat op- geneem word. Hierdie oormaat kan op sy beurt 'n toksiese uitwerking op die groei en ontwikkeling van plante he. 209 Aluminium bind fosfate op die oppervlak van plantwortels en verhoed sodoende dat dit opgeneem kan word. Die kompeterende effekte van Ca, Mg en ander ka- tione met yster veroorsaak 'n verlaagde ysteropname en gevolglike tekorte in die plant. Indien nodig, moet aanpassings aan die pH van grond of materiale waarop hervestiging van plante moet plaasvind, een van die eerste stappe wees wat gedoen word. _Hierdeur kan oor- maat en tekorte van elemente soms reggestel word sender dat enige bemestingsprogram gevolg word (kyk ook 3.6). 3.8 TEMPERATUUR VAN UITSKOTMATERIAAL SOOS BEPAAL DEUR KLEUR Agtergrond en motivering Negatiewe resultate is verkry met proewe waarin gepoog is om plantegroei op asbes-uitskotmateriaal (amosiet) te vestig, terwyl daar in grondontledings nie enige radikale tekorte op- gespoor kon word wat nie met anorganiese bemesting reggestel kon word nie (Tabel 3.21). Hierdie resultate het aanleiding gegee tot 'n ondersoek na grondtemperatuurverskille soos aan- getref by groeimediums met verskillende kleure. Hierdie on- dersoek is uitgevoer by die Kromellenbogen amosietmyn (24° 27 1 S en 30° 24 1 0) in Noordoos-Transvaal (Lebowa) (Fig. 2.1). Aangesien daar nie weerstasies in die onmiddellike omgewing van die myn is nie, is dit nie moontlik om 'n korrekte gemid- delde re~nval vir die gebied te verskaf nie. Die naaste weerstasies waar min of meer ooreenstemmende plantegroei aan- getref word, is Pietersburg, Potgietersrus en Hoedspruit waar 'n gemiddelde re~nval van onderskeidelik 505 mm, 609 mm en 481 mm deur die weerburo (Weerburo, 1986) geregistreer is. 210 Acocks ( 1988) beskryf die , plantegroei van die gebied as veldtipe 19 (gemengdesuurbosveld). TABEL 3.21: Bodemkundige ontledings van verskillende materiale wat by Kromellenbogen as deklaag gebruik is. Amosiet uitskot Fyn klip Monster 1 Monster 2 6.4 8.1 7.6 6.0 7.0 6.8 Voeding- status (mg/kg) Ca 872 2842 4334 Mg 195 499 294 K 72 235 360 p 0 3 0 Ten spyte van die feit dat mynaktiwiteite op daardie stadium alreeds vir etlike jare gestaak is, het plante nie spontaan op die uitskot gevestig nie. Een enkele boom (Acacia tortilis subsp. heteracantha) het op een of ander stadium in 'n laagliggende gedeelte van hierdie uitskothoop gevestig. Onder hierdie boom (in die skadu) was daar ook 'n verskeidenheid van inheemse grasse wat op die oog af geen gebreksimptome getoon het nie. Die aanvanklike proef het behels dat verskillende deklae teen die helling gestort is om te bepaal of enige van die materiale in die direkte omgewing van die myn geskik is om as deklaagmateriaal gebruik te word tydens die rehabilitasie- 211 proses. Die uitleg en resultate van die proef word nie vol- ledig verskaf nie aangesien die gegewens wat wel verskaf word slegs dien as agtergrondsinligting. Die volgende materiale is as deklaag gebruik: Kontrole - geen deklaag 100 mm bogrond 100 mm fyn klip (< p 30 mm in deursnee) 100 mm mediumgrootte klippe ( < p 100 mm maar > p 30 mm) ' 100 mm fyn klip/bogrond-mengsel ( 1: 1) Die verskillende persele het almal dieselfde saadmengsel en bemesting ontvang. Die proef is vir drie agtereenvolgende seisoene ge~valueer. 'n Wisselende mate van sukses is in die verskillende deklaag- behandelings behaal. In sowel die fyn- as die mediumklip- behandelings waar daar slegs uitskotmateriaal as groeimedium was het daar gras gevestig, alhoewel die vestiging baie swak- ker was as die in die bogrond- en bogrond/klip-mengsel. Die enigste perseel waarin daar geen kieming plaasgevind het nie, was die onbedekte kontroleperseel (uitskotmateriaal) (Van Wyk 1986b). Die enigste verskil tussen die groeimedium van die onbedekte perseel en die twee klipbedekte persele was die skadu-effek wat die klippe in laasgenoemde twee persele gehad het. Dit kon dus wees dat die temperatuur van die groeimedium ( amosiet) wat donkergrys/swart van kleur is gedurende die dro~ somermaande so hoog word dat dit kieming belemmer of die saad beskadig. Volgens Daubenmire (1959) kan die temperatuur van aangrensende donkerkleurige en ligte grondoppervlaktes met soveel as 20° C verskil. 212 Ondersoek Na aanleiding van bogenoemde is temperature op nege verskil- lende lokaliteite op die uitskothope asook op verskillende dieptes bepaal. In Tabel 3.22 word die lokaliteite en die resultate van die bepalings verskaf. TABEL 3.22: Temperature c0 c) soos bepaal op •n uitskothoop by Kromellenbogen amosietmyn, tussen 12:00 en 13:00 op 17 Junie 1987 ------------------------------------· ------------------------ Lokaliteit Temperatuur c0 c) Lug 1 cm 8 cm diepte diepte Bedek met bogrond Noord-oostelike helling 1 29 40 32 2 29 40 32 3 29 44 34 Bo-op platvlak 29 44 35 Amosiet uitskot Noord-oostelike helling 1 29 54 40 2 29 56 40 3 29 60 49 Bo-op platvlak 1 29 51 37 2 29 50 39 213 Volgens Tabel 3.22 was die • lugtemperatuur op 17 Junie 1987 (in die middel van die winter) 29° C. Die grondtemperature op 1 cm diepte waar rooi bogrond as deklaag gebruik is, was tus- sen 12 en 15 ° C ho~r. In die amos ietui tskot ( donker- grys/swart) was die temperatuurverskil 25 tot 31° C. Volgens die Weerburo (1986), is lugtemperature van tot 37° C en selfs meer nie ongewoon in hierdie gebied gedurende die somermaande nie. Dit is dus nie vergesog dat temperature van 70° C en ho~r op amosietuitskot verwag kan word nie. Volgens Salisbury en Ross (1969) vind denaturering en die uiteindelike vernietiging van plantensieme van plante uit gematigde gebiede plaas indien dit vir tydperke langer as 30 minute aan temperature van 45° C en ho~r blootgestel word. Daubenmire (1959) toon aan dat dennesaailinge reeds by 45° C beskadig raak, terwyl sommige plantspesies temperature van 10° C kan oorleef. Hy toon verder aan dat ho~ temperature noodlottig kan wees vir sade, aangesien dit lei tot verhoogde transpirasietempo, waardeur die voedselreserwes baie vinnig uitgeput word. Om hierdie rede is die ideale temperatuur vir die berging van saad uit gematigde gebiede gewoonlik O tot 5° C. Volgens Oosting (1956), is die optimum temperatuur vir die kieming van die saad van mielies, 51,6° C met 'n maksimum van so hoog as 63, 9° C. Aan die ander kant toon Mayer en Poljakoff-Mayber (1963) aan dat sommige plante se saad selfs temperature van 90° c kan oorleef, alhoewel die weerstand van die saad asook die ontwikkeling na blootstelling nadelig be!nvloed word. Die maksimum temperature waarby c4 plante (waaronder die meeste inheemse grasse) normaalweg kiem, word deur Larcher (1983) egter aangetoon as tussen 45 en 50° C. 214 Fitter en Hay (1989) beweer dat indien die blare van plante uit bykans alle klimaatstreke, blootgestel word aan tempera- ture van 45-55° C vir tydperke van 30 minute en selfs korter, hulle noodlottig beskadig word. By woestynplante kan effens ho~r temperature weerstaan word. Saad wat in die proef deur klippe beskadu was, het wel in hierdie medium gekiem en gevestig. Gedurende dieselfde tyd het 'n welige plantbedekking gevestig in die bogronddeklaag- persele waarvan die temperature in Tabel 3.22 aangegee word ten spyte van temperature van 40° C en ho~r in die boonste 1 cm van die deklaag. Re~n kom in hierdie gebied kom dikwels voor in die vorm van donderbuie. Sagte buie van wisselende tydsduur wat slegs enkele minute tot 'n paar dae kan wees, kom egter ook voor. Hierdie re~nvalperiodes kan egter afgewissel word met on- bewolkte periodes van tot 21 dae en meer waartydens 'n daaglikse maksimum lugtemperatuur van meer as 37° C bereik kan word. Die gemiddelde daaglikse maksimum lugtemperature vir Potgietersrus gedurende die somermaande is ongeveer 28,5° C (Weerburo, 1986). Dit blyk dus dat die saad wat in dro~ gebiede van Suidelike Afrika versamel is, asook saad van Eragrostis curvula en Cenchrus ciliaris wat uit meer gematigde dele van die RSA kom, wel by temperature ho~r as 45° C kan oorleef. (Daar word aanvaar dat die lug- en grondtemperature gedurende die somer veel ho~r sal wees as die wat gedurende Junie 1987 gemeet is.) Indien daar dus koel, bewolkte toestande oor ' n lang tydperk heers, kan dit wel moontlik wees vir saad en plante om te kiem en te oorleef in 'n medium met normaalweg ho~ tempera- ture. 215 In waarnemings op uitskothope van ander amosietmyne in die Bewaarkloof-gebied (Lebowa), is opgemerk dat tientalle saai- linge van Acacia tortilis subsp. heteracantha in een enkele miskoek voorkom. Nerens anders op die uitskothoop was egter enige teken van plantegroei nie. Die temperatuur van die mis- koek (as groeimedium) en die omringende amosiet is nie ver- gelyk nie. Dit was ook duidelik dat daar aansienlike verskille tussen die twee mediums bestaan in soverre as dit chemiese samestelling, tekstuur en organiese materiaal betref. Die aanduidings wat egter uit die meting (Tabel 3.22) verkry is, dui daarop dat temperatuur wel 'n baie belangrike rol in die kieming van hierdie saailinge kon speel. Aanbevelings Uit die voorafgaande bespreking en waarnemings kan die vol- gende aanbevelings gemaak word: 1. Aangesien uitskot- en afvalhope van steenkool, amosiet, mangaan, chroom, kimberliet ensovoorts almal swart of baie donker van kleur is, kan navorsing in hierdie ver- band waardevolle inligting verskaf waardeur rehabili- tasieprogramme met groter sukses ui tgevoer kan word. Kennis van die toleransiegrense van saad en plante van inheemse spesies (ten opsigte van temperatuur) wat tydens die rehabilitasieproses aangewend word, mag ook die keuse van plante wat in spesifieke lokaliteite gebruik word benvloed en die rehabilitasieproses ver- gemaklik. 2. Die gebruik van 'n bogrond-deklaag of grasmolm kan die kleur en daardeur die temperatuur van die oppervlak wat hervestig moet word tot so 'n mate verlaag dat 'n beter plantbedekking gevestig kan word. 216 3. In gevalle waar dit mobntlik en noodsaaklik is, kan van besproeiing gebruik ·gemaak word om oppervlaktemperature laer te hou totdat die kieming en vestiging van plante plaasgevind het. Nadat die plante gevestig het, mag dit wees dat beskaduwing deur die plante self 'n laer grondtemperatuur tot gevolg sal he. Skaduweevorming kan ook die oorlewing van die plante moontlik maak. 4. Daar moet in gedagte gehou word dat die ontbloting van die groeimedium as gevolg van droogte en/of oorbeweiding egter die hele proses kan omkeer sodat daar weer reg van voor af begin sal moet word. 3.9 SPONTANE ONTBRANDING Die voorkoms van spontane ontbranding in afvalhope en asdamme van steenkoolmyne is in suidelike Afrika 'n wesenlike probleem. In studies wat oor 'n periode van meer as honderd j aar ui tgevoer is, is die oksidasie van steenkool ge!den- tif iseer as die enkele grootste faktor wat bydra tot die selfverhitting wat plaasvind gedurende blootstelling aan die lug. 'n Algemeen aanvaarde siening is dat daar nie slegs een faktor uitgesonder kan word as verantwoordelik vir die proses van spontane ontbranding wat in die afvalhope, asdamme en bergingshope plaasvind nie. Baie prosesse wat fisies, chemies, fisio-chemies en mikrobiologies van aard is, dra by tot hierdie selfve~hitting (Itay, 1983). Gedurende die proses word 'n verskeidenheid stabiele kool-suurstofkomplekse, en gasse wat vrygestel word, gevorm. Die oksidasiereaksies van steenkool by matige temperature kan een van twee wees, naamlik: (i) Die vorming van oksi-funksionele groepe soos karboksiel, hidroksiel, karboniel, metoksiel, esters, eters, perok- side en hidroperoksiede. 217 (ii) Die vonning van gasse soos CO2 en CO tesame met H2o. Daar kan verwag word dat die CO en hitte wat tydens laas- genoemde proses vrygestel word 'n uiters nadelige invloed op plantegroeivestiging kan he. Agtergrondsinligting Hervestigingsproewe - Grootegeluk steenkoolmyn (Ellisras) Volgens Van Wyk en Briers (1985) is proewe by die Grootegeluk steenkoolmyn (Ellisras) ui tgevoer om te bepaal of 'n plantbedekking op die uitskothope bestaande uit laegraad- steenkool en skalies gevestig kan word. Hierdie myn is ongeveer 20 km noordwes van Ellisras gele~ (Fig. 2.1) (23°35' s en 27°31 1 O). Die gemiddelde jaarlikse re~nval van die gebied met 'n plantegroei wat deur Acocks (1988) as gemengde en dorre soet bosveld beskryf word is 471 mm (Weerburo, 1986). Gedurende Januarie 1984 is die eerste reeks proewe op uitskothope van die myn uitgele. Daar was volop tekens dat die uitskothoop waarop die proewe uitgele is, reeds brand. Op die spesifieke lokaliteit van die hoop waar die voorberei- dings vir die proef gedoen is, was daar egter geen teken wat daarop gedui het dat hierdie gedeelte van die hoop brand nie. Die afval waaruit die hoop bestaan, is sodanig gestort dat die materiaal 'n natuurlike rushoek van p 35 - 38° gevorm het. Die gebied waar die proef uitgele is, is bedek met 'n laag bogrond (sand) wat direk langs die hoop in die veld verkry is. Die dikte van die deklaag het gewissel tussen 200 mm aan die bokant van die helling tot 1100 mm aan die voet van die helling. 218 In 'n tweede proef is die uitskothoop afgeplat tot~ 18° en daarna bedek met 'n laag bogrond wat in dikte gewissel het tussen 400 mm aan die bokant tot 1200 mm aan die voet van die helling. In albei proefpersele is verskillende bemestingbehandelings toegepas ( organies en anorganies afsonderl ik asook in kombinasie). Al die persele is gesaai met in saadmengsel van pioniers- en klimaksgrasse. Gedurende die eerste seisoen is tekens van erosie teen die helling van 18° waargeneem - 'n verskynsel wat toegeskryf kan word aan die gebrek aan waterbeheer teen hierdie lang hel- ling. Die grootste gedeelte van die proef het egter onge- skonde gebly~ Nie 'n enkele plant het gedurende die eerste seisoen in enige van die persele van die 18° proef gevestig nie. Teen die helling van 35° het daar wel plante gevestig, maar slegs in kolle en die plante was nie eweredig versprei in die verskil- lende behandelings nie. Hoewel albei proewe gedurende November 1985 hersaai is, is dieselfde negatiewe resul taat teen die helling van 18° verkry, terwyl die plantbedekking op die helling van 35° nie veel verbeter het nie (Van Wyk & Briers, 1986). Dieselfde sand wat gebruik is as deklaag, is in 1985 in potproewe gebruik. Na ses dae het die gras wat gesaai is begin kiem. Die feit dat die sade gekiem het, het alle on- sekerheid oor hierdie sand as groeimedium uitgeskakel. 'n Tweede reeks proewe is gedurende November 1986 uitgel~ op 'n afvalhoop wat volgens die mynpersoneel hoofsaaklik uit stroopmateriaal bestaan wat nie brand nie. (Stroopmateriaal is materiaal wat verwyder is sodat die onderliggende 219 steenkoollae blootgestel word.) Hierdie materiaal het bestaan uit bogrond, gruis, skalies en laegraadsteenkool (Van Wyk & Briers, 1987). Teen die einde van die eerste seisoen het daar 'n redelik tot goeie plantbedekking in die meeste van die proewe gevestig. In twee van die proewe was die resultaat egter weer negatief, en duidelike tekens van brand is in en om die persele waar- geneem. Aan die einde van die tweede seisoen het die plante in sommige van die aanvanklik goed gevestigde persele heel- temal gevrek. Die bepaling van koolmonoksied (CO)-konsentrasies en tem- peratuur Na aanleiding van hierdie negatiewe resul tate is die co- konsentrasies sowel as temperatuur op verskillende grond- dieptes bepaal. Die bepaling van die CO-konsentrasies en tem- peratuur is toegepas op 'n aantal van die proewe waarin geen pl ante gekiem het nie, proewe waarin pl ante gevrek het, asook proewe waarin pl ante wel gekiem en gevestig het. Monitering is ook op twee lokaliteite in die omringende veld gedoen om as kontrole te dien. Die CO-konsentrasie is bepaal met behulp van 'n "Mini Co Car- bonmonoxide indicator" wat deur die mynpersoneel gebruik en om veiligheidsredes saamgedra word. Temperature is bepaal met 'n "KM 7002 pH-Temperature indicator" van Kane-May Meairing Instruments met 'n "Thermocouple probe" wat temperature vanaf -30 tot 400° C kan bepaal. Hierdie resultate word in Tabel 3.23 verskaf. Aangesien die metings deur die loop van die dag gedoen is en lugtemperature verander het, word die lugtem- peratuur tydens die spesifieke meting in 'n aparte kolom verskaf. 220 Tabel 3.23: Resultaat van gasanalises (d.p.m.) en tem- peratuur op verskillende lokaliteite; GROOTEGELUK (Ellisras) 87/05/21. [Grondtemperatuur c0 c) word in hakkies on- derkant die gaslesings aangetoon] Lokal i te i t ! Gronddi epte (rrm) ! Dikte van ! ! 50 100 200 300 400 500 !Deklaag (rrm) ! ----------- !---------- --------------------------- -----------------!-- ----------! 35 Helling! Gaslesing (dpn) en grondteirperatuur ( C) ! ! Sand !-- - -------- - ------------------------------------------! ! Monster ! 2 2 2 2 2 2 400 ! (36) (40) (42) (43) (45) (45) Monster 2 30 100 825 825 825 850 400 (41) (43) (46) (50) (52) (52) Monster 3 o o o 0 o o 400 (35) (38) (38) (39) (40) ( 41) Monster 4 0 o o o 0 o 900 (39) (39) (37) (36) (36) (36) Monster 5 0 o o 0 0 0 900 (37) (38) (37) (36) (36) (36) Monster 6 0 0 0 0 0 0 900 (38) (40) (41) (40) (41) ( 41) Monster 7 0 0 0 0 0 0 1100 (40) (38) (36) (34) (34) (34) Monster 8 0 0 0 o 0 0 1100 (36) (36) (35) (32) (32) (32) Monster 9 0 0 0 0 0 0 1100 (36) (39) (40) (39) (39) (39) ! 18 Helling! Sand ! Monster 1 ! 0 0 0 0 o 0 400 ! (30) (30) (31) (32) (33) (34) Monster 2 ! 0 0 0 0 0 0 400 ! (38) (40) (41) (40) (41) (41) Monster 3 860 2000+ 2000+ 2000+ 2000+ 2000+ 400 (36) (40) (40) (40) (42) (44) ! 35 Helling! Ska lie Monster 1 21 86 680 730 814 (46) (45) (51) (56) (61) 25 Helling Skal ie Monster 1 70 870 2000+ 2000+ 2000+ 2000+ (41) (53) (73) ( 120) (134) ( 134) Monster 2 64 890 2000+ 2000+ 2000+ 2000+ (38) (38) (70) (72) (77) (78) Monster 3 41 83 180 180 180 180 (40) (54) (65) (85) (91) (91) Monster 4 2000+ 2000+ 2000+ (77) (200) (400) Sand/skalie . Monster 1 ! 0 0 0 0 22 200 ! (31) (33) (37) (37) (37) Monster 2 0 0 0 0 0 200 (31) (34) (34) (32) (32) Sand Monster o 0 0 o 0 200 (32) (34) (34) (35) (35) Monster 2 0 0 0 o 0 200 (31) (32) (32) (32) (32) 221 Natuurlike veld In albei monsters van die veldopname is geen CO waargeneem nie. Die temperatuur van monster 1 het tot op 500 mm konstant gebly en selfs nie eens van die lugtemperatuur verskil nie. Die temperatuur van monster 2 het egter 'n geleidelike toename getoon tot op 400 mm waarna dit konstant gebly het. Die feit dat monster 2 laatmiddag geneem is (nadat die lug- temperatuur reeds weer gedaal het), en monster 1 geneem is toe die dagtemperatuur die hoogste was, kan moontlik die verskil verklaar. •n Sandhelling van 35° Die totale lengte van die helling waar die proef uitgevoer is, is ongeveer 3 O m. Monster 1 tot 3 is geneem aan die bokant van die helling waar geen plante gevestig het nie (voormiddag). Monsters 4 tot 6 is geneem waar 'n baie swak plantbedekking gevestig het, terwyl monsters 7 tot 9 geneem is aan die onderkant van die hoop waar 'n redelike plantbedekking gevestig het. Die laaste ses monsters is geneem toe die dagtemperatuur op sy hoogste was. Monsters 1 en 2 was die enigste waar daar aanduidings was dat co wel teenwoordig was. In monster 2 was daar reeds op 100 mm 100 dpm CO teenwoordig. Die konsentrasie het egter drasties verhoog sodat op 200 mm diepte reeds 825 dpm bepaal is. Die konsentrasie het verder tot op 500 mm baie min verander. Op 50 mm diepte was die temperatuur reeds 12 grade ho~r as die lugtemperatuur. 'n Geleidelike toename is waargeneem tot op 500 mm, waar die verskil reeds 23 grade was. 222 In monster 1 kon slegs 2 dpm CO tot op 'n diepte van 500 mm waargeneem word, terwyl 'n totale temperatuurstyging van 16 grade aangeteken is. Selfs in monster 3, waar geen co op- gespoor kon word nie, was daar tot op 500 mm 'n tempera- tuurstyging van 11° c. In nie een van die ander ses monsters waar 'n swak tot redelike plantbedekking gevestig het, kon enige teken van co in die grond waargeneem word nie. Die enigste teken van 'n temperatuurstyging wat verskil van dit wat in die veld waar- geneem is, is by monster 6 aangetref. Die temperatuur- verskille in die res van die monsters het goed gekorreleer met die van die natuurlike veld. •n sandhelling van 1a 0 By al drie die monster& teen ·hierdie helling was daar geen teken van enige plantbedekking nie. Teen alle verwagting in, kon daar by die eerste twee monsters geen co opgespoor word nie. In monster 1 was die temperatuurstyging slegs 5° C wat nie as buitensporig beskou kan word nie. In monster 2 was die temperatuurverskil egter 11 ° C wat ten spyte van die af- wesigheid van CO, goed gekorreleer het met monster 3 van die 35° helling. Die resultaat van monster 3 van hierdie helling waar 'n tem- peratuurverskil van 14° C waargeneem is en CO-konsentrasies van 2000+ dpm reeds op 100 mm diepte gevind is, korreleer eg- ter weer baie goed met die van monster 2 van die 35° hel- ling. 223 •n Skalie-helling van 35° Hierdie helling het van die begin af geen plantbedekking gehad nie. Reeds op 50 mm was die CO-konsentrasie 21 dpm en het dit toegeneem tot 814 dpm op 400 mm. Die verskil tussen die lugtemperatuur en die temperatuur op 400 mm was 30° C. •n Helling van 25° Plante het aanvanklik goed gevestig in al drie die deklaag- behandelings (skalie, sand/skalie en sand) van hierdie per- seel. Die plante van die skalieperseel het egter gedurende die tweede seisoen heeltemal gevrek, terwyl 'n agteruitgang in die sand/skalie-perseel en die sandperseel nie duidelik sigbaar was nie. Die resultate van al vier die monsters van die skalieperseel toon ho~ konsentrasies CO. Dit is egter uit hierdie resultate duidelik dat daar nie noodwendig 'n verband tussen tem- peratuur en CO-konsentrasie bestaan nie. In monster 2 waar daar reeds op 'n diepte van 200 mm 2000+ dpm CO waargeneem is, was die temperatuurstyging 48° c, terwyl in monster 3 waar slegs 180 dpm CO waargeneem is, ' n temperatuurstyging van 61° C aangeteken is. Aan die ander kant was die hoogste temperatuur in die eerste twee monsters 13 4 ° C ( 500 mm diepte) waar 2000+ dpm CO gemeet is, terwyl by monster 4 al- reeds 400+° C aangeteken is op 200 mm diepte. Sand/skalie en sand Slegs in monster 1 van die sand/skalie-perseel kon CO op- gespoor word en eers op 400 mm diepte. 'n Temperatuurverskil van 7° C is egter reeds op 200 mm diepte waargeneem. In geeneen van die ander monsters kon enige verskille opgespoor word wat as noemenswaardig beskou kan word nie. 224 Daar is reeds aangetoon dat · grondtemperatuur 'n besliste rol kan speel in die vestiging van plantegroei (3.8). Denature- ring en die uiteindelike vernietiging van prote!ne (waaronder ensieme) kan by uiterste temperature plaasvind. By die tem- perature waarvan hier sprake is, kan die totale verbranding van saad en plante egter ook plaasvind (100° c en ho~r). Volgens Davies, et al. (1964) is die vertraging van respi- rasie een van die belangrikste eff ekte van CO op pl ante. Hierdie vertraging van respirasie vind plaas deurdat die sitochroomoordragsisteem tydens terminale oksidasie be!nvloed word. Salisbury en Ross (1989) toon aan dat die nadelige ef- fek daarin le dat co verbind met die yster van sitochroomok- sidase en daardeur verhoed dat suurstof as elektronontvanger kan optree. Hierdie feit impliseer dat enige saad wat vog ab- sorbeer en begin kiem, onmiddel ik sal vrek aangesien respirasie nie kan plaasvind nie en die saad dus sal versmoor. Plante wat reeds gevestig is, se wortels sal ook versmoor sodra die CO-konsentrasie van die grond bokant die toleransiegrense van die betrokke plant styg. Die plante sal baie gou vrek aangesien geen water die bogrondse dele (stingels en blare) kan bereik nie. 3.9.1 Algemene gevolgtrekkings 1. Aangesien die kieming van saad in die potproef na ses dae reeds begin het, is dit duidelik dat die groeimedium wat in die potproef, asook die proef teen die 18° en 35° hellings gebruik is geskik was vir kieming. Die saad wat in al die proewe gebruik is, was ook van dieselfde oorsprong en kon dus nie vir die mislukte proewe op die myn verantwoordelik gewees het nie. 2. Die temperatuur- en gasmonitering is ongeveer twee jaar na die eerste uitleg van die 18° proef gedoen. Alhoewel geen plante in die hele proef aangetref is nie (selfs na 225 vyf jaar het daar nog geen plante gevestig nie), dui die uitslag van die monitering daarop dat verhoogde tempera- ture en die teenwoordigheid van co nie naastenby dieselfde is by die verskillende monsters nie. Hierdie uitslag dui dus daarop dat saad wat aanvanklik gesaai is of in die bogrond teenwoordig was, glad nie meer bestaan nie. Die enigste afleiding waartoe gekom kan word, is dat daar gedurende die eerste en waarskynlik ook die tweede jaar (na hersaai), of ho~ konsentrasies co of ho~ temperature verspreid oor die hele gebied voorgekom het. Hierdie twee faktore het waarskynlik die saad vernietig. In die 25° skalieperseel waar plante aanvanklik goed gevestig en daarna gevrek het, is monitering tydens die brand op vier verskillende lokaliteite gedoen. In almal is ho~ temperature en CO-konsentrasies waargeneem. 3. Daar kon geen korrelasie gevind word tussen tem- peratuurstygings en die toename in CO-konsentrasies nie: in sommige gevalle is kleiner temperatuurverskille saam met ho~ CO-konsentrasies gevind terwyl groot tem- peratuurverskille en ho~ CO-konsentrasies ook waargeneem is. In sommige gevalle waar daar temperatuurverskille was wat aansienlik verskil het van die wat in d i e natuurlike veld aangeteken is, kon daar geen CO op- gespoor word nie. Aangesien daar duidelike tekens was dat gasse, waaronder co, uit barste en gate op die op- pervlak ontsnap, lyk dit dus moontlik dat daar in die afvalhope "kanale" of "gange" ontstaan waarlangs die gasse beweeg. Indien dit wel so is, is dit ook duidelik waarom CO-konsentrasies by lokaliteite enkele meters van mekaar totaal verskillend kan wees. Die verspreiding van hitte in die afvalhoop sal waarskynlik ook nou saamhang met die lugstroom waarmee die CO vervoer word. Dit beteken dus dat 'n brand diep onder die oppervlak 'n kleiner effek sal he op die temperatuur van die medium waarin die plante groei. Net so sal lokaliteite verder 226 weg van die "ontsnappingspunte" laer temperature onder- vind as lokaliteite in die direkte omgewing van die uitlaatopeninge. 4. Dit is duidelik dat die rehabilitasie van steenkoolaf- valhope wel gedoen kan word indien dit met 'n deklaag van bogrond bedek word. Dit is egter ook duidelik dat enige pog ing om brandende hope te rehab il i teer, ekonomies nie regverdigbaar is nie. Indien die brand geblus kan word deur dit te smoor met 'n kleilaag soos wat by sommige steenkoolmyne in Suidelike Afrika gedoen word (Gibson, 1988) mag die hervestiging van plantegroei wel moontlik wees, met dien verstande dat die klei 'n geskikte groeimedium is. Clarke et al. (1987) toon aan dat verskeie gevalle bekend is waar j are na die rehabili tasie afgehandel is, op groot areas van af- valhope wat spontaan brand steeds geen plantbedekking voorkom nie. Alhoewel gedeeltes van die afvalhope as gevolg van die afwesigheid van laegraadse steenkool nooit sal brand nie, is dit onmoontlik om te bepaal waar die spesifieke gebiede met laegraadse steenkool is nadat die afval gestort is. Daar is dus geen waarborg dat 'n spesifieke gebied nadat die rehabilitasieproses afgehan- del is, gevrywaar sal wees teen spontane ontbranding met die daaropvolgende newe-effekte nie. 3.10 SLOTOPMERKING Dit is belangrik dat daarop gelet word dat die proewe wat handel oor bodemgeassosieerde probleme op mynhope uitgele is wat oor 'n wye gebied verspreid is. Hierdie lokaliteite kan dus verskil ten opsigte van klimaat, topografie, geologie en- sovoorts. Die minerale wat by die verskillende lokaliteite gemyn word, stem ook nie ooreen nie. Om hierdie rede kan 227 gevolgtrekkings en aanbevelings wat by die een myn geld, nie noodwendig op alle lokali tei te van toepassing gemaak word nie. Uit die resultate van die proewe was dit egter duidelik dat bodemgeassosieerde kenmerke van uitskothope en slikdamme soos lang hellings, steil hellings, chemiese wanbalanse, deel- tj iegrootteverspreiding, die kleur van die materiaal en- sovoorts almal 'n negatiewe invloed op plantvestiging kan he. By al die myne waar navorsing gedoen is, was altyd meer as een van hierdie faktore ter sprake. Dit is dus noodsaaklik dat daar nie net op een faktor (gewoonlik die mees opval- lende) gekonsentreer word wanneer daar gerehabiliteer word nie, maar dat 'n holistiese benadering gevolg sal word deur die probleem in sy geheel te hanteer. In sommige gevalle sal dit nodig wees dat in diepte ondersoeke gedoen sal moet word om probleme op te los, terwyl ander lokaliteite deur gebruik- making van konvensionele boerderymetodes hervestig kan word. 228 HOOFSTUK 4 SPESIESELEKSIE MET DIE OOG OP REHABILITASIE Volgens Marsden (1985) is reeds voor 1932 pogings aangewend om plantegroei op goudmynslikdamme en -sandhope in en om Johannesburg gevestig te kry. Vanaf 1932 tot 1937 het prof. J. Phillips (Universiteit van die Witwatersrand) alle beskikbare informasie in verband met vroe~re pogings versamel en self navorsing gedoen oor die hervestiging van plantegroei op hierdie slik- en sandhope. Hierdie werk is voortgesit deur dr. A.L. James (James, 1966) en uiteindelik in 1953 deur die Kamer van Mynwese, deur mid- del van 'n kontraktuele verbintenis met die Suid-Afrikaanse Wetenskaplike en Nywerheidsnavorsingsraad (WNNR). In 1956 is daar f inaal beslui t dat die vestiging van 'n plantbedekking die enigste wyse is waarop permanente stabilisering van die mynhoopoppervlaktes verkry kan word. Volgens James (1966), is die volgende plantspesies geselek- teer vir hervestigingsdoeleindes op die goudmynhope: * Agrostis tenuis * Avena sativa * Bromus catharticus Chloris gayana * Cortaderia selloana Cynodon dactylon * Cynodon plectostachyus * Dactylus glomerata Ehrharta calycina Eragrostis curvula * Holcus lanatus * Hordeum sativum Pennisetum macrourum * Phalaris tuberosa * Poa pratensis * Secale cereale * Trifolium spp. * Vicia villosa Acacia baileyana * Acacia melanoxylon * Medicago sativa 229 Nota: In alle spesielyste word uitheemse plantspesies met •n asterisk(*) aangetoon. Thatcher (1979) toon aan dat ander spesies wat deur die Her- vestigingseenheid van die Kamer van Mynwese gebruik is die volgende insluit: * Bromus unioloides Cenchrus ciliaris * Festuca arundinacea * Hordeum vulgare * Lolium perenne * Paspalum dilatatum * Pennisetum clandestinum * Pennisetum purpureum * Phalaris aquatica * Triticum aestivum * Acacia mearnsii * Atriplex semibaccata Carpobrotus edulis * Kochia brevifolia * Ornithopus sativus * Tamarix gallica In 'n nagraadse studie wat deur Hill en Nothard (s.a.) onder- neem is, word twee moontlikhede voorgestel vir die bekamping van besoedeling wat deur mynhope veroorsaak word, naamlik meganiese stabilisering wat duurder en slegs op 'n korter termyn effektief is, en biologiese stabilisering wat per- manent kan wees en meer koste-effektief is. Die basis van die Rhodesiese (Zimbabwese) benadering ten op- sigte van rehabilitasie is volgens Hill en Nothard (a.s.) om geen veranderings aan of byvoegings tot die medium wat her- vestig moet word te doen nie. Iewers moet daar 'n plant of plante wees waarvan die toleransiegrense sodanig is dat die vergiftigingsvlakke van die betrokke medium weerstaan kan word. Indien sodanige plant(e) nie gevind kan word nie, be- hoort dit geteel te kan word uit die mees tolerante spesies. Om hierdie rede moet so veel as moontlik spesies in proewe gebruik word om te verseker dat "iets" gevind word wat die 230 probleem kan oplos. Nadat die beste spesies gedentifiseer is, kan die owerhede besluit of groeitoestande verbeter moet word deur byvoorbeeld bemestingsaanvullings. In hul proewe het Hill en Nothard ( s. a.) 57 plantspesies gebruik, waarvan ten minste 22 uitheemse spesies uit onder andere Australi~ en Israel is. In 'n navorsingsverslag oar die vestiging en onderhoud van die plantegroei van padreserwes in die staat Michigan (VSA), toon Beard et al. ( 1971) aan dat saad van die volgende spesies in proewe gebruik is: * Agrostis alba * Agrostis palistrus * Bromus inermis * Dactylis glomerata * Festuca arundinacea * Festuca rubra * Lolium perenne * Paa pratensis * Paa trivialis * Phleum pratense * Secale cereale * Medicago sativa * Trifolium hibridum * Trifolium repens * Vicia spp. In 'n bylaag (Cook, 1973) van 'n brief van die Chamber of Mines Services (proprietary) Limited aan die Palabora Mining Company (PMC) word die volgende plante vir die hervestiging van magnetiethope aanbeveel: * Agrostis tenuis * Bromus catharticus Chloris gayana * Cortaderia argentia * Cynodon plectostachyus * Dactylus glomerata Eragrostis curvula * Festuca elatior * Holcus lanatus Pennisetum macrourum * Phalaris tuberosa * Poa pratensis * Acacia baileyana * Acac i a melanoxylon * Atriplex semibaccata Carpobrotus edulus * Kochia brevifolia * Medicago sativa * Trifolium spp. 231 In 'n navorsingsverslag , saamgestel deur Kimmons et al. (1976) word onder andere gras- en struikspesies soos Fes- tuca spp., Agrostis spp., Lolium perenne, Poa spp., Secale cereale en Trifolium spp. aanbeveel vir gebruik in die her- vestiging van padreserwes langs die hoofwel! in die staat Maryland. Saadresepte wat voorgeskryf is vir die hervestiging van padreserwes in verskillende klimaatstreke van die RSA het tot diep in die sewentigerj are tot 'n groot mate bestaan ui t plantspesies soos Festuca spp., Lolium spp., Medicago sativa en Trifolium spp. (Viljoen & Van Wyk, 1978). Dit is opvallend dat in al die voorbeelde wat aangehaal is, dieselfde spesies telkemale opduik in die saadresepte wat getoets en/of gebruik word vir hervestigingsdoeleindes. Hieruit kan dus afgelei word dat die spesies wat in die RSA vir hervestiging gebruik is, grootliks bepaal word deur die beskikbaarheid van die saad asook die resultate wat in die buiteland behaal is. As gevolg van die agteruitgang van die plantbedekkings van veral vul- en snyhellings van die nasionale paaie in die RSA, is verskeie navorsingsproj ekte onderneem deur die Navor- singsinsti tuut vir Hervestigingsekologie. Hierdie projekte was veral daarop gerig om die oorsake van die swak vestiging van plante asook moontlike regstellings wat gedoen kan word te ondersoek. Volgens die navorsingsverslae (1975-1978) van Dannhauser en Van Wyk (1978) asook die van Viljoen en Van Wyk (1978), is die volgende faktore ge!dentifiseer as moontlike oorsake vir die agteruitgang van die plantegroei: 232 1. Basies dieselfde saadmengsel word dwarsdeur die hele RSA gebruik vir hervestigingsdoeleindes, ongeag die grondtipe, klimaat of plantegroei van die gebied waarin gewerk word. 2. Die meeste van die plantspesies wat vir hervestiging gebruik word, is ui theems en afkomstig ui t ho~ re~nvalgebiede van Europa en die VSA met 'n baie keeler klimaat as die RSA. 3. Die gradi~nt van die vul- en snyhellings is onnatuurlik steil, terwyl metodes wat aangewend word om bogrond teen hierdie hellings te stabiliseer totaal ontoereikend is. Die uitgangspunt van Dannhauser en Van Wyk (1978) was dat grasspesies met 'n baie wye verspreiding in die RSA as moontlike kandidate vir hervestiging beskou kan word. Daar is besluit om slegs hierdie geidentifiseerde spesies te gebruik aangesien dit onmoontlik is om alle grasspesies (sommige met 'n baie beperkte verspreiding) in "proewe en uite~ndelik in die praktyk te gebruik. Geskoei op hierdie veronderstelling is saad en vegetatiewe materiaal van sewentien grasspesies versamel vir moontlike gebruik. Na aanvankl ike proewe onderneem is, is hierdie spesies verminder tot tien, wat die volgende ingesluit het: Aristida congesta Aristida transvaalensis Cenchrus ciliaris Eragrostis pallens Heteropogon contortus Melinis repens Oropetium capense Panicum coloratum Tragus berteronianus Schmidtia pappophoroides Hierdie grasspesies is in ui tgebreide proewe in verskeie lokaliteite in Natal en op Potchefstroom gebruik. ~ierdie proewe het die volgende ingesluit: kieming, vestiging, bemes- tingspeile (grondbehandeling) en aspek. In latere proewe is 233 Eragrostis curvula ook in die mengsels ingeslui t. Op grond van die navorsingsresultate beveel Dannhauser en Van Wyk (1978) aan dat alle saadmengsels in die binneland van Natal ten minste die volgende vier grasspesies sal insluit: Aristida congesta Eragrostis curvula Melinis repens Tragus berteronianus Ondersoeke in verband met die moontlike gebruik van ander spes ies soos Eleusine indica subsp. africana, Urochloa panicoides, Enneapogon cenchroides en Chloris virgata het op hierdie stadium reeds 'n aanvang geneem. Proewe is uitgebrei na die Kaapprovinsie asook verskeie lokaliteite in Transvaal en Natal. Waarnemings in die veld asook in sommige van die proewe het aan die lig gebring dat daar bo en behalwe die bestaande verskille tussen spesies ook taksonomiese verskille binne spesies opgemerk is. Hierdie verskynsel was veral baie opvallend by Eragrostis curvula. Hierdie waarneming het daartoe gelei dat Viljoen en Van Wyk (1978) 39 "ekotipes" van Eragrostis curvula ·in hul proewe in- gesluit het. (Met "ekotipes" word die volgende bedoel: plante wat in verskillende klimaatstreke versamel is en wat in die meeste gevalle taksonomiese verskille getoon het.) In hierdie proewe van Viljoen en Van Wyk (1978) is daar hoofsaaklik gekonsentreer op aspekte soos die saadproduksie, aanpas- baarheid, en vestigingsvermo~ van die verskillende spesies en ekotipes. Die resultate wat in die proewe verkry is, het daartoe gelei dat Viljoen en Van Wyk (1978) aanbeveel het dat saadmengsels drasties verander moet word en van 'n voorgeskrewe stan- daardsaadmengsel afgesien moet word. Saadmengsels moet op 'n klimaats- en streeksbasis saamgestel word en sommige van die lokale pioniersveldgrasse insluit. Vir elke klimaatstreek 234 moet ongeveer vier van die · Eragrostis curvula ekotipes wat vir die besondere klimaatstoestande aangepas is, ingesluit word. Dawson (1987) toon aan dat Eragrostis curvula sekere kenmerke vertoon wat daartoe bydra dat hierdie grasspesie besonder geskik is vir hervestigingsdoeleindes. Hierdie kenmerke van Eragrostis curvula sluit onder andere die volgende in: 'n Baie wye verspreiding deur die RSA. Besonder ho~ saadproduksie. 'n Uitstekende kiempersentasie. Eragrostis curvula is 'n semi-pionierspesie wat baie maklik vestig. Dit is 'n grasspesie wat 'n ho~ mate van toleransie het ten opsigte van versteurde toestande. Dit kiem baie gou nadat dit gesaai is. Dit het ' n redelike lang leeftyd. Hierdie grasspesie is 'n vinnige groe i er. Dit het 'n ho~ mate van toleransie ten opsigte van pH, grondtipes en klimaatstoestande. Alhoewel di t beter pre steer met bemesting, groei di t goed onder armer toestande. Dit het ' n redelike droogte- en ryptoleransie Oor die geheel gesien, kan Eragrostis curvula dus as 'n geharde gras beskou word. 235 Ten spyte van al die goeie ·kenmerke, het Eragrostis curvula ook nadelige kenmerke waarvan die volgende 'n rehabilitasie- program sal strem: Wanneer die groot pol le doodgaan, word groot op- pervlaktes kaal gelaat sodat erosie maklik plaasvind. Die massa bogrondse materiaal skep 'n brandgeva ar. Die groot polle voorkom dat lokale spesies maklik kan vestig. Laasgenoemde kenmerk is veral prominent by die Ermelo-tipe waar baie min indien enige klein plantjies in 'n bestaande stand van hierdie spesie aangetref word. Daar is ook gevind dat hierdie tipe baie swakker saad produseer wanneer di t buite sy oorspronklike omgewing (Oos-Transvaalse ho~veld) aangeplant word. Die navorsing van Dawson het daarom hoofsaaklik gewentel om die seleksie van ekotipes waardeur die swak kenmerke ge~limineer kan word. Die feit dat proewe op verskillende lokaliteite uitgevoer is (George - Kaapprovinsie, Camperdown - Natal, Potchefstroom - Transvaal en Vredefort - OVS), het daartoe bygedra dat ' n belangrike beginsel na vore gekom het wat a ndersins n i e waar- geneem sou kon word nie. In sy studie het Dawson daarin geslaag om verskeie ekotipes van Eragrostis curvula te identifiseer - ekotipes wat kleiner polle en 'n kleiner bogrondse massa het. 'n Bonus was egter dat sommige van hierdie seleksies selfs op ander terreine soos byvoorbeeld saadproduksie, kiemkrag ensovoorts beter gepresteer het as die Ermelo-variasie. 236 'n Baie belangrike waarnerning wat egter gernaak is, is dat ekotipes wat by een lokaliteit die beste resultaat lewer, nie noodwendig by 'n ander lokaliteit die beste vaar nie. So is byvoorbeeld vasgestel dat die "conferta"-tipes beter presteer in die dro~r gebiede, terwyl die "robusta"-tipes die beste resultate lewer in die koeler en natter kusstreke. Hierdie waarnerning het tot gevolg gehad dat spesif ieke ekotipes geselekteer kon word vir die verskillende klirnaatstreke van die RSA. Waarnernings deur Dannhauser (1975) en Viljoen en Van Wyk (1978) het aangedui dat van die oorspronklike saadrnengsels wat in padreserwes gebruik is (wat rneestal ui t ui theernse spesies bestaan het), na twee tot drie seisoene in die rneeste gevalle slegs die inheernse spesies oorgebly het. Dit dui dus daarop dat die uitheernse spesies basies slegs as pioniers op- getree het en baie gou weer verdwyn het. Soortgelyke resul tate is verkry in rnetings wat gedoen is tydens 'n inspeksie van die hervestigingswerk deur die SA Vervoerdienste in Natal (Van Wyk & Van der Nest, 1991). Volgens McNeilly (1987) is die keuse van plantspesies vir hervestigingsdoeleindes nie so 'n eenvoudige taak nie. In die eerste plek is die doel wat uiteindelik bereik wil of rnoet word 'n bepalende faktor, aangesien plante wat benodig word vir aangeplante weiding totaal verskil van die wat benodig word vir 'n natuurlike ekosisteern. In laasgenoemde geval kan die gebruik van 'n inheemse spesie wat in die handel beskik- baar is, sodanig verskil van dieselfde spesie in die gebied wat hervestig gaan word, dat vreernde geenpoele ingebring word wat hibriede vorm met die oorspronklike populasie. Mor- fologiese, asook ander kenmerke van die hibried kan sodanig wees dat die oorspronklike populasie nie daarmee kan kom- peteer nie en gevolglik uitsterf. Volgens Drewis (1990) is daar 'n sterk moontlikheid dat dit hierdie verskynsel is wat daarvoor verantwoordelik is dat 'n hibried van Cynodon dac- 237 tylon wat in die Lichtenburg distrik voorkom gevorm is. Hierdie hibried is 'n baie aggressiewe groeier, word nie ef- fektief deur onkruiddoders geregistreer op Cynodon dactylon beheer nie en word meganies baie moeilik uit die lande ver- wyder. Alhoewel die gebruik van uitheemse spesies moontlik in som- mige gevalle geregverdig kan word, kan die uitgangspunt dat die doel die middele heilig nie meer geredelik aanvaar word nie. Daar is reeds te veel bewyse van indringing en die ver- nietiging van die natuurlike plantegroei deur ui theemse spesies in die RSA. Voorbeelde soos die vernietiging van die Kaapse fynbos deur Acacia saligna en Acacia cyclops (AustralH!), die indringing van Pennisetum clandestinum (Midde-Afrika) in ho~ re~nvalgebiede, die verspreiding van Eucalyptus spp. (Australi~), Melia azedarach (Europa en Asi~), Populus spp. (Noord-Amerika, Europa en Asi~), Jacaranda mimosifol ia ( Suid-Amerika) , Paspalum dilatatum (Suid-Amerika), Lantana camara (Suid-Amerika) asook die meeste onkruide soos Tagetes minuta (Suid-Amerika), Bidens spp. (Noord- en Suid-Amerika, Europa en Asi~) en talle ander spreek vanself (Wells et al., 1986) . Volgens Wells et al. (1986) is daar 711 genaturaliseerde en uitheemse plante (en plante wat vermoedelik uitheems is) wat gekatalogiseer is, asook nog 273 ongekatalogiseerde plante wat meeding met die inheemse flora in Suidelike Afrika. In Australi~ is daar 'n toenemende weerstand teen uitheemse spesies soos Eragrostis curvula wat reeds in sommige streke as 'n onkruid beskou word en bestaan daar kommer oor die verdringing van inheemse spesies. Volgens Van der Breggen en Dawson (1989) word hierdie gevoel weerspie~l in die beleid van die Western Australia Main Roads Department wat onder andere die volgende bepaal: 238 Inheemse plantegroei meet in die padreserwes bewaar word waar enigsins moontlik, al het dit tot gevolg dat dit konstuksie bemoeilik en kostes verhoog. Slegs lokale inheemse spesies mag gebruik word vir die hervestiging van padreserwes. Die onderhoud van die padreserwes meet sodanig wees dat die oorlewing van inheemse spesies so ver moontlik ver- seker word. Daar meet gepoog word om buffers met inheemse spesies langs die paaie te vestig. Hierdie buffers meet dien as saadbron vir die aangrensende grond waar plantegroei vernietig is, asook om oorblywende natuurlike gebiede met mekaar te verbind. Proewe wat deur Fuls en Bosch (1990) uitgevoer is op Cynodon dactylon wat 139 versamelpunte in die RSA verteenwoordig, het aangetoon dat die materiaal wat in die dro~r gedeeltes van die land versamel is, die mees droogtebestand was. Ewe- eens kon materiaal wat versamel is in gebiede waar die grond die laagste pH gehad het ook die laagste pH in die proewe verdra. Hierdie resultaat toon 'n baie goeie ooreensternrning met die waarnemings van Correia (1992) waar gevind is dat die conferta-tipe Eragrostis curvula wat uit die Karoo afkomstig is meer droogtebestand is as versamelings uit gebiede met 'n ho~r re~nval. Uit hul navorsing forrnuleer Fuls en Bosch (1990) die hipotese dat die geskiktheid van 'n ekotipe van 'n spesie vir herves- tigingsdoeleindes voorspel kan word indien die aard en inten- siteit van die in situ omgewingstres waarby die ekotipe aan- gepas is, bekend is. Die gehardheid van die spesifieke ekotipe kan dus gekorreleer word met die omgewingstoestande 239 van die gebied wat gerehabiliteer moet word. Op hierdie wyse kan die mees geskikte ekotipes van verskillende spesies geselekteer word vir hervestiging, sender duur en tydrowende ex situ eksperimente. Indien daar van die veronderstelling uitgegaan word dat hierdie hipotese waar sal wees ten opsigte van alle plantspesies, kan dit die soeke na geskikte spesies vir 'n spesifieke doel baie vergemaklik. Die plantegroei van versteurde plekke soos ou lande, miers- hope, ou paaie, padreserwes en vele meer, is 'n baie belangrike bran van inligting ten opsigte van plante wat as pionierspesies in 'n betrokke gebied gebruik kan word. Die plantspesies (grasse, borne en struike) wat in die proewe by die verskillende myne soos beskryf in hierdie proefskrif gebruik is, is met die voorafgaande in gedagte, in ou lande en in die veld in die direkte omgewing van die versteurde lokaliteite versamel. Waar daar nie redelike suiwer stande van 'n betrokke spesie in die nabyheid van die myn was nie, is saad van elders gebruik. Inheemse saad wat in die handel beskikbaar is, is ook gebruik indien dit in die natuurlike plantegroei van die omgewing voorkom. Slegs in uitsonderlike gevalle is van hierdie uitgangspunt afgewyk. Grasspesies wat vir die proewe en vir hervestigingswerk in die veld en op ou lande versamel is, sluit die volgende in: Aristida adscensionis Aristida congesta Aristida scabrivalvis Chloris virgata Eleusine indica Enneapogon cenchroides Eragrostis echinochloidea Eragrostis lehmanniana Eragrostis superba Fingerhutia africana Heteropogon contortus Hyparrhaenia hirta Melinis repens Schmidtia kalihariensis Schmidtia pappophoroides Stipagrostis ciliata 240 Stipagrostis obtusa Stipagrostis uniplumis Themeda triandra Tragus berteronianus Urochloa brachyura As in ag geneem word dat daar in die RSA 847 inheemse grasse is {Leistner, 1990), is dit duidelik dat die 28 spesies wat tot op hierdie stadium in hervestigingsproewe gebruik is, slegs 'n fraksie van die spesies is wat moontlik vir die her- vestiging van versteurde gebiede aangewend kan word. Die potensiaal van die plantegroei van die RSA is wel raakgesien, maar is nog nooit wetenskaplik bepaal nie. Die verskeidenheid veldtipes (70) wat deur Acocks {1988) omskryf word, en die klimaatuiterstes wat in die RSA aan- getref word, maak dit onmoontlik om 'n eenvormige saadmengsel vir die RSA of Suidelike Afrika voor te skryf. Daar word tans 'n handleiding saamgestel wat in hierdie behoefte kan voor- sien (Van Wyk, 1993). Hierdie handleiding sal waarskynlik in 'n groot behoefte kan voorsien en 'n gedeelte van die hervestigingsprobleem oplos. 'n Ander ewe tersaaklike probleem is die beskikbaarheid van die saad van spesies wat aanbeveel word. Net soos uitheemse spesies is die inheemse spesies wat wel in die handel beskik- baar is, daar as gevolg van die aanvraag daarvan in die landbou. Die enigste inheemse grasspesies wat tans beskikbaar is, is d i e volgende: Anthephora pubescens Cenchrus ciliaris Chloris gayana Cynodon dactylon Digitaria eriantha Panicum maximum Eragrostis curvula 241 Binne afsienbare tyd sal , daar ses nuwe varH!tei te van Eragrostis curvula op die mark verskyn - vari~teite wat by 'n groter verskeidenheid klimaatstreke aangepas is. Die beskik- baarheid van hierdie ses vari~teitevan Eragrostis curvula tesame met die ander vyf spesies kan egter steeds nie in al die behoeftes voorsien nie. Die produksie of oes van saad (in die veld) is as gevolg van die huidige beperkte mark nie 'n ekonomiese proposisie nie. Masj inerie en metodes om die verskillende tipes saad te oes en te verwerk bestaan in die meeste gevalle nie en moet dus ge1mproviseer word. Volgens Mahler (1988) geniet die oes van inheemse saad in Texas (VSA) ho~ prioriteit tydens die hervestiging van veral steil hange. Die grootste beperkende faktor is egter die be- skikbaarheid en versameling van saad. Faessler en Apfelbaum (1988) berig dat Applied Ecological Services, Inc. (Noord- Amerika) voortdurend besig is om nuwe apparaat te ontwerp waardeur dit moontlik gemaak word om groot hoeveelhede in- heemse saad te oes. 242 Plaat 4.1: Verskillende -groeivorms van Eragrostis curvula ekotipes Plaat 4.2: Produksieland waar saad van Melinis repens vir rehabilitasiedoeleindes versamel word 243 HOOFSTUK 5 HERVESTIGING VERSUS REHABILITASIE 5.1 Hervestiging Die hervestiging van plantegroei op versteurde mynbougebiede kan op een van twee wyses geskied, naamlik deur middel van kunsmatige en deur middel van natuurlike hervestiging. s.1.1 Kunsmatige hervestiging Kunsmatige hervestiging is 'n metode wat reeds sedert 1932 in Suidelike Afrika gebruik is. Die eerste pogings tot kunsmatige hervestiging was om plantegroei op goudmynsandhope en -slikdamme te vestig. Nerens waar die Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie sedert 1984 betrokke geraak het, kon enige teken van hertopografering, spesieseleksie van in- heemse plante, water- en erosiebeheer of enige ander teken waargeneem word wat daarop dui dat 'n holistiese benadering (rehabilitasie) toegepas is nie. Hierdeur word nie ge!mpliseer dat alle pogings mislukkings was of noodwendig verkeerd was nie. Opnames wat deur Barker ( 1984) ui tgevoer is op die Nourse sandhoop 3 A 19, die Crownmyn-sandhoop A en die New Kleinfontein slikdam-4, het aangetoon dat daar wel plantbedekkings op al hierdie lokaliteite gevestig het. Barker het bevind dat weinig van die grasspesies wat aanvanklik gevestig is op die lokaliteite aangetref is. 'n Groot aantal spesies wat nie gesaai is nie (veral kruide), het egter spontaan gevestig. Hierdie verskyn- sel dui dus daarop dat plantsuksessie en natuurlike seleksie 244 plaasvind. Ongelukkig dui ,die teenwoordigheid van spesies soos Tagetes minuta en talle ander onkruide daarop dat ag- teruitgang in sekere gebiede plaasvind. Thatcher {1979), het intensiewe metings gedoen op sewe her- vestigde goudmynslikdamme aan die Witwatersrand (slegs die bokante), waarvan die ouderdomme gewissel het tussen vier en dertien jaar. Die res~ltate van hierdie metings het aangetoon dat daar reeds 116 plantspesies verteenwoordigend van sewen- tig genera voorgekom het. Sewentien van hierdie spesies het op al sewe die lokaliteite voorgekom. Thatcher wys op die posi ti ewe aspek dat die toename van onkruidspesies kan dien as belangrike bron van organiese materiaal met die oog op die grondvormingsproses. Tog kan nie uit die oog verloor word dat hierdie toename ook 'n aandui- ding kan wees van die agteruitgang van die grasbedekking nie. Die feit dat die slikdamme wat die oudste plantegroei het, die laagste pH asook die meeste kaal kolle het, kan moontlik daarop dui dat die aftakelingsproses op hierdie slikdamme die verste gevorder het. Aangesien daar egter geen beskikbare data oor die aanvanklike plantbedekkings is nie, is dit bykans onmoontlik om tot enige gevolgtrekking te kom. Die benadering van Barker ten opsigte van die hervestiging van plantegroei op sl ikdam 4L3 6 ( Germiston) was bas i es dieselfde as die van voorgangers. Die enigste verskil het daarin gele dat daar gepoog is om slegs inheemse spesies te gebruik, nuwe ekotipes van Eragrostis curvula op die proef te stel, kalkbehoeftebepal ings by elke lokal i tei t te doen en toedienings drasties te verhoog en geen besproeiing te doen nie. Die resultate van Barker {1985) se proewe dui daarop dat plantegroei wel bo-op goudmynslikdamme gevestig kan word volgens die dro~landmetode - 'n metode wat 'n baie groat kos- 245 tebesparing tot gevolg het. Verder is gevind dat 7,5 ton kalk ha-1 beter resultate gelewer het as die laer toedienings. Dit het geblyk dat die laer toedienings nie die pH van die slik sodanig kon verhoog dat plante daar kon vestig nie. 'n Derde belangrike bevinding van Barker was dat die "blou robusta"- ekotipes van Eragrostis curvula baie beter gekiem en gevestig het as enige van die ander ekotipes. Laasgenoemde waarneming korreleer met die aanvanklike metings waar gevind is dat veral op die Nourse sandhoop 3 A 19, 'n robusta blou Eragros- tis curvula-ekotipe natuurlik ingedring het. Die grootste probleem wat tydens hierdie paging ondervind is, was die windskade waardeur jong plantjies vernietig is. Verskeie pogings van Barker en van Wyk (1988) om plante teen die kante van slikdamme te vestig (4L24 Germiston) het mis- luk. Hierdie mislukkings kan aan 'n verskeidenheid faktore toegeskryf word en sluit onder andere die volgende in: steil hellings, lang hellings, moeilike of bykans onmoontlike saad- bedvoorbereiding, ameliorante wat nie ingewerk kon word nie en erosie waardeur ameliorante en saad weggespoel is. Die werk van Barker en van Wyk is op 'n slikdam van die Wes- tern Deep Levels goudmyn voortgesit. Die hervestigings- benadering is steeds gevolg, maar daar is gepoog om die oor- sake van vorige mislukkings uit te skakel. Om hierdie rede is daar horisontale voortjies op 1 m afstande teen die helling gegrawe. In hierdie graafdiep (p 300 mm) voortjies kon die kalk, kunsmis, organiese materiaal en saad gegooi word sander dat dit kon wegwaai. Die moontlikheid van erosie is uitge- skakel deurdat alle afloopwater in die voortjies opgevang is. Die water wat in die voortjies versamel het, het ook onmid- dellik die vogregime in die omgewing van die saad verbeter sodat beter kieming en vestiging verseker kon word. Uit die resultate wat verkry is, was dit dan ook duidelik dat hierdie metode met groat vrug aangewend kon word. In werklikheid was die grawe van die voortjies die eerste stap in die rigting van waterbeheer wat toegepas is. 246 Die grootste beperkende faktor van die dro~landmetode is dat die hervestigingsukses bepaal word deur die klimaat van die betrokke seisoen. Aangesien oppervlakuitdroging baie vinnig plaasvind (korsvorming) , is di t noodsaaklik dat 'n nat periode sal volg nadat die saad gesaai is. Indien re~n in on- voldoende hoeveelhede voorkom, droog die oppervlak na elke re~nbui so vinnig uit dat 'n negatiewe resultaat verkry word. Saad wat wel kiem, kan nie deur die harde kors breek nie en vrek gevolglik. Op hierdie wyse word die saadbron sodanig uitgeput dat goeie re~nbuie later in die seisoen nie benut kan word nie. Pogings word tans deur die Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie aangewend, om die tekstuur van die slik te verbeter deur die gebruik van organiese materiaal. Die gebruik van organiese materiaal kan korsvorming verhoed en die waterhouvermo~ van die materiaal verhoog. Ander fasette wat tans hoog op die priori tei tslys is, is die verkorting van hellings, die vermindering van die gradi~nt van die hellings en die toepassing van effektiewe waterbeheer om sodoende erosie uit te skakel en onderhoud te verminder. Die rigting waarin die navorsing beweeg, dui baie sterk op 'n holistiese benadering. Die hervestigingspoging van die Palabora Mining Company (PMC) (soos waargeneem in 1986) op kort steil hellings van die slikdamme is prysenswaardig. Al die hervestigde gebiede was op 'n permanente basis onder besproeiing. Briers (1985b) toon aan dat die waterhouvermo~ van die slik baie laag was as gevolg van 'n baie lae slik- en kleipersentasie en dat 'n pH van >9 deurgaans aangetref is. Di t was opvallend dat in gebiede waar besproeiing nie plaasgevind het nie (hellings sowel as gelykvlakke), geen plantegroei spontaan gevestig het nie. Aan die anderkant was daar selfs goeie plantbedekkings waar besproeiing toevallig op areas beland het waar nie saad gesaai was nie. 'n Baie swakker plantbedekking het ook geves- tig in hervestigde gebiede waar besproeiing oneffektief was. Na aanleiding van hierdie waarneming is Briers (1986) van mening dat die onttrekking van besproeiing in die hervestigde 247 gebiede tot gevolg sal ha dat die bestaande plantegroei sal degenereer en moontlik heeltemal sal verdwyn. Die resultate van sy proewe toon aan dat die oplossing van die probleem la in afplatting van die hellings en die bedekking van die hel- ling met 'n deklaag van 'n bogrond/klip-mengsel, of met ver- miculietuitskot wat by die myn aangetref word. Die aanbeve- lings wat deur Briers (1985b en 1986) gemaak is, dui ook sterk op 'n holistiese benadering. s.1.2 Natuurlike hervestiging Natuurlike hervestiging van plante op slikdamme en uitskothope vind wel by sommige myne plaas. In die meeste gevalle is hierdie hervestiging egter die begin van 'n proses wat oor baie jare kan strek, aangesien stabiliteit nie bereik is nie, en grootskaalse erosie steeds plaasvind. 'n Verdere kenmerk van hierdie gebiede is die teenwoordigheid en dominasie deur 'n ui theemse spesie of spesies soos Penisetum setaceum by die Thabazimbi ysterertsmyn, Nicotiana glauca en Salsola kali by die Hotazel mangaanmyn en PFC Lime Acres kalkmyn. 'n Derde kenmerk van natuurlike hervestiging is dat dit in baie gevalle slegs voorkom in beperkte lokaliteite waar daar waarskynlik 'n mikroklimaat ontstaan het wat geskik is vir die vestiging van een of ander plantspesie. Die vestiging van plante is egter slegs een van die prosesse wat plaasvind op so 'n versteurde gebied en kan nooit los- gemaak word van die res van die prosesse wat besig is om plaas te vind nie. 248 5.2 Rehabilitasie Wanneer rehabil i tas ie gedoen word, word 'n hol istiese benadering gevolg (kyk 3.10). Nie net die bodem waarop her- vestiging moet plaasvind, word in gedagte gehou nie, maar talle ander verbandhoudende aspekte. 'n Holistiese benaderingswyse sluit aspekte soos die volgende in: die geologie van die moedermateriaal, die topografie van die om- gewing, waterbeheer (met inagneming van bestaande riviere, spruite en waterbane), die veldtipe waarin die spesifieke myn gele~ is (met die oog op spesieseleksie), volledige bodemkun- dige ontledings van al die verskillende materiale wat deur die myn gestort word, die ui teindel ike doel met die rehabilitasie en vele meer. s.2.1 Natuurlike rehabilitasie Een van die myne waar daar reeds groot gebiede is waar natuurlike rehabilitasie plaasgevind het, is die myn van De Beers Consolidated Mines Ltd., Kimberley (Diamantmyn). Volgens 'n brosjure uitgegee deur die De Beers Public Rela- tions Department (1989), dateer mynaktiwitweite in hierdie gebied terug tot 1866 toe die eerste diamant deur Erasmus Jacobs naby die Oranjerivier by Hopetown ontdek is. Daar kan dus met sekerheid aanvaar word da t sommige van die del- weryhope in die omgewing van die myn reeds meer as honderd jaar oud kan wees. Reeds in Julie 1989 het De Beers Con- solidated Mines die beheer van die Bultfonteinmyn en Dutoitspanrnyn oorgeneern, en daarrnee die beheer oor al die groot mynaktiwiteite in die Kirnberley-gebied verkry. Uit waarnernings gedurende 1992 het geblyk dat by alle ou uitskothope en slikdarnrne in die gebied reeds 'n sekere mate van planthervestiging plaasgevind het. Die plantegroei was egter nie eenvormig nie en verskillende "plantegroeitipes" 249 kon duidelik onderskei word. 'n Verdere waarneming was dat die uitskothope beslis nie meer hul oorspronklike vorm het nie, maar deur grootskaalse erosie vervorm is deur natuurlike prosesse (rehabilitasie). Hierdie waarnemings het daartoe gelei dat 'n evaluasie van die huidige toestand waarin die hope verkeer deur 'n span navorsers van die Navorsingsinstituut vir Hervestigings- ekologie onderneem is. Hierdie span het onder andere ekolo~, bodemkundiges, 'n planttaksonoom en 'n opmeter ingesluit. Die evaluasie het die volgende aspekte ingesluit: Die bepaling van die basale bedekking, kroonbedekking, frekwensieteenwoordigheid en spesiediversiteit van verskillende lokaliteite wat ge!dentifiseer is. Die versameling van grondmonsters in die verskillende lokaliteite, om daardeur ooreenkomste en/of verskille tussen die mediums (chemies sowel as fisies) waarin die verskillende plantegroeitipes voorkom te bepaal. Die topografiese opmeting van die lokaliteite waar metings gedoen is om sodoende vas te stel of topografiese verskille die vestiging van verskillende plantegroeitipes bepaal. 250 Plaat 5.1: Erosie (natuurlike afplatting) wat besig is om plaas te vind teen •n kimberliet-uitskothoop Plaat 5.2: Vestiging van plante teen •n afgeplatte helling van •n kimberliet-uitskothoop 251 s.2.1.1 Die invloed van die lengte en gradi~nt van hellings Hierdie metings is op verskeie lokaliteite van dieselfde myn gedoen om eerstens die moontlike invloed van die lengte en gradi~nt van hellings op die vestiging van plantegroei te bepaal. Ten einde so veel as moontlik stadiums van vervorming en plantegroeitipes in die metings in te sluit, is die volgende lokaliteite gekies: Drie lokali tei te waar verskillende ekotope teen die hellings van die hope waargeneem kon word - kimberliet. Orie relatief lang, steil hellings - kimberliet. Drie relatief kort, steil hellings - kimberliet. Orie mediumlengte, steil hellings - kimberliet. Orie relatief lang, vlak hellings - kimberliet. Drie mediumlengte, vlak hellings - kimberliet. Orie relatief lang, vlak hellings - kimberliet/kalkreet. Orie mediumlengte, steil hellings - (kimberliet) bedek met 'n deklaag van 'n klip/grond-mengsel. Die opsommende resultate van die verskillende evaluasies word verskaf in Tabel 5.1. Ter wille van die vergemakliking van die bespreking, is gemiddeldes bereken. Waar van toepassing, word die stan- daardafwykings in hakies na die gemiddeld verskaf. 252 TABE-L 5.1: Opsonunende resultate van die verskillende lokaliteite by De Beers Consolidated Mines. LOKALITEIT 2 3 4 5 6 7 8 -------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------1 CHEMIES: I (bogrond) I ! pH 8.76 9.66 (0.24) ! 9.42 8.79 9.27 (0 . 22) ! 8.55 (0.05) 8.61 (0.23) P-Status (dpm) 0.0 0.0 I 0.0 0.0 0.0 I 0.44 (1. 12) 0.83 (1.46) Na-lnhoud (dpm) 17750 20450 ( 1738) I 3635 9553 12336 (9043) ! 421 (687) 9970 (6904) I ! FISIES: I I ¾ > 9.5 nm (%) 3.21 15.23 (9.05)! 31.05 4.38 0.43 (3.62) I 6.9 (6.3) 66.9 (24.8) % < 9.5 nm(¾) 96.79 84.77 (9.05)! 68.95 95.62 94.57 (3.62) ! 93. 1 (6.3) 33. 1 (24.8) ! I MINERALOGIE: van slikfraksie 13.3 (¾ smektiete) HELLING: ! ! Gradient (grade) 0.0 24.5 (2.06) 29. 36 ( 1. 22) 30. 77 (0.86) ! 7.43 (1.02) ! 4.5 ( 1 . 04) 5.57 (2.33) 27.05 (2.18) [\.) Lengte (m) 4.7 (0.59) 14.7 (1.47) 30.8 (2.86) ! 66.77 (7.85)! 40.0 (7 .12) 81.2 (29.36) 21.67 (5.43) lJl w ! PLANTEGR0EI: I Basale bedekking (¾)! 2.6 (0.5) ! 0.0 0.0 0.0 0.0 1.7 (0.4) 1.9 (0.8) 1.7 (1.0) Kroonbedekking (¾) 16.4 (3.9)! 0.0 0.0 0.0 0.0 22.2 (6.2) 25.0 (1.5) 21.6 (15.1) ! ER0SIE: I Plaat I X Donga X Plaat en donga X X X X Legende: 1 - Natuurlike veld 2 - Kort steil hellings - kimberliet 3 - MediUTilengte steil hellings - kimberliet 4 - Lang steil hellings · kimberliet 5 - Lang vlak hellings - kimberliet 6 - MediUTilengte vlak hellings - kimberliet 7 - Lang vlak hellings - kimberliet/kalkreet 8 - Steil hellings - kimberliet bedek met bogrond/klip x - Erosie word in geringe mate aangetref X - Erosie word in 'n hoe mate eangetref Getalle tussen hakkies = standaardafwykings Volgens Tabelle 5.2 tot 5.4 · is die persentasie smektiete wat in die kimberlietuitskot gevind word, in al die monsters wat ontleed is baie hoog (gemiddeld 61.3%). Volgens Dixon en Weed (1989) het die gekombineerde effek van 'n ho~ konsentrasie smektiet-kleiminerale en ho~ Na-konsentrasie 'n ho~ erodeer- baarheid tot gevolg. Die erodeerbaarheid is die gevolg van die invloed van natrium op die dispergeerbaarheid van die kleimineraal. Uit die opsommende resultate van Tabel 5.1 is dit duidelik dat teen al die steil kimberliethellings (lokaliteite 2, 3 en 4) (24.5 tot 30.77°) geen plantegroei gevestig het nie. Selfs die korter helling van lokaliteitgroep 2 of die relatief laer Na-konsentrasie van lokaliteitgroep 4 het geen invloed op die vestiging van plante gehad nie. Die variasie in deel tj iegrootte, waarvan die hoogste persentasie growwer materiaal by die langer hellings voorgekom het, kon by hierdie gradi~nt ook nie die vestiging van plante bevoordeel nie. By al drie hierdie lokaliteitgroepe is 'n groat mate van erosie waargeneem. By lokaliteitgroep 5 is daar wel enkele plante waargeneem, maar so min dat dit nerens tydens die metings in aanmerking gekom het nie. Die feit dat 'n baie laer gradi~nt {platter hellings) hier aangetref is, het wel 'n geringe rol gespeel. Die lengte van die hellings het waarskynlik die erosiepoten- siaal van die lokaliteit sodanig verhoog dat dieselfde mate van erosie as by die steil hellings en gevolglike swak ves- tiging van plantegroei verkry is. Die eerste redelike vestiging van plante is waargeneem by lokaliteit 6, waar daar 'n steil helling aan die bokant van elke lokalitet was. Hierdie steil helling wat as opvanggebied gedien het, het dus die moontlikheid van erosie verhoog het. Ten spyte hiervan is slegs geringe donga-erosie op hierdie hellings waargeneem. 254 Die gemiddelde Na-konsentrasie by lokaliteitgroep 6 was ho~r as by lokaliteitgroep 5, terwyl die growwe fraksies van die twee groepe groot ooreenstemming getoon het. Die verskil in gemiddelde lengte en hellinghoek van die twee lokaliteitgroepe was dus die enigste verskil tussen die twee lokaliteitgroepe. Uit die gegewens het dus geblyk dat die korter en vlakker hellings die vestiging van plante in hierdie besondere geval moontlik gemaak het. Die belangrikste plantspesies wat op die hellings van lokaliteitgroep 6 gevestig het, was Cynodon dactylon, Sporobolus rangei en Eragrostis lehmanniana. Die fei t dat hierdie spesies op 'n medium met 'n ho~ Na-konsentrasie gegroei het, toon dat hierdie spesies of ekotipes daarvan goed aangepas is by die spesifieke omgewingstoestande. Twee lokaliteitgroepe met 'n relatief goeie plantbedekking is ge!dentifiseer. 'n Ondersoek het aangetoon dat die lang, vlak hellings van groep 7 bestaan het uit 'n mengsel van kimber- liet en kalkreet. 'n Verskeidenheid van plante, waarvan Aris- tida vesti ta, Eragrostis lehmanniana, Cynodon dactyl on en Eragrostis obtusa die belangrikste is, is in hierdie lokaliteite aangetref. 'n Kombinasie van faktore soos die mengse1 van materiale, die laer Na-konsentrasie, die vlak helling van 6. 9° asook beter plantbedekking, het daartoe bygedra dat slegs 'n geringe mate of geen erosie by hierdie lokaliteite voorgekom het. By 'n nadere ondersoek van die tweede lokaliteitgroep (8) het dit aan die lig gekom dat hierdie hellings in werklikheid kimberlietui tskot was, wat bedek was met 'n mengsel van bogrond/klip. 'n Baie ho~ mate van stabili tei t is verkry, aangesien slegs 'n geringe mate van plaaterosie waargeneem kon word. Een van die hellings (met die hoogste Na- 255 konsentrasie) se plantbedekking was opvallend swakker as die van die ander twee, soos duidelik geblyk het uit die stan- daardafwykings. 'n Verskeidenheid plantspesies het teen hierdie drie hellings gevestig. Ho~ standaardafwykings ten opsigte van die frekwen- sieteenwoordigheid van die verskillende spesies, het egter aangetoon dat daar nie eenvormigheid bestaan nie. Hierdie verskille kan toegeskryf word aan deel tj iegrootte- verspreiding asook konsentrasies P, K, Mg en Na wat by die verskillende hellings 'n redelike variasie getoon het. Indien hierdie hellings vergelyk word met die van lokaliteitgroep 4 (albei groepe was mediumlengte, steil hellings), is die grootste verskille die grater persentasie growwe fraksie en moontlik die beter balans tussen die nood- saaklike elemente wat by lokaliteitgroep 8 aangetref word. Uit die resultate van hierdie eerste groep opnames is die volgende tendense waarneembaar: Geen plantegroei kon op enige van die steil kimber- liethellings gevestig word nie. Op die lang, vlak hellings het baie min indien enige plante gevestig. Slegs 'n geringe aantal plantspesies het gevestig geraak op groeimediums met 'n ho~ Na-konsentrasie. Hierdie plante is waarskynlik spesies of ekotipes van spesies wat 'n ho~ toleransie ten opsigte van hierdie om- gewingstoestand het. 256 Plante het gevestig op ·korter, vlak hellings (p 6°). Die implikasie van hierdie verskynsel is dat indien lang, vlak hellings "verkort" kan word deur gebruik te maak van waterbeheerstrukture (keerwalle, kontoerwalle en waterbane), daar wel plante gevestig sal kan word. Die mate van erosie wat plaasgevind het, is bepalend vir die vestiging van plante. Die gebruik van 'n deklaag van bogrond/klip kan meebring dat steiler hellings met 'n wisselendi mate van sukses gevestig kon word. Grondregstellings soos die verlaging van die pH en ander chemiese wanbalanse was blykbaar ook bepalend vir die mate van sukses wat behaal is. Deur die gebruik van 'n mengsel van materiale (soos bv. kimberliet en kalk) waardeur die erodeerbaarheid verlaag en die voedingstatus verbeter is, het die vestiging van 'n groter verskeidenheid plante verbeter en erosie ver- minder. s.2.1.2 Verskille tussen verskillende ekotope Tweedens is opnames gedoen om te bepaal waarom verskillende tipes plantegroei op verskillende ekotope van natuurlik af- geplatte hellings gevestig raak. Om hierdie doel te bereik is 'n tweede reeks opnames gedoen teen drie hellings van twee groot uitskothope. Op hierdie ui tskothope het plante met wisselende mate van sukses in opeenvolgende ekotope gevestig. In al die gevalle is die ekotope van ender af (die voet van die helling) na bo (die kruin van die hoop) genommer. Nadere ondersoek het getoon dat die ekotope wat van ver af duidelik onderskeibaar blyk te wees, meestal geleidelike oorgange getoon het. Hierdie oor- gangsones is nie ondersoek nie. 257 TABEL 5.2: Opsommende resultate van opname 1 (verskillende ekotope teen 'n helling). De Beers Consoli- dated Mines. OPNAME 1 EKOTOPE 2 3 4 5 6 --------------------!--------------------------- ---·--------- --------------!- -------------!- ------------! CHEMIES: ! (bogrond) pH 8.45 8.49 8.53 8.59 8.72 (0.07) 8.82 P-Status (dpn) 0.9 4.04 0.0 0.0 0.0 0.0 Na-Inhoud (dpn) 2340 12550 3515 13950 17775 (25) 17650 FISIES: ¾ > 9.5 lll11 (¾) 0.0 0.0 4.7 0.6 2.3 (0.87) 3.6 ¾ < 9.5 lll11 (¾) 100 100 95.3 99.4 97.7 (0.87) 96.4 MINERALOGIE: van slilcfraksie 62 58 64 64 67 62 (¾ smelctiete) HELLING: Gradient (grade) 0.52 0.61 1. 15 2.35 3.05 6.62 Lengte (m) 100 150 150 200 300 156 PLANTEGROEI: Basale bedelclcing (¾) 0.0 1.8 1.3 1.3 0.4 0.0 Kroonbedelclcing (%) 0.4 16.8 22.7 20.0 2.2 0.0 EROSIE: Plaat Donga X X Plaat en donga X X X X Legende: 1 - Karoo plantegroei 2 - Karoo/Grasveld 3 - Grasveld 4 - Savanne 5 - Bo-lcaroo 6 - Kaal helling x - Erosie in geringe mate waargeneem X - Erosie in hoe mate waargeneem Getalle tussen halclcies = standaardafwylcing 258 Die opsommende resultate van die plantkundige- en bodemkun- dige metings, word in Tabelle 5.2 tot 5.4 verskaf. Teen alle verwagting in, het die fisiese samestelling van die materiaal ("grond") van die verskillende ekotope verbasend ooreengestem. Die pH en P- en Ca-status was ook deurgaans basies dieselfde. In opname 1 is die volgende ses ekotope onderskei: 1. -Karoo - 100 m 2 . Karoo/grasveld - 150 m 3. Grasveld - 150 m 4 • Savanne - 200 m 5. Bo-Karoo - 300 m 6. Kaal helling - 156 m In die boonste ekotoop (6) (kaal helling) van opname 1, het geen plante voorgekom nie. Alhoewel 'n gemiddelde gradi~nt van 6,62° bereken is, kon dit op sommige plekke meer as 25° wees. As gevolg van die gradi~nt en lengte van die helling asook die erodeerbaarheid van die materiaal, is die meeste plaat- en donga-erosie in hierdie ekotoop aangetref. Daar was ook geen sprake van enige plantegroei nie. In ekotoop 5 (Bo-Karoo) is die plaat- en donga-erosie, ten spyte van 'n vlak helling van slegs 3,05°, steeds baie erg. Tipiese Karoo-plante soos Salsola glabrescens en Psilocaulon absimile het in hierdie ekotoop gevestig. Enkele graspolle van Eragrostis trichophora en Fingerhuthia africana is aan- getref op die bodem van die erosieslote en gewoonlik geas- sosieerd met een of ander obstruksie wat 'n ander mikro- klimaat geskep het. Die hellings van die erosieslote wat 'n baie groot persentasie van die oppervlak uitmaak kon egter soveel as 20° of meer wees. Die Mg-inhoud van die boonste twee ekotope was opvallend laer as die van die res. 259 In ekotoop 4 (savanne) was daar 'n opvallende afname in erosie, alhoewel sowel plaat- as donga-erosie steeds voor- gekom het. Die gemiddelde helling was 2,35°. Bome wat in hierdie ekotoop aangetref is, was hoofsaaklik Prosopis chilensis wat as die dominante beskou kan word, tesame met Acacia tortilis subsp. heteracantha waarvan daar baie klein boompies aangetref is. Di t was op hierdie stadium nie duidelik waarom daar van laasgenoemde nie reeds meer groot bome gevind is nie. Die grasbedekking was heelwat beter, met spesies soos Cynodon dactylon, Sporobolus rangei en Eragros- tis trichophora wat gedomineer het. Die Mg-inhoud was ho~r as die van ekotope 5 en 6, maar steeds meer as 100 dpm laer as die van ekotope 1 tot 3. Ekotoop 3 (grasveld) met 'n gemiddelde gradi~nt van 1,15°, is gedomineer deur Cynodon dactylon. Die Na-inhoud van hierdie gebied was opvallend laer as enige van die boonste ekotope. Die enigste teken van donga-erosie was waar water vanaf die boonste ekotope 'n pad deur hierdie gebied gespoel het. Die erosie was egter uiters gering in vergelyking met die van die boonstes ekotope, ten spyte van die ho~ erodeerbaarheid van die materiaal. In ekotoop 2 (Karoo/grasveld) was Cynodon dactylon steeds dominant. Ander grasspesies wat 'n beduidende rol gespeel het, was Eragrostis porosa en Eragrostis trichophora. Tipiese Karoo-plantegroei soos Blackiela inflata, Salsola glabrescens en Psilocaulon absimile het egter ook hier voorgekom. Die besonder ho~ Na-inhoud wat hier tussen twee ekotope met relatief lae konsentrasies aangetref is kon nie verklaar word nie. In hierdie ekotoop was ook aanduidings van fosfaatteen- woordigheid, wat in nie een van die voriges aangetref is nie. Die gradi~nt van hierdie ekotoop is slegs 0,61°. 'n Geringe mate van donga-erosie is hier waargeneem, ten spyte van die groot opvanggebied aan die bokant. 260 Die eerste ekotoop (Karoo) se chemiese samestelling het grootliks ooreengestem met die van ekotoop 3. Die plantbedek- king was egter baie swakker en het meestal ui t Karoo- plantegroei bestaan. Sporobol us rangei het in die gebied gedomineer, maar die plantj ies was baie klein en meestal dood. Donga-erosie soos by ekotope 2 en 3 het ook in hierdie gebied met 'n gradH!nt van slegs o, 52° voorgekom, maar was baie gering in vergelyking met die van ekotope 4, 5 en 6. In opnamegebied 2 (tabel 5.3) is die volgende ekotope aan- getref: 1. Karoo - 400 m 2. Karoo/grasveld - 300 m 3 • Grasveld - 200 m 4 • Steekwiet (Stipagrostis namaquensis) - 200 m 5. Bo-Karoo - 375 m 6. Kaal helling 67 m Die grondanalises van hierdie opname het in 'n baie groat mate ooreengestem met die van opname 1. Ooreenstemmende ken- merke is die afwesigheid van fosfate, die ho~ pH, die oor- wegend fyn materiaal ( < 9, 5 mm) , 'n laer Mg-inhoud by die boonste drie ekotope, baie ernstige donga- en plaat-erosie by veral ekotope 5 en 6, maar ook nog erg by ekotoop 4 en 'n baie ho~ Na-inhoud by die boonste drie ekotope. Vanaf ekotoop 3 was daar 'n redelike afname in Na-inhoud tot by gemiddeld 5772 dpm in die eerste ekotoop. Slegs in ekotoop 6 was daar 'n groot verskil in gradi~nt vergeleke met opname 1. Behalwe vir klein verskille wat wel voorgekom het, het die plantegroei van die twee metings oak basies ooreengestem. Selfs dieselfde spesies het oor die algemeen in die verskil- lende ekotope gedomineeer. 261 TABEL 5.3: Opsommende resultate van opname 2 {verskillende ekotope teen 'n helling). De Beers Consoli- dated Mines. OPNAME 2 EKOT0PE 2 3 4 5 6 ! --------------------!-----------------------------------------------------------------------------------! CHEM I ES: ! ! ! (bogrond) ! pH 8.81 (0.05) 8.94 (0.04) 8.83 (0.13) 8.84 (0.0) ! 9.34 8.93 P-Status (dpm) 0.0 2.61 (3.69) 0.0 0.0 ! 0.0 0.0 Na-Inhoud (dpm) 5772 (277) 9910 (5354) 14633 (796) 18050 (1950)! 18500 17700 ! FISIES: % > 9.5 11111 (%) 0.0 2.79 (2.3) 3.81 (0.87) ! 3.92 (1.59) ! 4.7 5.7 % < 9.5 11111 (%) 100 97.21 (2.3) 96.19 (0.87)! 96.71 (1.59)! 95.3 94.3 MINERAL0GIE: van slikfraksie 62 56 62 62 57 55 (% smektiete) HELLING: Gradient (grade) 0. 1 0.38 1.06 2.15 3.1 13.0 Lengte (m) 400 300 200 200 375 66.7 ! PLANTEGR0EI: ! Basale bedekking (%)! 1.3 2.4 1.6 0.0 0.0 0.0 Kroonbedekking (%) ! 10.9 39.2 10.8 8. 1 8.6 0.0 ER0SIE: Plaat 0onga X X Plaat en donga X X X Legende: 1 - Karoo plantegroei 2 - Karoo/Grasveld 3 - Grasveld 4 - Steekwiet 5 - Bo-karoo 6 - Kaal helling x - Erosie in geringe mate waargeneem X - Erosie in hoe mate waargeneem Getalle tussen hakkies = standaardafwyking 262 TABEL 5.4: Opsommende resultate van opname 3 (verskillende ekotope teen 1 n helling). De Beers Consoli- dated Mines. OPNAME 3 EKOTOPE 2 3 ! --------------------!-----------------------------------------! CHEM I ES: ! ! ! (bogrond) pH 8.6 (0.16) 8.83 (0.17) 8.53 (0.12) P-Status (dpn) 0.0 3.88 (5.19) 0.0 Na-Inhoud (dpn) 6147 (6582) 1510 (249) 1205 (763) FISIES: X > 9.5 nm (X) 0.51 (0.37) 0.96 (0.84) 1.68 (0.95) ! X < 9.5 nm (X) 99.49 (0.37) 99.04 (0.84) 98.32 (0.95)! MINERALOGIE: van slilcfraksie 59 71 62 (X smektiete) HELLING: Gradient (grade) 3.63 4.87 11.37 Lengte (m) 71 88.3 98.9 PLANTEGROEI: Basale bedekking (X)! 2.0 0.8 0.0 Kroonbedekking (¾) 47.0 20.0 1.3 EROSIE: Plaat X Donga X X Plaat en donga Legende: 1 - Grasveld 2 - Savanne 3 - Kaal helling x - Erosie i n geringe mate waargeneem X - Erosie i n hoe mate waargeneem Geta l le tussen hakk ies = standaardafwyking 263 Een groot verskil wat opgemerk is, is egter die vierde ekotoop (steekwiet), wat totaal verskil het van die savanne- ekotoop van opname 1. Die mate van erosie in hierdie gebied het baie meer ooreengestem met die van ekotoop 5 van albei metings as met die van die savanne-gebied van meting 1. Die enigste verskil tussen hierdie twee gebiede was die verskil in Na-inhoud. Die Na-inhoud van meting 2 was ongeveer 4000 dpm ho~r as die van meting 1. Dit mag dus wees dat die laer gradi~nt, maar steeds ho~r Na-inhoud vir hierdie verskil in plantbedekking verantwoordelik kon wees. 'n Baie meer inten- siewe ondersoek sal egter nodig wees om hierdie verskil te verklaar. Die derde opname het heeltemal verskil van die vorige twee. Daar kon slegs drie ekotope (Tabel 5.4) onderskei word teen hierdie helling wat heelwat korter was as die vorige twee: 1. Grasveld - 71 m 2. Savanne - 88 m 3. Kaal helling - 99 m Alhoewel daar 'n duidelike ooreenkoms tussen die plantegroei, gradi~nt van die helling, deeltjiegrootte, persentasie smek- tiete en die mate van erosie van die derde ekotoop en die van ekotoop 6 van die eerste twee metings was, was daar 'n dras- tiese verskil in Na-inhoud. In hierdie geval het dit geblyk dat die bykans totale af- wesigheid van plante toegeskryf moet word aan die effek van gradi~nt en die lengte van die helling, asook die erodeer- baarheid van die materiaal. Die gemiddelde gradi~nt van die savanne-ekotoop was baie ho~r as die van die eerste twee metings, naamlik 4,87°. Die beter P-status en laer Na-inhoud van die materiaal kon moontlik die vestiging van pl ante in hierdie geval bevoordeel het. Die 264 grasbedekking was steeds onvoldoende en vestiging is benadeel deur die ho~ mate van erosie wat, alhoewel meer tot spesifieke bane beperk, steeds plaasgevind het. Die feit dat grasspesies soos Cenchrus ciliaris en Fingerhuthia africana in hierdie ekotoop gevestig het, is 'n aanduiding dat die medium sodanig verbeter het dat plante met waarskynlik laer toleransiegrense hier kon vestig. Hierdie gebied is ook gedomineer deur Prosopis chilensis, maar Acacia mellifera subsp. detinens en Acacia tortilis subsp. heteracantha het ook algemeen voorgekom. Die teenwoordigheid van die boomkom- ponent het die waterspoed verlaag en het meegebring dat water vanaf die boonste ekotoop meer gekanaliseerd na onder gevloei het. In die eerste ekotoop (grasveld), is ses grasspesies aan- getref wat almal voorgekom het met 'n frekwensie van meer as 3, 7 %, naaml ik F ingerhuthia africana, Cynodon dactyl on, Eragrostis trichophora, Eragrostis lehmanniana, Enneapogon cenchroides en Eragrostis echinochloidea. Die ho~ standaardafwyking het getoon dat daar 'n groot variasie was tussen die verskillende grondmonsters sover dit die Na-inhoud van die materiaal aangaan. In die gebied was daar volop tekens van plaat-erosie en vars slik wat ingespoel het wat moontlik hierdie variasie kon verklaar. Daar is vermoed dat die Na-inhoud voor die inspoel van die slik moontlik veel laer was, - 'n toestand wat die vestiging van die groot verskeidenheid spesies moontlik gemaak het. Die resultate van die drie ondersoeke wat op hierdie wyse gedoen is, toon die volgende tendense: Al die groot kimberliet-uitskothope se hellings is baie onstabiel en hoogs erodeerbaar. Natuurlike afplatting lei tot die vorming van lang hel- lings (tot meer as 1000 m). 265 'n Redelike mate van stabiliteit word, afhangende van die chemiese samestelling van die materiaal, bereik by 'n gradi~nt van± 1 - 2°. Slegs enkele plantspesies of ekotipes van spesies kan in die medium met 'n ho~ Na-inhoud vestig. Selfs sender dat die pH van die materiaal verlaag is, sal 'n grater verskeidenheid van plantspesies gevestig kan word indien die Na-konsentrasie verlaag en water- beheer toegepas kan word. Uit hierdie studie was dit duidelik dat die vestiging van pl ante op versteurde gebiede wel spontaan kan plaasvind. Spontane vestiging kan plaasvind indien die som van die abiotiese faktore van die spesifieke lokaliteit, binne die toleransiegrense van die plantspesies wat in die onversteurde omgewing aangetref word, val. Die belangrikste waarneming is egter dat die natuurlike ves- tiging van plante slegs 'n aanduiding is dat 'n proses van natuurlike rehabilitasie (afplatting tot 'n stabiele helling, loging van elemente wat in toksiese hoeveelhede teenwoordig is, vorming van waterbane, seleksie van spesies wat as pioniers beskou kan word ens), reeds besig is om plaas te vind. Hierdie waarneming dui dus daarop dat selfs in die natuur 'n holistiese proses voltrek word. 266 N O'\ -J VERKLRRING LEBOWA RIVIERE PAAIE MYNGRENS GEREHABILITEERDE MYNHOPE NIE-GEREHABILITEERDE HOPE Figuur 5.1: Asbesbesoedelingsbronne 1n Noord - Transvaal. s.2.2 Kunsmatige rehabilitasie Die eerste pogings wat deur die Navorsingsinstituut vir Her- vestigingsekologie aangewend is om van 'n gebied wat deur mynbouaktiwiteite versteur is te rehabiliteer, word aangetref in Lebowa. Die ui tskothope, slikdamme, meulaanlegte en "cobbing"-hope in die bergreeks tussen Bewaarkloof en Penge (Fig. 5 .1) is almal oorblyfsels van grootskaalse myn- boubedrywighede, waar amosiet (asbestos) aanvanklik deur mid- del van baie eenvoudige metodes gemyn is. Volgens Coetzee et al., (1976) is daar reeds sedert 1 9 17 in hierdie gebied gemyn, en le sommige van die hope waarskynlik reeds meer as twintig jaar onaangeraak. Ten spyte van hierdie relatief lang periode waarin daar geen aktiwiteite was nie, het daar op sommige van die hope steeds geen plantegroei van enige aard gevestig nie. In teenstelling hiermee is daar op sommige van die hope groot borne aangetref, maar die gras- bedekking wat self gevestig het, was uiters wisselval l i g . Daar was ook tekens dat een of ander poging tot hervestiging moontlik plaasgevind het, aangesien daar op een van die uitskothope rye Euphorbia tirucalli- plante van tot 3 m hoogte aangetref is. In die voorlopige riglyne vir die rehabilitasie van asbes- besoedelingsbronne van die Navorsingsinstituut vir Herves- tigingsekologie (1990) word gestel dat die primere doelwit met rehabilitasie is om alle moontlike besoedeling te elimineer of ten minste te minimaliseer. Die sekondere doel- wit is die herstel van die geskende omgewing tot sy natuur- like staat, of om so na as moontlik daaraan te kom. Ten einde bogenoemde doelwit te bereik is die volgende riglyne daargestel - riglyne gebaseer op die resultate van proewe soos in hoofstuk 3 bespreek en tydens die rehabilitasieprogram toegepas: 268 1. Alle veselbevattende materiaal in die omgewing van die uitskothope en slikdamme moet verwyder en op die be- staande hope gestort word. Indien die hope in die klowe voorkom (soos in die meeste gevalle aangetref is), moet die vesel so ver bokant die 1 in 2 00 j aar vloedlyn geplaas word, sodat daar voldoende ruimte is om die hellings na 15° af te plat en ook nog toondamme met 'n geskikte bakrnaat te konstrueer. 2. Indien bogenoemde nie moontlik is nie, kan van geskikte keerwalle en/of plaveisel van klip en sement gebruik gemaak word om moontlike waterbesoedeling te voorkom. 3. Waar moontlik moet die uitskothope in hul oorspronklike posisie afgeplat word tot 'n helling van 15° of selfs minder. In gevalle waar dit nie moontlik is nie kan 'n maksimum gradi~nt van 20° toegelaat word. 4. In gevalle waar die uitskothope binne in rivierlope af teen kranse gestort is, kan die vesel verwyder en op 'n ander lokaliteit gerehabiliteer word. 5. In gevalle waar nie een van bogenoemde moontlik is nie, moet daar slote gegrawe word waarin die vesel gestort, en daarna toegestoot word met die materiaal wat oorspronklik uit die sloot verwyder is. 6. Alle veselbevattende hellings moet met 'n 300 mm (minimum) grond/gruis-laag bedek word. 7. Teen hellings van 0 - 10° moet die grond/gruis-mengsel 'n maksimum van 60% dele kleiner as 2 mm bevat. Teen hellings van 10 - 15° 'n maksimum vam 45% dele kleiner as 2 mm en teen hellings van 15-20° 'n maksimum van 30% kleiner as 2 mm. 269 8. Op gelyk oppervlaktes kan gebruik gemaak word van bogrond (insluitende die B-horison) sender enige gruis of klip. 9. Alle afloopwater vanaf aangrensende ho~rliggende gebiede moet doeltreffend afgekeer en herlei word sodat dit nie oar die gerehabiliteerde gebiede vloei nie. 10. Die maksimum neerslag en grootte van die opvanggebied moet in ag geneem word tydens die konstruksie van kanale en keerwalle om storrnwater te herlei. 11. In geval van gelykvlakke met •n oppervlak van minder as 5 ha, moet die gebied omsoom word met •n keerwal van 1 m hoog met 'n kopdeursnee van 0,75 m. Die hellings van die wal moet waar moontlik nie 2 o0 oorskry nie. 'n Rui t- patroon van keerwalle van 0,5 m hoog moet aangebring word om die area in 0,5 ha blokke te vereel. 12. In die geval van gelykvlakke waarvan die totale op- pervlak 5 ha oorskry, moet die keerwal soos in punt 11 beskryf, 1,5 m hoog wees met 'n kopdeursnee van 1,5 m. 13. Teen alle hellings moet horisontale kontoerwalle met 'n hoogte van O. 7 5 m op gereelde interval le aangebring word. By hellings van 15 - 20° moet kontoerwalle elke 40 men by hellings van 10 - 15° elke 50 m aangebring word. Die aanbring van kontoerwalle op vlakker hellings word sterk aanbeveel, maar is opsioneel. 14. Toondamme moet by die basis van alle hellings aange- bring word. Die bakmaat van die toondamme moet sodanig wees dat di t die afloopwater tydens die swaarste neerslag van 1 tot 100 j aar kan opvang, met dien verstande dat 'n vryboord van 0,5 m verseker word. Toon- darnrne kan deur walkonstruksie of deur uitgrawings gemaak word. 270 15. 'n Selfonderhoudende permanente plantbedekking wat hoof- saaklik uit lokale spesies bestaan, moet gevestig word. 16. In gebiede waar beweiding, betreding of enige ander gebruikspatroon die algehele degradasie van bogenoemde plantbedekking tot gevolg sal he, moet gebruik gemaak word van plante wat nie deur plaasdiere gevreet word of enige ander ekonomiese waarde het nie. Hierdie riglyne is so ver as moontlik gevolg waar rehabilitasie van die amosietuitskothope gedoen is. Gedurende Mei 1992 is die plantbedekkings van drie van die hervestigde lokaliteite in die Penge-myngebied ge~valueer ten einde die sukses van die rehabilitasie te bepaal. Al drie die hope het basies dieselfde behandeling ontvang, wat die voigende ingesluit het: 1. Die hope is afgeplat tot ongeveer 1a 0 • 2. Ook is die hope bedek met 'n deklaag bestaande uit grond en klip in die verhouding van gemiddeld 54,7% groter as 7 mm en 45, 3% kleiner as 7 mm (standaardafwyking 6,73) 3. Keerwalle, kontoerwalle en toondamme is volgens spesif ikasies aangebring ten einde waterbeheer doeltreffend toe te pas. 4. Die hele gebied is bemes met 2: 3: 2: ( 3 O) + 5% Zn teen 350 kg ha-1 . 5. Saadbedvoorbereiding is met 'n trekker en 'n tand- implement volgens die kontoere gedoen. Hierdie be- werking het ook gedien om die kunsmis in te werk. 271 6. Die hele gebied is gesaai met 'n grassaadmengsel wat die volgende spesies insluit: kg ha-l Eragrostis curvula 2 Digitaria eriantha 3 Cenchrus ciliaris (Malopo) 3 Cenchrus ciliaris (Gayndah) 2 Cynodon dactylon 3 Anthephora pubescens 2 Eragrostis tef 1 Enneapogon cenchroides 2 Aristida spp. 2 Schmidtia pappophoroides 1 Schmidtia kalihariensis 1 Fingerhutia africana 1 TOTAAL: 23 7. Steggies van Euphorbia tirucalli is op die op- pervlak geplant, - ongeveer 2 m afstande van mekaar versprei. Hope van drie verskillende ouderdomme is gekies ten einde 'n beeld van die suksessie wat plaasvind te probeer bepaal. Die eerste hoop is reeds gedurende 1989 gesaai (Werkwinkelhoop). Die tweede is gedurende 1990 gesaai (Asgathoop), terwyl die derde gedurende 1991 (Aanleghoop) gesaai en dus slegs een groeiseisoen oud was. Daar is van die MONITOR-program van die Departement Plant- en Bodemwetenskappe van die PU vir CHO gebruik gemaak om die evaluerings te doen. 272 Plaat 5.3: •n Amosiet-uitskothoop voordat rehabilitasie gedoen is Plaat 5.4: •n Amosiet-uitskothoop nadat die grondwerke (topografering en waterbeheer) gedoen is 273 Plaat s.s: •n Amosiet-uitskothoop drie jaar na rehabilitasie (gesaai met •n grassaadmengsel) Plaat 5.6: •n Amosiet-uitskothoop vier jaar na rehabilitasie (geen grassaad; beplant met houtagtige spesies) 274 Die resultate word verskaf in Tabelle 5.5 tot 5.7. Die resultaat van die 1991 (Aanleghoop) was ten spyte van 'n redelike kroonbedekking, nag laag. Die basale bedekking van 0,2% het swak vergelyk met die 10% van 'n veldopname (Van Wyk, 1986b) wat in die omgewing van die Kromellenbogenmyn uitgevoer is. Uit die 86,8% mispunte wat aangeteken is, was dit duidelik waarom die basale bedekking so laag was. Die resultaat van die Asgathoop (1990) was reeds veel beter. Veral die basale bedekking van 1,8% en slegs 41,8% mispunte was 'n aanduiding van die verbetering wat plaasgevind het. In die resultate van die Werkwinkelhoop (1989) was daar 'n groat verbetering in sowel basale bedekking (3,8%), kroon- beqekking (73,5%) en die aantal mispunte (35,2%). Die resultaat van die Werkwinkelhoop was selfs na drie jaar nog veel laer as die van die natuurlike veld. As in aanmer- king geneem word dat die re~nval van die afgelope aantal jare besonder laag en wisselvallig was, kan die plantbedekking as redelik tot goed beskou word. Na drie groeiseisoene was die plantbedekking steeds gedomi- neer deur pionierspesies, alhoewel meerjarige grasse reeds met 'n frekwensie van ongeveer 20% voorgekom het. Inver- gelyking met die ongeveer 6% van die Aanleghoop en 7% van die Asgathoop was dit duidelik dat daar steeds 'n toename in plantbedekking was. Groot hoeveelhede dro~ materiaal is by sowel die Asgat- as die Werkswinkelhoop aangetref. Hierdie dro~ materiaal kan 'n belangrike bydrae lewer om erosie te beperk, water te laat indring, grondtemperatuur te verlaag, saailinge te beskerrn en die organiese komponent van die grand te verhoog. 275 TABEL 5.5: Frekwensie teenwoordigheid, basale bedekking en kroonbedekking van die PENGE werkwinkelhoop - 1989. Spesies !Frekw. Basaal Kroon ·························!·························! Mispunte ! 35.2 Cenchrus ciliaris ! 0.3 Chloris gayana 0.3 Chloris virgata 0.3 Cynodon dactylon 6.0 0.6 Enneapogon cenchroides ! 40.1 1.3 Eragrostis echinochloidea! 0.3 Eragrostis curvula ! 1.3 Eragrostis rigidior ! 3.3 0.3 Melinis repens ! 0.6 Hyparrhenia hirta 0.3 Panicum maximum 9.4 1.6 Urochloa panicoides 1.4 Indigofera sp. 0.3 Merremia sp. 0.3 Boerhavia erecta 0.3 Euphorbia tirucalli 0.3 TOTAAL 100.0 3.8 73.5 Spesies met baie lae frekwensie teenwoordigheid: Heteropogon contortus Aristida adscenciones Aristida scabrivalvis TABEL 5.6: Frekwensie teenwoordigheid, basale bedekking en kroonbedekking van die PENGE Asgathoop - 1990. Spesies !Frekw. Basaal Kroon ························!························- Mispunte 41.8 Cenchrus ciliaris 3.8 0.6 Chloris gayana 0.6 Chloris virgata 7.3 Cynodon dactylon 0.6 0.3 Enneapogon cenchroides 39.6 0.6 Panicum maximum 2. 1 Tragus berteronianus 2.3 Urochloa panicoides 1. 0 Urochloa brachyura 0.6 0.3 Onkruid 0.3 TOTAAL 100.0 1.8 50.6 . ------------------------------------------------- Spesies met baie lae frekwensie teenwoordigheid: Heteropogon contortus Aristida adscenciones Aristida scabrivalvis 276 TABEL 5.7: Frekwensie teenwoordigheid, basale bedekking en kroonbedekking van die PENGE Aanleghoop (Suid) - 1990. Spesies !Frekw. Basaal Kroon ------------------------!------------------------ Mispunte ! 86.8 Cenchrus ciliaris 0.6 Chloris virgata 0.2 Digitaria eriantha 0.2 Enneapogon cenchroides 2.2 Eragrostis curvula 0.5 Eragrostis tef 3.5 Panicun maximum ! 3.7 0.2 Schmidtia pappophoroides! 0.7 Schmidtia kalahariensis ! 0.2 Tragus berteronianus ! 1.4 TOTAAL 100.0 0.2 46.8 Spesies met baie Lae frekwensie teenwoordigheid: Heteropogon contortus Anthephora pubescens Brachiaria deflexa Aristida adscenciones Aristida scabrivalvis Cynodon dactylon Tribulus terrestris L imeun sp. Cucunis zeyeri Coccinia sp. 277 By nie een van die hope kon ·enige teken van erosie waargeneem word nie. In die Bewaarkloofgebied is ook reeds ' n hele aantal hope gerehabiliteer. Die behandeling van die hope het egter van mekaar verskil, aangesien slegs sommige met 'n grassaad- mengsel gesaai is. Die standaardbehandeling wat by al die hope toegepas is, het die volgende ingesluit: Die hope is afgeplat en bedek met 'n grond/klip-mengsel. Bokmis waarin sade van Acacia tortilis subsp. heteracan- tha en Dichrostachys cinerea voorgekom het, is op die hope gesaai. Die hope is beplant met Euphorbia tirucalli-steggies. Alhoewel daar op al die hope wat ge~valueer is reeds 'n gras- bedekking gevestig het, was die gras tot so 'n mate deur beeste afgevreet dat daar nie metings gemaak kon word nie. In hierdie m~ting is slegs die hoogte van die drie genoemde boom- en struikspesies bepaal ten einde die sukses van ves- tiging te bepaal.Die resultate van die meting word in Tabelle 5.8 tot 5.12 verskaf. By albei die jonger aanplantings naamlik Lagerdraai (1991/92) en Kranskloof (1990/91) was die plante nog klein en het slegs melkbos (Euphorbia tirucalli) 'n gemiddelde hoogte van meer as 80 cm bereik. 278 TABEL 5.8: TABEL 5.9: Hoogte van drie houtagtige Hoogte van drie houtagtige spesies aangeplant tydens spesies aangeplant tydens rehabilitasie RABIESKLOOF- rehabilitasie BEESKRAAL- SUID (± 21° helling) HOOP (t 16° helling) Rehabilitasie: 1987/88 Rehabilitasie: 1988/89 Behandeling: Standaard + bokmis Behandeling: Standaard + bokmis Hoogte van plante Hoogte van plante E.tir D.cin A.tor ·········!······························· E.tir D.cin A.tor ! 1.85 2.50 3.20 ·········!···························· · ·· 0.95 2.40 2.40 ! 2.10 2.00 2.25 0.90 3.20 2.00 1.80 3.15 4.00 1.82 3.20 2.50 2.90 3.15 3.00 1.40 3.20 2.90 2.50 4.00 2.00 2.20 2.60 3.50 1.60 4.00 1.50 1.70 3.00 1.70 3.00 2.20 2.70 4.00 1.60 3.00 1.70 3.00 3.50 2.25 3.10 1.87 3.00 2.00 1.87 2.59 ·········!······························· 2.00 TOTAAL ! 16.39 27.50 29.00 ·········!······························· GEM. ! 1.64 2.75 2.90 TOTAAL ! 20.32 27.99 11.25 STD 0.43 0.45 0.64 GEM. ! 2. 03 3.11 2.81 Std 0.40 0.59 0.78 LEGENDE EN NOTAS: LEGENDE EN NOTAS: E.tir = Euphorbia t iruca lli D.cin = Oichrostachys cinerea E.tir = Euphorbia tirucalli A.tor= Acacia tortilis O.cin = Dichrostachys cinerea A.tor= Acacia tortilis Grasspesies waargeneem: Grasspesies waargeneem: Panicum maxinun Enneapogon cenchroides Panicum maxinun Melinis repens Aristida scabrivalvis Aristida adscenciones Oeeltjiegrootte·verspreiding: > 7 mm· 6.4 kg (63.05%) Deeltjiegrootte·verspreiding: < 7 mm· 3.75 kg (36.95%) > 7 mm· 5.25 kg (43.75%) < 7 mm· 6.75 kg (56.25%) 279 TABEL 5.10: TABEL 5.11: Hoogte van drie houtagtige Hoogte van drie houtagtige spesies aangeplant tydens spesies aangeplant tydens rehabilitasie RABIESKLOOF- rehabilitasie KRANSKLOOF- NOORD <± 14° helling) HOOP (± 15° helling) Rehabilitasie: 1989/90 Rehabilitasie: 1991/92 Behandeling: Standaard + bokmis Behandeling: Standaard + bokmis Enneapogon cenchroides Hoogte van plante Tragus berteronianus Cenchrus ciliaris ! E.tir D.cin A.tor ---------!------ ------------------------- 1.30 2.00 0.90 Hoogte van plante 0.80 0.85 0.60 0.70 0.62 1.10 E.tir o.cin A.tor 0.55 1.06 0.87 ---------1---------- --------------------- 0.90 0.83 1.38 i 1.20 0.51 0.34 1.35 1.30 1.35 0.70 0.47 0.32 0.90 1.32 0.74 0.80 0.35 0.27 1.10 1.85 1.17 0.70 0.59 0.32 1.35 1.53 1.58 0.85 0.51 0.33 0.40 1.81 0.80 0.72 0.49 0.40 ---------!------------------------------- 0.90 0.40 0.47 TOTAAL 9.35 13.17 10.49 0.90 0.37 0.25 GEM. 0.94 1.32 1.05 0.50 0.40 0.27 STD 0.32 0.45 0.30 ! 0.85 0.21 0.34 T-O-T-A-A-L- ---1. ----8-.-1-2- -------4--.3-0- --------3-.3-1- - GEM. 0.81 0.43 0.33 LEGENDE EN NOTAS: Std 0.17 0.10 0.06 E.tir = Euphorbia tirucalli O.cin = Dichrostachys cinerea A.tor= Acacia tortilis LEGENDE EN NOTAS: E.tir = Euphorbia tirucalli Grasspesies waargeneem: O.cin = Dichrostachys cinerea A.tor= Acacia tortilis Panicun maxirrun Enneapogon cenchroides Mel inis repens Grasspesies waargeneem: Panicun maxirrun Oeeltjiegrootte-verspreiding: Enneapogon cenchroides Meli ni s repens ~aar plante gevestig het Aristida sp . > 7 mm - 6.5 kg (57.78¾) Aristida adscenciones < 7 mm - 4.75 kg (42.22%) Eragrostis rigidior ~aar geen plante vestig nie. > 7 mm - 2.0 kg (16.33%) Deeltjiegrootte-verspreiding: < 7 mm - 10.25 kg (83.67%) > 7 mm· 4.25 kg (45.95¾) < 7 mm - 5.0 kg (54.05%) 280 T.ABEL 5.12: Hoogte van drie houtagtige spesies aangeplant tydens rehabili tasie. L.AGERDRAAIHOOP (± 1s 0 helling) Rehabilitasie: 1991/92 Behandeling: Standaard + bokmis Enneapogon cenchroides Tragus berteronianus Hoogte van plante E.tir 0.cin A.tor ---------•. ----0--.4-6-- -------0-.3-0-- ------ 0--.6-0-- 0.78 0.50 0.39 0.68 0.50 0.74 1.26 0.48 0.90 1.10 0.33 0.40 0.88 0.30 0.26 0. 63 0.31 0.15 0.60 0.41 0.50 0.90 0.51 0.33 ! 0.80 0.43 0.20 T-O-T-A-A-L- ---1. ----8-.-0-9- --------4-.0--7- ----- -4--.4--7- GEM. 0.81 0.41 0. 45 Std 0.23 0.08 0.23 LEGEN0E EN NOTAS: E.tir = Euphorbia tirucalli 0.cin = 0ichrostachys cinerea A.tor= Acacia tortilis Grasspesies waargeneem: Enneapogon scoparius Urochloa panicoides Urochloa brachyura Eragrostis sp. Cynodon dactylon Enneapogon cenchroides Eragrostis lehmanniana 0eeltjiegrootte-verspreiding: Monster 1 > 7 mm - 6.0 kg (52.17%) < 7 mm - 5.5 kg (47.83¾) Monster 2 - Geen plantegroei > 7 mm - 9.22 kg (100¾) < 7 mm - 0.00 kg CO¾) 281 By die Rabieskloof-Noord-hoop (1989/90) was plante van al drie die spesies_reeds gemiddeld meer as 0,9 m hoog. Dichro- stachys cinerea-plante het selfs al 'n hoogte van i, 85 m bereik. By sowel Rabieskloof-suid (1987/88) as Beeskraalhoop (1988/89) het houtagtige plante die hoop sodanig bedek dat daar met moeite inbeweeg kon word. By die Beeskraalhoop was daar reeds plante van Acacia tortilis subsp. het eracantha en Dichrostachys cinerea wat 'n hoogte van 4 m bereik het. By nie een van die hope kon enige vorm van erosie waargeneem word nie. Die grootte en digtheid van die houtagtige plante, die ves- tiging van grasspesies en afwesigheid van erosie het daarop gedui dat daar reeds binne die bestek van vier jaar 'n ho~ mate van stabiliteit op hierdie hope bereik is. Die spesiesamestelling van die gerehabiliteerde hope het op daardie stadium nog drasties verskil van die van die omrin- gende veld. Hierdie situasie sal moontlik ook nog vir dekades in die toekoms bestaan. Die enigste manier waarop die toe- stand verder verbeter sal kan word, is deur die samestelling van saadmengsels van sowel grasse as bome en st~uike drasties aan te pas. Die beskikbaarheid van saad van meer inheemse spesies is egter op hierdie stadium die beperkende faktor. Daar bestaan egter geen praktiese rede waarom saad van spesies wat in die omgewing van die betrokke gebied voorkom, nie geoes kan word nie. Die voorbeelde van hervestiging en rehabilitasie wat bespreek is, kan moeilik met mekaar vergelyk word en wel om die vol- gende redes: 282 Hervestigde gebiede bestaan reeds vir tien jaar en selfs meer, terwyl die oudste voorbeelde van rehabilitasie nie meer as vyf jaar oud is nie. Spesiesamestellings van die saadmengsels wat gebruik is, verskil drasties van mekaar. Hervestiging is hoofsaaklik op slikdamme en afvalhope van goudmyne gedoen, terwyl rehabilitasie op slikdamme en afvalhope van asbesmyne gedoen is. Die klimaat van die gebiede waar die verskillende metodes toegepas is, verskil drasties van mekaar. Hervestiging is in die meeste van die gevalle met behulp van besproeiing of gedeeltelike besproeiing gedoen, ter- wyl geen besproeiing tydens rehabilitasie gebruik is nie. Ten spyte van bogenoemde verskille, was daar egter duidelike tendense wat na vore gekom het en sluit ender andere die vol- gende in: Gerehabiliteerde gebiede: 'n Duidelike toename in basale bedekking, kroonbedek- king, die frekwensieteenwoordigheid van meerj arige grasse en 'n toename in die hoogte van boomspesies. Onkruide, wat 'n aanduiding van agteruitgang kan wees, het slegs tot 'n geringe mate op die gerehabiliteerde gebiede voorgekom, terwyl dit op uitskothope waar slegs die topografering afgehandel is, in groot hoeveelhede waargeneem is. Geen tekens van wind- of watererosie kon aangetref word nie. 283 Die toename in plantdigtheid was sodanig dat ouer gebiede (4 groeiseisoene) reeds gedurende 1992 bewei kon word. Geen negatiewe effek kon op hierdie stadium waar- geneem word nie. Die gebruik van inheemse plantspesies blyk suksesvol te wees, aangesien die meeste van die spesies wat in die oorspronklike saadmengsel ingesluit was, steeds voor- gekom en selfs vermeerder het. Aangesien die meeste van die spesies wat gebruik is in die onversteurde gebiede om die myne voorkom, bestaan daar geen gevaar dat on- gewenste plante sal indring nie. Hervestigde gebiede: Aangesien geen vorige data van hervestigde gebiede be- skikbaar is nie, kan daar nie vergelykings ten opsigte van basale of kroonbedekking getref word nie. Kaal kolle wat egter reeds teen die hellings opgemerk is, toon dat daar reeds 'n mate van agteruitgang plaasgevind het. Die teenwoordigheid van 'n verskeidenheid onkruidspesies was 'n verdere aanduiding dat agteruitgang plaasgevind het. Watererosie het steeds plaasgevind en kon gesien word aan erosieslote teen die hellings van hervestigde gebiede. Dit wil voorkom of die gebruik van uitheemse spesies in die saadmengsels nie heeltemal aan die verwagtinge vol- doen het nie, aangesien die meeste daarvan nie meer op die hope aangetref word nie. Daar word egter reeds som- mige van hierdie spesies in die aangrensende natuurlike waterlope aangetref, waar die natuurlike plantegroei 284 verdring en die ekologie versteur word. Aan die positiewe kant, kan sommige uitheemse spesies moontlik 'n uitstekende pioniersrol vervul. 285 HOOFSTUK 6 SLOTOPMERKINGS Die belangrikste aspekte wat aanleiding gegee het tot hierdie studie sluit die volgende in: Die agterui tgang van plantegroei wat op enkele ver- steurde mynbougebiede gevestig is. Pogings om 'n plantbedekking op versteurde lokaliteite te vestig wat gedeeltelik of totaal misluk het. Omgewingsdruk om die vernietiging van landbougrond wat noodsaaklik is vir die voedselproduksie van 'n steeds groeiende bevolking te herstel. Standaarde wat in die buiteland vereis word waaraan nie in die RSA voldoen kan word nie. Strenger wetgewing wat daarop gemik is om standaarde ten opsigte van rehabil i tasie sodanig te verhoog dat di t kompeterend en in ooreenstemming met wereldstandaarde is. Die redes waarom tans nie aan vereistes voldoen kan word nie, of waarom pogings misluk, kan soos volg saamgevat word: Die heterogeni tei t van suidelike Afrika in terme van plantegroei, geologie, klimaat, topografie en vele meer. Die gebruik van metodes en tegnieke wat verouderd is aangesien dit uitsluitlik toegepas is met die oog op die hervestiging van 'n plantbedekking. 286 Die gebruik van saad wat vanaf die Europese lande af- komstig is en nie aangepas is by die dro~r en warmer Suid-Afrikaanse toestande nie. Swak ekonomiese toestande as gevolg van sanksies en ander politieke faktore, wat dit selfs vir groot maatskappye moeilik en selfs onmoontlik maak om groot bedrae geld te spandeer om 'n beter produk daar te stel. Onwilligheid by die betrokkenes om groot bedrae geld te spandeer aan 'n aspek wat nie onmiddellik geldgenererend of op die langtermyn besparend is nie. Gebrek aan kennis van ekologiese beginsels wat ter sprake is by die rehabilitasie van versteurde gebiede. Die vashou aan tradisionele mynboumetodes wat vir dekades toegepas en aanvaarbaar was. Ten spyte van al die redes wat aangevoer is as aanleidend tot hierdie studie, is slegs ekologiese aspekte wat handel oar die plant, asook die omgewing waarin die plant meet vestig, aangeraak. Uit die resultate van die studie, socs vervat in hoofstukke 3 en 4, kan tot die gevolgtrekking gekom word dat di t wel moontlik is om 'n stabiele en selfonderhoudende ekologiese stelsel op versteurde lokaliteite soos mynhope en slikdamme te vestig. Om hierdie ideaal te bereik is die volgende egter belangrik: Daar sal baie sterk klem gele meet word op die topografering van al le mynhope en sl ikdamme. Die motivering vir hierdie topografering is die volgende doelwitte wat bereik meet word: 287 Hellings moet verkry word waarvan die gradi~nt vlak genoeg is sodat die minimum of geen erosie sal plaasvind nie. Die helling moet kort genoeg wees, sodat re~nwater wat op die oppervlak val, opgevang of weggevoer word voordat dit erodering tot gevolg het. Kontoerwalle, keerwalle en toondamme wat aangebring word, moet alle water wat op die hoop val kanaliseer of beheer sodat dit nie skade van enige aard teweeg kan bring nie. Bodemkundige ontledings (grondanalises) van alle materiale wat op die mynhope en slikdamme aangetref word, sal gedoen moet word ten einde oormate, tekorte, wanbalanse, pH asook die fisiese eienskappe van die materiale te bepaal. Die kleur van die verskillende materiale moet in aan- merking geneem word, aangesien donker kleure en die gepaardgaande verhoogde temperature kieming en groei kan belemmer en selfs verhoed. Die laag dekmateriaal moet van so 'n aard wees dat dit, afhangende van die lengte en gradi~nt van die helling, 'n persentasie growwe materiaal bevat wat help om die waterpenetrasie te bevorder en die waterspoed te vertraag. Deur die toepassing van hierdie maatre~l word die erosiepotensiaal van die terrein wat gerehabiliteer moet word verlaag. Indien swaarmetale teenwoordig is, moet die pH verkies- lik ho~r as 5 wees. Die moontlike toksiese effek wat die swaarmetale op pl ante kan he, sal deur hul onoplos- baarheid by die ho~r pH geminimaliseer word. 288 Die gebruik van organiese materiaal waardeur 'n uitruilkompleks geskep word vir anorganiese soute by myne waar nie 'n uitruilkompleks bestaan nie, sal baie sterk oorweeg moet word. Die gebruik van inheemse plantspesies, verkieslik uit die omgewing waar die myn gele~ is, kan die mate van sukses aansienlik verhoog aangesien hierdie spesies reeds aangepas is by die ekologiese diversiteit wat aan- getref word by die spesifieke lokaliteit. Samevattend kan dus gestel word dat hoe meer die "nuwe" om- gewing wat geskep is, ooreenstem met die van die oorspronklike (natuurlike), hoe groter is die kans op sukses. Met hierdie benadering word verseker dat die toleransiegrense van die "nuwe" ekostelsel wat geskep is die uiterstes van die betrokke omgewing sal kan weerstaan. Reeds tydens die uitleg van proewe was dit duidelik dat rehabilitasie met 'n holistiese benadering 'n baie duur proses sal wees indien dit nie reeds vanaf die begin van die mynbouproses in ag geneem word nie. Die afplatting, bedekking met 'n deklaag (indien nodig), chemiese en fisiese regstel- ling van die materiaal, die versameling en saai van inheemse saad en die daarstelling van waterbeheermeganismes bring mee dat bedrae van tot R50 000 per hektaar in uiterste gevalle nie vergesog is nie. Indien daar egter in die mynbouplan aan- dag gegee word aan stortingsrnetodes waardeur vlakker hellings gekonstrueer word, verskillende rnateriale selektief geplaas word sodat 'n geskikte groeirnedium aan die oppervlak gestort word, stortingsterreine geselekteer word sodat uiteindelike hope die minste moontlike besoedelingspotensiaal sal he en orngewingsbeplanning gedoen word waardeur die minste moontlike versteuring sal plaasvind, kan die koste verbonde aan uitein- delike rehabilitasie minirnaal wees. 289 Oor die geheel beskou verwys 'n holistiese benadering dus nie slegs na die ui teindelike fisiese werk verbonde aan die rehabilitasie nie, maar ook na 'n totale gesindheidsveran- dering, innoverende denke en deeglike beplanning. Die omvang en aard van die proewe was sodanig dat daar nie in veel besonderhede op die verskillende fasette wat behandel is, ingegaan kon word nie. Elke faset kan op sigself 'n om- vangryke proj ek wees. Indien wel, kon di t meebring dat presiese voorskrifte ten opsigte van die gradi~nt en lengte van hellings, saadresepte, dekmateriale, bemestingspeile en- sovoorts vir die betrokke myn verskaf word. Daar sal in baie meer besonderhede ingegaan moet word op die lewensiklusse, saadproduksie, kiemingsvereistes, ekologiese status, toleransiegrense (ten opsigte van pH, swaarmetale, voedingsbehoeftes ensovoorts ) van plante, sodat die geskikste plante vir hierdie doel ge!dentifiseer kan word. Dit was egter betekenisvol dat daar wel 'n geleentheid was om aan die bre~ beginsels aandag te gee, sender dat daar in te veel besonderhede verval is. Op hierdie wyse kon rig- tingwysers bepaal word wat op alle myne, maar ook op alle ander vorme van versteuring (byvoorbeeld vul- en snyhellings van paaie, treinspore, waterkanale, damwalle en ander konstruksiewerke) van toepassing gemaak kan word. In Hoofstuk 1 is gepoog om die aard en omvang van om- gewingsagterui tgang as gevolg van versteuring, erosie, ooreksploitering ensovoorts,aan te toon. Al hierdie faktore wat aanleiding gee tot die agteruitgang van die omgewing, kan aan ' n oorbevolkte wereld toegeskryf word. 290 Al is die uitdagings groot, · word die woorde van Aldo Leopold (1949) ten volle onderskryf ashy se: "The outstanding discovery of the twentieth century is ... the complexity of the land organism. Only those who know the most about it can appreciate how little is known about it. The last word in ig- norance is the man who says of an animal or plant: 'What good is it?' If the land mechanism as a whole is good, then every part is good, whether we under- stand it or not. If the biota, in the course of aeons, has built something we like but do not un- derstand, then who but a fool would discard see- mingly useless parts? To keep every cog and wheel is the first precaution of intelligent tinkering. 291 ABSTRACT A STRATEGY FOR THE REHABILITATION OF AREAS IN SOUTHERN AFRICA DISTURBED BY MINING ACTIVITIES A literature study revealed that revegetation (grassing) of areas disturbed by mining activities already occurred during the early thirties. Most of the relevant research has been conducted abroad. In the RSA, all the initial work was done on gold mine sand dumps. Although other methods to stabilize the dust generating dumps had also been applied, it was finally agreed upon that a proper vegetation cover is the only permanent solution. During previous years, all initial revegetation attempts were voluntary. During the fifties, law enforcement became ap- plicable in most countries, forcing all mines to revegetate areas disturbed by their activities. In the RSA several laws have already existed since 1956, e.g. the Mines and Works Act (Act 27 of 1956). Although these laws are not directly aimed at revegetation, they can be applied to this aspect. In 1980 the law became more stringent and it became evident that revegetation is not the solution to all problems, due to deterioration of the vegetation occurring on many of the revegetated areas. In order to comply with the demands of the constantly tightening law, research on the rehabilitation of disturbed areas started during 1984. The study area included several mines in the RSA as well as mines situated within the borders of Leboa and Ka Ngwane. The ecological diversity of these localities is stressed by the differences in climate, topo- graphy, geology and vegetation. Some of the mines are 292 situated in areas with an annual rainfall of approximately 400 mm in comparison with others with a precipitation of more than 800 mm. Presently, research on the revegetation of road reserves al- ready indicates that methods and recipes which were success- fully applied in countries with a moderate climate and high rainfall, do not necessarily produce the same results in the RSA with its dry and hot summers. This is one of the main reasons why the use of indigenous grass species was seen as a priority. From the results obtained in experiments on the mine dumps and slimes dams, it was clear that hardy indigenous species were also not capable of solving all the problems. The nega- tive results led to a more holistic approach by which the habitat of plants was taken into consideration. Special attention was given to soil-associated problems at various mines. These problems included aspects such as gradient and length of slopes, particle size of overburden, chemical imbalances of tailings, temperature of tailings, spontaneous combustion, etcetera. Although only a few of the more important factors had been studied, the results of this research revealed a number of general principles which can be applied in devising rehabilitation strategies. The results can also be used as a basis for more detailed studies on the various aspects. The study has shown that every effort should be made to reinstate a situation as near as possible to the natural situation. In order to establish a stable and self-sustaining vegetation on a mine dump, it will be necessary to create a habitat where ecological factors comply with the tolerance limits of the species to be used. This approach implies that 293 the revegetation or grassing alone will not be the answer to the existing problems of recovering disturbed areas, but that complete rehabilitation would be of utmost importance. 294 BYLAAG A SPESIELYS Spesielys van plante waarna in hierdie proefskrif verwys word, asook plante wat aangetref is in die verskillende proewe. Identifikasie van plante is gedoen deur R. de S. Correia (Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie). Bronne geraadpleeg vir die samestelling van die spesielys is Gibbs Russell (1985 & 1987), Dyer (1975 en 1976) en De Dalla Torre en Harms (1963). Uitheemse spesies word aangetoon deur 'n asterisk (*) na die outeur van die betrokke spesie. ANGIOSPERMAE MONOCOTYLEDONES POACEAE 9900730 01000 Hyparrhenia hirta (L.) Stapf 9900800 00100 Heteropogon contortus (L.) Roem. & Schult. 9900890 01400 Digitaria eriantha Steud. 295 9901070 00100 Paspalum dilatatum Pair. * 9901100 00200 Urochloa brachyura (Hack.) Stapf 00500 Urochloa panicoides Beauv. 9901160 00800 Panicum coloratura L. var. coloratura 02800 Panicum maximum Jacq. 9901280 03200 Setaria verticillata (L.) Beauv. 9901340 00800 Melinis repens (Willd.) C.E. Hubb. 9901380 00300 Anthephora pubescens Nees 9901390 00300 Pennisetum clandestinum Chiv. * 00700 Pennisetum macrourum Trin. 01100 Pennisetum purpureum Schumach. * 01200 Pennisetum setaceum (Forssk.) Chiov. * 9901400 00300 Cenchrus ciliaris L. 9901600 00600 Ehrharta calycina J.E. SM. var. calycina 9901630 00200 Phalaris aquatica L. * Phalaris tuberosa * 296 9901920 00100 Holcus lanatus L. * 9901950 00300 Avena sativa L. * 9902110 00100 Cortaderia selloana (Schult.) Aschers. & Graebn. * Cortaderia argentia * 9902430 Agrostis alba * Agrostis tenuis * Agrostis palistrus * 9902611 00400 Stipagrostis ciliata (Desf.) De Winter var. capensis (Trin. & Rupr.) De Winter 02200 Stipagrostis namaquensis (Nees) De Winter 02400 Stipagrostis obtusa (Del.) Nees 03200 Stipagrostis uniplumis (Licht.) De Winter var. uniplumis 9902620 00050 Aristida adscensionis L. subsp. adscensionis 00850 Aristida congesta Roem. & Schultz. subsp. congesta 02900 Aristida scabrivalvis Hack. subsp. scabrivalvis 03700 Aristida transvaalensis Henr. 03800 Aristida vestita Thunb. 9902740 00100 Tragus berteronianus Schult. 297 9902830 02800 Sporobolus rangei Pilg. 9902860 02300 Eragrostis curvula (Schrad.) Nees 02800 Eragrostis echinochloidea Stapf 04300 Eragrostis lehmanniana Nees var. lehmanniana 05100 Eragrostis obtusa Munro EX Fical. & Hiern 05300 Eragrostis pallens Hack. 06200 Eragrostis porosa Nees 07900 Eragrostis stapfii De Winter 08100 Eragrostis superba Peyr. 08500 Eragrostis trichophora Coss. & Dur. Eragrostis sp. 9902960 00300 Cynodon dactylon ( L • ) Pers. 00600 Cynodon plectostachy"us (K. Schum.) Pilg. * 9903010 00200 Chloris gayana Kunth 00600 Chloris virgata Swartz 9903200 00100 Oropetium capense Stapf 9903310 00200 Eleusine indica (L.) Geartn. subsp. africana (K. O'Byrne) S.M.Phillips 9903570 00200 Enneapogon desvauxii Beauv. 00100 Enneapogon cenchroides (Roem. & Schult.) C.E. Hubb. 298 9903610 00100 Schrnidtia kalihariensis Stent 00200 Schrnidtia pappophoroides Steud. 9903710 00100 Fingerhutia africana Lehrn. 9903880 00100 Dactylis glornerata L. * 9904070 00600 Poa pratensis L. * Poa trivialis * 9904170 00100 Festuca arundinacea Schreb. * ----- Festuca rubra * ----- Festuca eliator * 9904280 00500 Brornus inerrnis Leyss. * 01350 Brornus unioloides H.B.K. * ----- Brornus catharticus * 9904330 00300 Loliurn perenne L. * 9904390 Secale sereale * 9904410 Triticurn aestivurn * 9904510 00400 Hordeurn vulgare 1. subsp. vulgare * Hordeurn sativurn * 299 LILIACEAE 1113010 03200 Protasparagus laricinus (Burch.) Oberm. DICOTYLEDONES SALICACEAE 1872000 00100 Populus alba L. * CHENOPODIACEAE 2223000 00100 Chenopodium album L. * Chenopodium carinatum R. Br. * 2229000 01200 Atriplex semibaccata R. Br. * 2229010 00100 Blackiella inflata (F. Muell.) Aell. * 2240000 Kochia brevifolia 2269000 04000 Salsola kali L. * 03600 Salsola glabrescens Burtt Davy AMARANTHACEAE 2299000 Amaranthus sp. 300 AIZOACEAE 2376000 02700 Lirneurn viscosurn (Gay)Fenzl. subsp. viscosurn var. glorneraturn (Eckl. & Zeyh.) Friedr. MESEMBRYANTHEMACEAE 2405021 00900 Carpobrotus edulis (L.) L. Bol. 2405101 Psilocaulon absirnile PORTULACACEAE 2421000 01000 Portulaca quadrifida L. PAPAVERACEAE 2833000 00100 Argernone rnexicana L. * FABACEAE (LEGUMINOSAE) MIMOSOIDEAE 3446000 90350 Acacia baileyana F. Muell. * 90770 Acacia cyclops A. Cunn. EX G. Don * 91700 Acacia grandicornuta Gerstn. 92850 Acacia rnearnsii De Wild * 92890 Acacia rnelanoxylon R. Br. * 92900 Acacia rnellifera (Vahl) Benth. subsp. detinens (Burch.) Brenan 94250 Acacia saligna (Labill.) Wendl. * 301 95000 Acacia tortilis (Forssk.) Hayne subsp. heteracantha (Burch.) Brenan 3454000 00050 Prosopis chilensis (Mol.) Stuntz PAPILIONOIDEAE 3665000 00500 Melolobium calycinum Benth. 00600 Melolobium candicans (E. Mey.) Eckl. & Zeyh. 3669000 Crotalaria spinosa 3688000 01050 Medicago sativa L. subsp. sativa 3690000 01300 Trifolium hybridum L. 01700 Trifolium repens L. 02000 Trifolium subterraneum L. Trifolium sp. 3702000 01400 Indigofera argyraea Eckl. & Zeyh. Indigofera sp. 3802000 Stylosanthes gracillus * 3852000 00400 Vicia villosa Roth * Vicia sp. 302 OXALIDACEAE 3936000 Oxalis sp. ZYGOPHYLLACEAE 3978000 00400 Tribulus terrestris L. MELIACEAE 4175000 00100 Melia azedarach L. * EUPHORBIACEAE 4498000 13400 Euphorbia inaequilatera Sond. var. inaequilatera 25900 Euphorbia tirucalli L. STERCULIACEAE 5056000 Hermannia echinus TAMARICACEAE 5239000 Tamarix gallica * MYRTACEAE 5598000 Eucalyptus sp. * 303 ASCLEPIADACEAE 6791000 03100 Asclepias fruticosa L. CONVOLVULACEAE 6993000 01500 Convolvulus ocellatus Hook. var. ocellatus VERBENACEAE 7144000 00200 Lantana camara L. * LABIATAE 7290000 02900 Salvia verbenaca L. SOLANACEAE 7407000 04700 Solanum nigrum L. * 7434000 00200 Nicotiana glauca R.A. Gram. * SELAGINACEAE 7568010 01000 Walafrida densiflora (Rolfe) Rolfe 304 SCROPHULARIACEAE 7519000 Sutera sp. BIGNONIACEAE 7725000 Jacaranda mimosifolia D. Don. * RUBIACEAE 8136060 00500 Kohautia cynanchica DC. CUCURBITACEAE 8599000 Cucumis sp. ASTERACEAE (COMPOSITAE) 8925000 01500 Nidorella residifolia DC. subsp. residifolia 8929000 00200 Nolletia ciliaris (DC.) Steetz 8939000 00600 Blumea gariepina DC. 9090000 02100 Geigeria ornativa o. Hoffm. 9237000 Bidens spp. 305 9282000 00200 Flaveria bidentis (L.) Kuntze * 9291000 00100 Schkuhria pinnata (Lam.) Cabr. * 9311000 00200 Tagetes minuta L. * 9320000 00600 Eriocephalus ericoides (L. F.) Druce 9366000 00400 Pentzia argentea Hutch. 9411000 13100 Senecio inaequidens DC. 28000 Senecio vimineus DC. 9427000 04500 Osteosperrnurn muricaturn E. Mey. ex DC. subsp. rnuricatum 9434000 00700 Gazania krebsiana Less. subsp. krebsiana 9501000 02600 Dicoma tornentosa Cass. ----- Dicoma sp. 9561000 00100 Tolpis capensis ( L. ) Sch. Bip. 306 BRONNELYS / ACOCKS, J.P.H. 1988. Veld types of South Africa. Memoirs of the botanical survey of South Africa. No. 40. Pretoria Departernent van Landbou-Tegniese Dienste. 128 p. ALLAN, J.C. 1982. Learning about statistics. Johannesburg Macmillan. 245 p. ANTONOVICS, J. BRADSHAW, A.O. & TURNER, R.G. 1971. Heavy metal tolerance in plants. Adv. ecol. res ., 7:1-85. ✓ AYRES, Q.C. 1936. Soil erosion and its control. New York and London: McGraw-Hill Book Company, Inc. 365 p. BADENHORST, G.P. 1985. Riglyne vir rehabilitasie van grond- oppervlaktes wat deur oopgroefrnynbou versteur is en mi- nimum vereistes vir rehabilitasieprograrnrne. Ornsendskrywe GME 8/2/2/143 van die staatsrnyningenieur aan die assistent-staa tsrnyningenieur en hoof inspekteurs, 2 O Februarie 1985. Johannesburg. (Fotokopie in besit van outeur.) BARKER, C.H. 1984. Evaluasieverslag van 03/08/84. (Navorsingsverslag vir die Karner van Mynwese se hervestigingseenheid.) Potchefstroorn PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie. 12 p. (Ongepubliseer.) BARKER, C.H. 1985. Evaluasieverslag van 16/09/85. (Navorsingsverslag vir die Karner van Mynwese se hervestigingseenheid.) Potchefstroorn PU vir CHO' Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie. 6 p. (Ongepubliseer.) 307 BARKER, C.H. & VANWYK, J.J.P. 1988. Mondelinge mededeling aan outeur. Potchefstroom. BEARD, J.B., FISCHER, J.A., KAUFMANN, J.E. & MARTIN, D.P. 1971. Research report 144. (Improved establishment and maintenance of roadside vegetation in Michigan, Michigan Agricultural Experiment Station.) Michigan: Michigan State University. 66 p. BENSON, N.R. 1968. Can profitable orchards be grown on old orchard soils: Proc. Wash. State Hort. Assoc., 64:109- 114. BRADFORD, G.R., BAIR, F.L. & HUNSAKER, V. 1971. Trace and major element contents of soil saturation extracts. Soil Sci., 112:225-230. BRADSHAW, A.D. 1987. The reclamation of derelict land and the ecology of ecosystems. (In Jordan, W.R., Gilpin, M.E., & Aber, J.D., ed. Restoration ecology. Cambridge Cambridge University Press. p.53-74.) BRADSHAW, A.D. & CHADWICK, M.J. 1980. The restoration of land. Los Angeles : University of California Press. 317 p. BRADY, N.G. 1984. The nature and properties of soils. Cornell University and United States Agency for International Development. New York Macmillan Publishing Company. 750 p. BRAUN-BLANQUET, J. 1932. Plant sociology. London McGraw- Hill Book Company, Inc. 439 p. 308 J BRIERS, J.H. 1985a. Evaluasieverslag 1/85. (Navorsingsverslag vir Msauli chrisotielmyn). Potchefstroom: PU vir CHO, Navorsingsinsti tuut vir Hervestig ingsekologie. 8 p. (Ongepubliseer.) BRIERS, J.H. 1985b. Evaluasieverslag 2/85. (Navorsingsverslag vir Palabora Mining Company) . Potchefstroom PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie. 13 p. (Ongepubliseer.) BRIERS, J.H. 1986. Evaluasieverslag 1/86. (Navorsingsverslag vir Palabora Mining Company) . Potchefstroom PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie. 15 p. (Ongepubliseer.) BRIERS, J.H., VANWYK, S., & MICHAEL, M.D. 1988. Wor- telontwikkeling en groei van geselekteerde plantspesies ender verskillende bemestingstoestande en met verskil- lende grondregstellings in die chrisotieluitskot van die Msauli-myn in Oas-Transvaal. Suid-Afrikaanse Tydskrif J vir Wetenskap, 84(5) :325-329, Mei. BURGER, J.C. & DU PLESSIS, W. 1992. Die plek enrol van die reg. ( In Ge!ntegreerde omgewingsbestuur: referate gelewer by 'n driedaagse kursus aangebied deur Die Buro vir Voortgesette Onderwys van die PU vir CHO. Potchefstroom. p. 200-251.) CLARKE, M.C., SHONHARDT, J.A. & BAGSTER, D.F. 1987. The es- timation of the propensity for spontaneous combustion in colliery wastes. (In Mining and environment - a profes- sional approach. Referate gelewer by 'n simposium van die "Southern Queensland branch of the Australasian In- stitute of Mining and Metallurgy" en die "Queensland Di vision of the Institute of Engineers, Australia" gedurende Julie 1987 te Brisbane, Queensland. Brisbane. p. 145-150.) 309 COETZEE, C.B., BRABERS, A.J.M., MALHERBE, S.J., & VAN BIL.JON, W.J. 1976. Asbes. (In Coetzee, C.B., red. Delfstowwe van die Republiek van suid-Afrika. Pretoria Die Staatsdrukker. p.264-268.) COOK, W.H. 1973. Stabilizing gold mine slimes dams and sand dumps by means of a vegetative cover. ( Bylaag van 'n brief van die Chamber of Mines Services (propriertary) Limited aan die Palabora Mining Company, 27 Junie 1973. Johannesburg. (Fotokopie in besit van auteur.) COOK, B.J. 1992. Mondelinge mededeling aan auteur. Potchefstroom. CORREIA, R de S., 1992. Mondelinge mededeling aan auteur. Potchefstroom. CROOKE, W.M. & INKSON, R.H.E. 1955. The relationship between nickel toxicity and major nutrient supply. Pl. Soil., 6:1-15. DANNHAUS ER, C. S. 197 5. Sesde navorsingsverslag vir Proj ek N.V.K. Potchefstroom: PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie. 6 p. (Ongepubliseer.) DANNHAUSER, C.S. 1978. 'n Evaluasie van Eragrostis curvul a, Tragus berteronianus, Rhynchelytrum repens en Aristida congesta subsp. barbicollis vir aanplanting in nasionale padreserwes. Potchefstroom PU vir CHO. 92 p. (Verhandeling - M.Sc.) DANNHAUSER, C.S. & VANWYK, J.J.P. 1978. Ekologiese studies in verband met die hervestiging van 'n plantbedekking in probleemgebiede in nasionale padreserwes. (Navorsings- verslae). Potchefstroom: PU vir CHO, Projek NVK. 139 p. (Ongepubliseer.) 310 DAUBENMIRE, R.F. 1959. Plants and environment. New York John Wiley & Sons Inc. 422 p. DAVIES, B.E. & JONES, L.H.P. 1988. Micronutrients and toxic elements. (In Wild, A., ed. Soil conditions and plant growth. New York: John Wiley & Sons. p. 780-814.) DAVIES, D.D., GIOVANELLI, G. & REES, T.A.P. 1964. Plant biochemistry. Oxford Blackwell Scientific Publ ica- tions. 454 p. DAWSON, B. L. 1987. An ecologigal assessment of Eragrostis curvula for reclamation purposes in National road reserves in South Africa. Potchefstroom: PU for CHE. (Dissertation - M.Sc.) 309 p. DE BEERS PUBLIC RELATIONS DEPARTMENT. 1989. Kimberley mines. Brochure. Kimberley: Whitnall Simonsen. 24 p. DE DALLA TORRE, C.G. & HARMS, H. 1963. Genera siphonogamarum ad systema englerianum conscripta. Wiesbaden: 637 p. DEPARTEMENT VAN LANDBOU. 1983. Terreinmorfologiesekaart van Suidel ike Afr ika. NIGV en B. Die Sta a tsdrukker Pretoria. DEPARTEMENT VAN LANDBOU. 1990. 'n Ondersoek na die langter- myngevolge van ho~verhaalsteenkoolontginning op landbou in die Oostelike Ho~veld van Transvaal. Pretoria : 95 p. DEPARTEMENT VAN OMGEWINGSAKE. 1992. Building the foundation for sustainable development in South Africa. National report to . the United Nations Conference on Environment and Development. Pretoria Scientia Printers/Publi- shers, CSIR. 268 p. 311 DEPARTMENT OF TRANSPORT. 1973. N.T.C. Standard specifica- tions for road and bridgeworks. Erosion control, landscaping, grassing and tree planting. 5800 p. ( Ongepubl iseer. ) DE VILLIERS, A.B. 1993. Mondelinge mededeling aan outeur. Potchefstroom. DICKINSON, E.B., HYAM, G.F.S., METCALF, H.D., RUDERT, C.P., & WILLIAMS, F.R. 1981. The pasture handbook. Bloemfon- tein: Raytone Printers. 372 p. DIXON, J.B. & WEED, S.B. 1989. Minerals in soil environments. Soil Science Society of America. Madison, Wisconson: 948 p. DREWIS, R. 19 9 O. Mondel inge mededel ing aan outeur. Potchefstroom. -t DYER, R.A. 1975. The genera of Southern African flowering plants. Volume 1. Kyk Suid-Afrika (Republiek). 1975. Departement van Landbou- Tegniese Dienste. DYER, R.A. 1976. The genera of Southern African flowering plants. Volume 2. Kyk Suid-Afrika (Republiek). 1976. Departement van Landbou- Tegniese Dienste. 312 ELLERY, K.S. & WALKER, B.H .- 1986. Growth characteristics of selected plant species on asbestos tailings from Msauli Mine, eastern Transvaal. s. Afr. J. Bot., 52:201-206. FAESSLER, F & APFELBAUM, S. 1988. Large scale harvesting of Prairie seed. Restoration and Management Notes, ✓ 6: (2)79-80, Winter. FITTER, A.H. & HAY, R.K. 1989. Environmental physiology of plants. San Diego: Academic Press Limited. 432 p. FULS, E.R. & BOSCH, O.J.H. 1990. Environmental stress res i s- tability and propagation studies of six cynodon dactylon ✓ strains to assess reclamation suitability. Landscape and Urban Planning, 19:281-289. GIBBS RUSSELL, G.E., REID, C., VAN ROOY, J., & SMOOK, L. 1985. List of species of Southern Af rican plants. Kyk South Africa (Republic). 1985 . Botanical Research In- stitute. GIBBS RUSSELL, G.E., WELMAN, W.G., RETIEF, E., IMMELMAN, K.L., GERMISHUIZEN, G., PIENAAR, B.J., VANWYK, M., & NICHOLAS, A. 1987. List of species of Southern African plants. Kyk South Africa (Republic). 1987. Botanical Research In- stitute. GIBSON, D.B. 1988. Coal discard dump cladding - a solution to air pollution. The Clean Air Journal, 7(5) :21-25. ✓ 313 J GLASS, S. 1989. The role of soil seed banks in restoration and management. Restoration & Management Notes, V 7(1):24-29, Summer. GOOD, R. 1974. The geography of the flowering plants. London : William Clowes & sons. 557 p. GRANGE, G.H. 1973. The contol of dust from mine dumps. Jour- nal of the Souuth African Institute of Mining and Metal- lurgy, 74:67-73, Sept. GRAY, D.H. & LEISER, A.T. 1982. Biotechnical slope protec- tion and erosion control. New York : Van Norstrand Reinhold Company Inc. 271 p. HALSTEAD, R.L. 1968. Effect of different amendments on yield and composition of oats grown on a soil derived from serpentine material. Can. J. Soil. Sci., 48:301-305. HALSTEAD, R.L. FINN, B.J. & MACLEAN, A.J. 1969. Extrac- tability of nickel added to soils and its concentration in plants. Can. J. Soil. Sci., 49:335 - 342. HARRIS, P.J. 1988. The microbal population of the soil. (In Wild, A., ed. Soil conditions and plant growth. New York: John Wiley & Sons. p. 449-471.) HESLINGA, C.F. 1968. Veldherwinning langs paaie. Proc. Grassld. Soc. Sth. Afr., 3:25-27 HILL, J.R.C. & NOTHARD, W.F. s.a. The Rhodesian approach to vegetating slimes dams. (Navorsingsverslag). Department of Botany, University of Rhodesia. Salisbury. 21 p. (Ongepubliseer.) 314 HODDER, R.L. 1978. Strip mine rehabilitation in USSR, West Germany and USA. (In Wali, M.K. ed. Ecology and coal resource development: International congress for energy and the ecosystem held at the University of North Dakota, Grand Forks, North Dakota. New York: Pergamon Press. p. 531-536.) HUNT, T.C. 1983. Vegetative stabilization of a taconite taling basin in Wisconson: The effects of mulch, seed mix, seed placement and an amemdment. Madison : Univer- sity of Wisconson. {Thesis - M.Sc.) 93 p. ITAY, M. 19 8 3. Report on spontaneous combustion of coa l project. (Navorsingsverslag vir die Grootegeluk steenkoolmyn.) 120 p. (Ongepubliseer.) JAMES, A.L. 1966. Stabilizing mine dumps with vegetation. ~p- deavour, 25:154-157, Sept. KIMMONS, J.H., THORNTON, R.B., LOVELL, G.R., DUDLEY, R.F. & EVERETT, H. W. 1976. Evaluation of woody plants and development of establishment procedures for direct woody seeding and/or vegetative reproduction. (Navorsings- verslag vir die State Highway Administration van die Maryland Department of Transportation). U.S. Department of Agriculture Soil Conservation Service National Plant Materials Centre. Beltsville. 144 p. {Ongepubliseer.) KRUGER, G.P. 1983. Terreinmorfologiese kaart van Suidelike Afrika. Kyk Departement van Landbou. 1983. LAL, R., ed. 1988. Soil erosion research methods. Ankeny Soil and Water Conservation Society. 244 p. 315 v LARCHER, W. 1983. Physiologycal plant ecology. New York Springer-Verlag. 303 p. LEE, C.R. & CRADDOCK, G.R. 1969. Factors affecting plant ✓ growth on high zinc medium. Agron.J., 61:565-567. LEISTNER, O.A., ed. 1990. Grasses of Southern Africa. Kyk Suid-Afrika (Republiek). 1990. Navorsingsinstituut vir Plantkunde. LEOPOLD, A. 1949. A sand and county almanac and sketches here and there. New York: Oxford University Press. 266 p. LOUW, J. 1992. Mondelinge mededeling aan outeur. Pretoria. LUNT, H.A. 1959. Digested sewage sludge for soil improvement. Connecticut Agr. Expt. Sta., New Haven, Bull., 622:1-30. MAHLER,D. 1988. New device speeds seed harvest. Restoration and Management Notes, 6(1):23-25, Summer. MARSDEN, M.D. 1985. Gold mine reclamation practices as imple- mented by the Chamber of Mines vegetation unit and developments by the Potchefstroom university - NTC In- stitute for ecological research. (In Hervestigingsim- posium vir myngroepe: referaat gelewer by die herves- tigingsimposium vir myngroepe gehou op 29 en 30 April 1985 te Potchefstroom. Potchefstroom. p. 53-59.) MAYER, A.M. & POIJAKOFF-MAYBER, A. 1963. The germination of seeds. New York: The Macmillan Company. 367 p. 316 McNEILLY, T. 1987. Evolutionary lessons from degraded ecosys- tems. (In Jordan, W.R., Gilpin, M.E., & Aber, J.D., ed. Restoration ecology. Cambridge : Cambridge University Press. p. 271-286.) MENGEL, A., & KIRKBY, E.A. 1982. Principles of plant nutri- tion. Worblaifen-Bern/Switzerland : Int. Potash Inst. 655 p. MULDER , M. S . 19 9 1 . Mon de 1 in g e med e de 1 in g a an out e u r . Thabazimbi. NAVORSINGSINSTITUUT VIR HERVESTIGINGSEKOLOGIE. 1990. Voor- lopige riglyne vir die rehabilitasie van asbesbesoe- delingsbronne in die RSA. Potchefstroom: PU vir CHO. Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie. 48 p. OOSTING, H.J. 1956. The study of plant communities. San Fran- cisco and London: W.H. Freeman and Company. 440 p. PETERS, T.H. 1989. Overview of tailings reclamation in East- ern Canada. (In Walker, D.G., Powter, C.B. & Pole, M.W., eds. Reclamation, a global perspective: Proceedings of the conference organized by the Canadian land reclama- tion association and the American society for surface mining and reclamation, Calgary, Alberta, Canada. Al- berta Land Conservation and Reclamation Council. Vol 2. p. 695-716.) PHILLIPS, J. 1937. Studies of vegetation on mine dumps. S. Afr. J.Sci, 33:431-433, March. PHILLIPS, J. 1980a. Soil-like materials sampled: Lime Acres limestone Quarries. (Navorsingsverslag vir PPC Lime Acres.) Johannesburg Universiteit van die Wit- watersrand. 7 p. (Ongepubliseer.) 317 PHILLIPS, J. 1980b. Rehabilitation of quarries. (Navorsings- verslag vir PPC Lime Acres.) Johannesburg: Universiteit van die Witwatersrand. 17 p. (Ongepubliseer.) PRESIDENT'S COUNCIL, 1991. Report of the three committees of the President's Council on a national environmental management system. Kyk Suid-Afrika (Republiek). 1991. President's council. PROCTOR, J. 1971a. The plant ecology of serpentine. III. The influence of a high magnesium/calcium ratio and high nickel and chromium levels in some British and Swedish J serpentine soils. J. Ecol., 59:827-842. PROCTOR, J. 1971b. The plant ecology of serpentine. II. Plant response to serpentine soils. J. Ecol., 59:397- 410. PROCTOR, J & WOODELL, S.R.J. 1975. The ecology of serpentine ✓ soils. Adv. Ecol. Res., 9:256-366. RANWELL, J.F., comp. 1986. MVSA manual of procedures for com- puter programmes. Pretoria : Die misstofvereniging van Suid-Afrika. 46 p. READERS DIGEST ASSOCIATION OF SOUTH AFRICA. 1982. Atlas of southern Africa. Cape Town : Readers Digest Association of South Africa. 256 p. REDENTE, E.F., MOUNT, C.B. & RUZZO, W.J. 1982. Vegetation composition and production as affected by soil thickness over retorted oil shale. Reclamation and Revegetation Research, 1(2) :109-122, August. L, 318 / REDENTE, E.F. & HARGIS, N.E. 1985. An evaluation of soil thickness and manipulation of soil and spoil for reclaiming mined land in northwest Colorado. Reclamation and Revegetation Research, 4(1) :17-29, May. RENDIG, V.V. & TAYLOR, H.M. 1989. Principles of soil-plant interrelationships. New York: McGraw Hill. 275 p. RICHTER, C.J.S. 1992. Mondelinge mededeling aan auteur. Pretoria. ROWELL, D.L. 1988. Soil acidity and alkalinity. (In Wild, A., ed. Soil conditions and plant growth. New York : John Wiley & Sons. p. 844-898.) RUDD, R.T. 1973. The impact of slimes dam formation on water quality and pollution. J. S.Afr. Inst. Min. Met., 74 J :184-192 RUTHERFORD, M.C. & WESTFALL, R.H. 1986. Biomes of Southern Africa - an objective classification. kyk Suid-Afrika (Republiek). 1986. Departement van Landbou en Watervoorsiening. SALISBURY, F.B. & ROSS, C. 1969. Plant physiology. Belmont Wadsworth Publishing Company, Inc. 747 p. SAMUEL, D.E. & MAJER, J.D. 1988. The reclamation of lands for outdoor recreation. (In Environmental workshop - 1988 Proceedings volume I: referate gel ewer by die werkswinkel aangebied deur die Australian Mining · In- dustry Council gehou in Sept. 1988 te Darwin. Darwin. p. 191-232.) 319 SENCINDIVER, J.C., THURMAN, N.C., & FUGILL, R.J. 1989. Revegetation potential of overburden materials from kit- tanning coal mines. (In Walker, D.G., Pewter, C.B. & Pole, M.W. eds. Reclamation, a global perspective: Proceedings of the conference organized by the Canadian Land Reclamation Association and the American Society for Surface Mining and Reclamation of August 27-31, 1989, Alberta: Alberta Land Conservation and Reclamation Council. p. 563-573.) SINGER, P.C. & STUMM, W. 1970. Acidic mine drainage: the rate determining step. Science, 167:1121-1123. SOANE, B.D. & SANDER, D.H. 1959. Nickel and chromium toxicity of serpentine soils in Southern Rhodesia. Soil Sci. , t,/ 88:322-329. SPRAGUE, L.A. 1991. An expanding role for conservation dis- tricts to help address water quality through erosion and sediment control programs. (In "Erosion contol: A global perspective": Proceedings of conference XXII of the In- ternational Erosion Control Association. Orlando, Florida: Omnipress. p. 35-39.) SOUTH AFRICA (REPUBLIC). 1985. Botanical Research Institute. Department of Agriculture. Gibbs Russell, G.E., Reid, C. , Van Rooy, J. , & Smoak, L. List of species of Southern African plants. Memoirs of the botanical survey of South Africa No. 51. Pretoria : Die Staatsdrukker. 137 p. SOUTH AFRICA (REPUBLIC). 1987. Botanical Research Institute. Department of Agriculture. Gibbs Russell, G.E., Welman, W.G., Retief, E., Immelman, K.L., Germishuizen, G., Pienaar, B.J., Van Wyk, M., & Nicholas, A. List of 320 species of Southern African plants. Memoirs of the botanical survey of South Africa No. 56. Pretoria: Die Staatsdrukker. 270 p. STEEL, R.G.D. & TORRIE, J.H. 1980. Principles and procedures of statistics. London: McGraw-Hill. 633 p. SUID-AFRIKA (REPUBLIEK) . 197 5. Departement van Landbou- Tegniese Dienste. Dyer, R. A. The genera of Southern African flowering plants. Volume 1. Dicotyledons. Pretoria: Die Staatsdrukker. 756p. SUID-AFRIKA (REPUBLIEK). 1976. Departement van Landbou- Tegniese Dienste. Dyer, R. A. The genera of Southern African flowering plants. Volume 2. Gymnosperms and Monocotyledons. Pretoria: Die Staatsdrukker. 1040p. SUID-AFRIKA (REPUBLIEK). 1986. Weerburo. Departement van Om- gewingsake. Du Toi t, P. S. Klimaat van Suid-Afrika. Klimaatstatistieke tot 1984. Pretoria : Die Staatsdruk- ker. 474 p. WB 40 551.506.3(680/688) SUID-AFRIKA (REPUBLIEK) . 1986. Departement van Landbou en Watervoorsiening. Wells, M.J., Balsinhas, A.A., Joffe, H., Engelbrecht, V.M., Harding, G. & Stirton, C.H. A catalogue of problem plants in Southern Africa. Memoirs van die botaniese opname van Suid-Afrika No. 53. Pretoria: Die Staatsdrukker. 658 p. SUID-AFRIKA (REPUBLIEK) . 1986. Departement van Landbou en Watervoorsiening. Rutherford, M.C., & Westfall, R.H. Biomes of Southern Africa - an objective categorization. Memoirs of the botanical survey of South Africa No. 54. Pretoria: Die Staatsdrukker. 98 p. 321 SUID-AFRIKA (REPUBLIEK). · 1990. Navorsingsinsti tuut vir Plantkunde. Gibbs Russell, G.E., Watson, L., Koekemoer, L., Smock, L., Barker, N.P., Anderson, H.M., & Dallwitz, M. J. Grasses of Southern Africa. Memoirs van die botaniese opname van Suid-Afrika No. 58. Pretoria : Die Staatsdrukker. 437 p. SUID-AFRIKA (REPUBLIEK). 1991. President's Council. Report of the three committees of the President's Council on a na- tional environmental management system. PC 1/ 19 91. Pretoria: The Government Printer. 350 p. THATCHER, M.T. 1979. A study of the vegetation established on the slimes dams of the Witwatersrand. Johannesburg : University of the Witwatersrand. (Thesis - D.Phil.) 570 p. THOMPSON, L.M. & TROEH, F.R. 1978. Soils and soil fertility. McGraw-Hill : New york. 495 p. VAN DER BREGGEN, J.P. 1993. Mondelinge mededeling aan auteur. Pretoria. VAN DER BREGGEN, J.P. & DAWSON, B.L. 1989. Report on a visit to Western Australia. ( Department of Transport Chief Directorate: National roads landscape section and Potchefstroom University Research Institute for Reclama- tion Ecology.) Potchefstroom. 45 p. (Ongepubliseer.) VAN DER NEST, L.J. 1991. 'n Evaluering van analisetegnieke vir die bepaling van kalkbehoefte van goudmynslikdam- materiaal vir die vestiging van plantegroei. Potchefstroom: PU vir CHO (Verhandeling - M.Sc.) 64 p. VAN OUDTSHOORN, F.P. 1991. Gids tot grasse van Suid-Afrika. Kaapstad: Nasionale Boekdrukkers. 301 p. 322 VAN WYK, J. J.P. 198 7. Navors ingsverslag van o 6/ 05/ 8 7. (Navorsingsverslag vir Prieska kopermyn.) Potchef- stroom : PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Herves- tigingsekologie. 10 p. (Ongepubliseer.) VANWYK, J.J.P. 1993. Handleiding vir die hervestiging van plantegroei in padreserwes. (Handleiding opgestel in opdrag van die Departement van Vervoer.) Potchefstroom: PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Herves- tigingsekologie. In prep. VAN WYK, S. 1984. Evaluasieverslag van 26/01/84. (Navorsingsverslag vir Hotazel mangaanmyn.) Potchef- stroom : PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Herves- tigingsekologie. 9 p. (Ongepubliseer.) VAN WYK, s. 1985a. Evaluasieverslag van 26/06/85. (Navorsingsverslag vir Palabora mining company.) Potchefstroom: PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Her- vestigingsekologie. 7 p. (Ongepubliseer.) VAN WYK, s . 1985b. Evaluasieverslag van 15/02/85. (Navorsingsverslag vir Coastal coal steenkoolmyn.) Potchefstroom: PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Her- vestigingsekologie. 7 p. (Ongepubliseer.) VAN WYK, S. 1985c. Evaluasieverslag van 07/08/85. (Navorsingsverslag vir Sishen ysterertsmyn.) Potchefstroom: PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Her- vestigingsekologie. 13 p. (Ongepubliseer.) VANWYK, s. 1986a. Evaluasieverslag 4/86. (Navorsingsverslag vir PPC Lime Acres.) Potchefstroom: PU vir CHO, Navor- singsinstituut vir Hervestigingsekologie. 2 p. (Ongepubliseer.) 323 VANWYK, s. 1986b. Evaluasi-everslag 1/86. (Navorsingsverslag vir Penge/Kromellenbogen.) Potchefstroom: PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie. 14 p. (Ongepubliseer.) VANWYK, S. 1987a. Evaluasieverslag 1/87. (Navorsingsverslag vir Grootegeluk Steenkoolmyn.) Potchefstroom : PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie. 56 p. (Ongepubliseer.) VANWYK, S. 1987b. Evaluasieverslag 4/87. (Navorsingsverslag vir Sishen ysterertsmyn.) Potchefstroom : PU vir CHO, Navorsingsinsti tuut vir Hervestigingsekologie. 2 p. (Ongepubliseer.) VANWYK, S. 1987c. Evaluasieverslag 5/87. (Navorsingsverslag vir Sishen ysterertsmyn.) Potchefstroom : PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie. 2 p. (Ongepubliseer.) VANWYK, s. 1988a. Evaluasieverslag 1/88. (Navorsingsverslag vir Ashes krosidolietmyn.) Potchefstroom: PU vir CHO, Navorsingsinsti tuut vir Hervestigingsekologie. 12 p. (Ongepubliseer.) VANWYK, S. 1988b. Evaluasieverslag 1/88. (Navorsingsverslag vir Msauli chrisotielmyn.) Potchefstroom: PU vir CHO, Navorsingsinsti tuut vir Hervestigingsekologie. 2 o p. (Ongepubliseer.) VANWYK, S. 1988c. Evaluasieverslag 1/88. (Navorsingsverslag vir Thabazimbi ysterertsmyn.) Potchefstroom PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Hervestigingsekologie. 31 p. (Ongepubliseer.) 324 VANWYK, s. 1992. Evaluasieverslag 1/92. (Navorsingsverslag vir PPC Lime Acres.) Potchefstroom: PU vir CHO, Navor- singsinstituut vir Hervestigingsekologie. 55 p. (Ongepubliseer.) VAN WYK, S. & BRIERS, J.H. 1985. Evaluasieverslag 2/85. (Navorsingsverslag vir Grootegeluk steenkoolmyn.) Potchefstroom: PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Her- vestigingsekologie. 8 p. (Ongepubliseer.) VANWYK, S. & BRIERS, J.H. 1986. Evaluasieverslag 3/86. (Navorsingsverslag vir Grootegeluk steenkoolmyn.) Potchefstroom: PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Her- vestigingsekologie. 10 p. (Ongepubliseer.) VAN WYK, S. & BRIERS, J.H. 1987. Evaluasieverslag 1/87. (Navorsingsverslag vir Grootegeluk steenkoolmyn.) Potchefstroom: PU vir CHO, Navorsingsinstituut vir Her- vestigingsekologie. 50 p. (Ongepubliseer.) VAN WYK S. & VAN DER NEST, L.J. 1991. Ogies-Richardsbaai steenkoollyn ekologiese verslag. (Navorsingsverslag vir Spoornet.) Potchefstroom PU vir CHO, Navor- singsinsti tuut vir Hervestigingsekologie. 44 p. (Ongepubliseer.) VILJOEN, G.P. & VANWYK, J.J.P. 1978. Ekologiese studies op versteurde gebiede in nasionale padreserwes. (Navorsingsverslae.) Potchefstroom : PU vir CHO, Projek NVK. 165 p. (Ongepubliseer.) VOGEL, W.G. 1987? A manual for training reclamation inspec- tors in the fundamentals of soils and revegetation. s.l. : U.S. Department of Agriculture, Forest Service for the Office of Surface Mining and Enforcement. 178 p. 325 WALKER, W.H. & GRANT, K.S. ,1984. Establishment of vegetation on asbestos tailings dumps at Msauli mine. (Navorsingsverslag.) Johannesburg: Universiteit van die Witwatersrand. 61 p. (Ongepubliseer.) WALLACE, A. & WADE, L.B. 1978. Trace elements in the environ- ment - effects and potential toxicity of those as- sociated with coal. (In Wali, M.K., ed. Ecology and coal resource development Vol 1: Based on the Interna- tional Congress for Energy and the Ecosystem held at the University of North Dakota Grand Forks, North Dakota, 12-16 June 1978. New York: Pergamon Press Inc. p. 95- 114.) WEERBURO, 1986. Klimaat van Suid-Afrika. Kyk Suid-Afrika (Republiek). 1986. Weerburo, Departement van Omgewingsake. WELLS, M.J., BALSINHAS, A.A., JOFFE, H., ENGELBRECHT, V.M., HARDING, G. & STIRTON, C.H. 1986. A catalogue of problem plants in Southern Africa. Kyk Suid-Afrika (Republiek). 1986. Departement van Landbou en Watervoorsiening. WESTGATE, P.J. 1952. Preliminary report on copper toxicity and iron chlorosis in old vegetable fields. Proc. Fla. v / State Hort. Soc. 65:143-146. WILD, A. 1988. Potassium, sodium, calcium, magnesium, sul- phur, silicon. (In Wild, A., ed. Soil conditions and plant growth. New York: John Wiley & Sons. p. 743-779.) 326 WISCHMEIER, W.H. & SMITH, ,D.D. 1965. Predicting rainfall- erosion losses from cropland east of the Rocky Moun- tains. Agricultural handbook No. 282. Washington D.C. : U.S. Govt. Printing Office. 47 p. WRIGHT, M.J. 1976. Plant adaptation to mineral stress in problem soils. Washington: Office of Agric. Tech. As- sistance Bur., Agency for Int. Develop. WYN, J.R.G. & LUNT, O.R. 1967. The function of calcium in plants. Bot. Ref., 33:407-426. 327