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Doctoral Thesis
2013
Climate change, cattle herd vulnerability and food insecurity : adaptation through livestock diversification in the Borana pastoral system of Ethiopia
Climate change, cattle herd vulnerability and food insecurity : adaptation through livestock diversification in the Borana pastoral system of Ethiopia
Abstract (English)
Climate change is one of the dominant drivers of changing patterns in precipitation, rise in temperature and increasing frequency of extreme weather events that present a major challenge to livestock production in arid and semi-arid environments. In the Borana region of southern Ethiopia, the resulting reduction in the resilience of rangelands and heavy cattle losses associated with recurrent droughts pose serious challenges to cattle pastoralism. This study aimed at investigating regional manifestations of climate change and variability, and their impacts on cattle production and household food security, as well as the role of livestock species diversification as an adaptation strategy of Borana pastoralists in southern Ethiopia. The study involved the use of questionnaire surveys, participatory discussions and monthly meteorological data from 1970 to 2011. A total of 242 households sampled from Yabelo and Dire districts of the Borana zone were surveyed between August 2011 and December 2011. Data collection also included cattle herd histories, which were reconstructed for a period spanning five major droughts (between 1980 and 2011), and household-level livestock mortalities due to the 2010/2011 drought. With the use of 24-hour food recalls, data on individual dietary diversity were collected from 339 respondents during the beginning (September) and the end of the short rains (December). Besides descriptive analyses, a range of statistical models including general linear models, generalized linear mixed models, generalized additive models, ordered and binary logit models, and a proportional hazard regression model were applied to different data sets using SAS version 9.3. Herders? perceptions showed that rainfall has become more unpredictable with lower amounts and shorter durations, while temperature and the frequency of droughts have increased. The analysis of empirical data revealed a similar declining trend in annual precipitation and cattle holdings, while droughts became more frequent. A spectral analysis of annual rainfall series showed a quasi-periodic cycle of about 8.4 years for annual precipitation with recurring droughts every 4.2 dry years. The Borana herders suffered heavy cattle losses and experienced severe food insecurity in consequence of increased climate variability. Hence, the study showed that climate change and variability have impacts on cattle production, pointing to a critical future for the sustainability of cattle pastoralism in southern Ethiopia. Analysis of the data on food security showed a high prevalence of food insecurity (78%) and low dietary diversity, with the majority of the households (81%) merely consuming one to three food groups. A large number of the respondents consumed no fruits, vegetables (93%) and meat (96%), suggesting a high risk of micronutrient deficiencies given the declining trend in milk intake. Livestock diversification indeed significantly has improved dietary intake and household food security. Households with large herd sizes, farmland sizes and large family sizes, or households having off-farm income sources were also found to be better-off compared to their counterparts. Analysis of the data on livestock species composition showed that all of the respondents were keeping cattle, while 94%, 85% and 40% kept goats, sheep and camels, respectively. Recurrent droughts, bush encroachment and increased cattle herd vulnerability were among the major drivers of livestock diversification. Species diversity fulfilled a broad spectrum of the herders? livelihood priorities, of which milk production and cash revenues from live animal sales were of highest importance. Adaptability assessments based on a set of nine adaptive traits showed that camels had the highest adaptive capacity, followed by goats, while cattle were the least adapted species. Species vulnerability to drought also reflected the adaptability patterns with cattle being the most vulnerable to drought followed by sheep, and camels being the most tolerant species. In general, the present study showed that climate change and its variability posed a challenge to cattle production, with recurrent droughts causing enormous mortalities and worsening household food insecurity. The adaptation measure of herders through diversifying their herd composition was found to alleviate food insecurity and reduce vulnerability to the periodic climatic shocks. To further enhance herders? adaptive capacity, implementing adaptation strategies aimed at proactively reducing vulnerability to climate risks and enhancing ex-post risk management capacity are vitally important.
Abstract (German)
Der Klimawandel zählt zu den hauptsächlichen Verursachern von Umweltstress in ariden und semiariden Gebieten in Form von veränderten Niederschlagsmustern, extremen Wetterereignissen und steigenden Temperaturen. Derartige Einflüsse verändern die Verfügbarkeit von Oberflächenwasser, beeinflussen die Produktivität von Weideland und das Grasslandökosystem. Die hierdurch entstehende Abnahme der Tragfähigkeit und Belastbarkeit der Weiden vermindern die Produktivität pastoraler Tierhaltung. Insbesondere hohe Tierverluste durch wiederkehrende Dürreperioden stellen eine ernste Bedrohung der pastoralen Lebensgrundlage und Ernährungssicherheit im südlichen Äthiopien dar. Die Sensibilität von Nutztieren gegenüber Klimavariabilität und Klimwandel unterscheidet sich beträchtlich zwischen verschiedenen Tierspezies. Rinder gelten im Allgemeinen als besonders anfällig für durch den Klimawandel herbeigeführte Wasserknappheit und Futtermangel, weil sie stark von Weidefutter und regelmässigem Zugang zu Trinkwasser abhängig sind, dessen Verfügbarkeiten in trockenen Savannengebieten wiederum durch grosse Nierderschlagsschwankungen stark variieren. Daher gerät die traditionelle Viehhaltung als Lebensgrundlage der Borana unter zunehmenden Druck und führt zu einer Diversifizierung der Tierarten als Anpassungsstrategie. Nichtsdestotrotz gibt es nach wie vor einen Mangel an empirischen Studien, die aufzeigen, in welchem Ausmaß der Klimawandel die pastorale Tierhaltung und Ernährungssicherheit beeinflusst. Der Versuch den Einfluss von Klimavariablen auf die Herdendynamik, die Ernährungssicherheit einzelner Haushalte und die Wirksamkeit von Anpassungsstrategien der Tierhalter zu beschreiben, würde demnach zu einem besseren Verständnis über das Ausmaß der Klimaauswirkungen auf die Widerstandsfähigkeit der pastoralen Lebensweise beitragen. Die vorliegende Arbeit hatte daher zum Ziel, regionale Ausprägungen der Klimaveränderung und Variabilität und ihren Einfluß auf die Rinderproduktion und Ernährungssicherheit, sowie die Funktion der Diversifizierung der Tierarten als lokale Anpassungstrategie im pastoralen System der Borana in Südäthiopien zu untersuchen.
Die methodische Vorgehensweise beinhaltete mehrere Methoden und Datenquellen, darunter Fragebogenerhebungen, partizipative Gruppendiskussionen und meteorologische Aufzeichnungen der Untersuchungsregion. Dementsprechend wurden in den Distrikten Yabelo und Dire insgesamt 242 Haushalte in den Monaten August bis Dezember 2011 befragt, um Daten zu sozioökonomischen Variablen, Indikatoren zur Ernährungssicherheit der Haushalte, Tierhaltung, Artenzusammensetzung, Funktionen und Anpassungsfähigkeit verschiedener Tierspezies zu sammeln. Die Studie erfasste ebenso die Sichtweise der Tierhalter in Bezug auf den Klimawandel und seine Einflüsse, sowie Daten zu Tierverlusten der einzelnen Haushalte während der extremen Dürre 2010/2011. Schwankungen in den Rinderbeständen wurden mittels eines lokalen Kalendars für eine fünf Dürreperioden umfassende Zeitspanne (zwischen 1980 und 2011) rekonstruiert, um Zusammenhänge zwischen der Herdendynamik und der Niederschlagsvariabilität schematisch darzustellen. Zusätzlich wurden zu Beginn und am Ende der kurzen Regenzeit Daten zur Ernährungsdiversität von 339 befragten Personen gesammelt. Die monatlichen Niederschlagsmengen und Durchnittstemperaturen von 1970 bis 2011 in der Untersuchungsregion wurden von der äthiopischen Agentur für Meteorologie und des Forschungszentrums in Yabelo bezogen. Neben einer deskriptiven Analyse und nicht-parametrischen Tests sind eine Reihe statistischer Modelle für unterschiedliche Ausgangsdaten in SAS 9.3 (SAS Institute 2012) angewandt worden. Hierzu zählten allgemeine lineare Modelle, generalisierte lineare gemischte Modelle, generalisierte additive Modelle, Ordered Logit- und binäre Logitmodelle, sowie ein Porportional Hazards Regressionsmodell.
Die Auswertung der Daten zur Sichtweise der Tierhalter zeigte, dass Niederschläge als weniger vorhersehbar wahrgenommen wurden, bei gleichzeitig geringeren Niederschlagsmengen und kürzeren Regenzeiten, während die Temperaturen und die Häufigkeit von Dürreperioden zugenommen haben. In ähnlicher Weise wurde bei Tierzahlen und der Produktivität der Herden ein deutlich rückläufiger Trend bemerkt, wie auch beim Konsum von Milch mit entsprechenden Ernährungsumstellungen. Die beobachteten Klimafolgen für die Rinderherden liessen sich durch empirische Daten belegen. Veränderungen in den Herdengrössen waren signifikant mit Veränderungen in den Niederschlägen korreliert, was vermuten lässt, dass die rückläufige Entwicklung der Herdengrössen einem ähnlich zugrunde liegendem Muster folgte, wie die zwischenjährlichen Schwankungen der Niederschläge. Die saisonalen Niederschlagsverteilungen zeigten, dass das sequenzielle Ausbleiben der kurzen und langen Regenzeiten häufig in Zusammenhang mit Dürreperioden steht. Die Spektralanalyse der Niederschläge ließ ein quasi-periodisches Muster in den jährlichen Niederschlägen erkennen, was auf wiederkehrende Dürreperioden etwa alle 4,2 trockenen Jahre hinweist. Die Dürre 2010/2011 führte zu massiven Verlusten bei Rindern mit signifikanten Unterschieden zwischen Distrikten, Herdengrößen und Futterergänzungen. Im Allgemeinen haben die Auswertungen gezeigt, dass sich Klimavariabilität und Klimawandel auf die Rinderhaltung auswirken und auf eine bedenkliche Zukunft des Pastoralismus in Südäthiopien hindeuten.
Die Ergebnisse zur Ernährung zeigten eine grosse Verbreitung von Ernährungsunsicherheit (78%)und eine geringe Ernährungsdiversität, wobei die Mahlzeiten eines Großteils der Haushalte lediglich auf ein bis drei Nahrungsgruppen basierten. Eine große Anzahl der Befragten konsumierte keine Früchte, Gemüse (93%) und Fleisch (96%), was das Risiko eines Mangels an Mikronärstoffen begünstigt, wenn man den gleichzeitgen Rückgang im Milchkonsum berücksichtigt. Die Diversifizierung der Tierarten war der wichtigste Einflussfaktor der Ernährungssicherheit der Haushalte und der individuellen Ernährungsdiversität. Diejenigen Haushalte mit verschiedenen Tierarten hatten signifikant kürzere Zeiträume mit Nahrungsmangel, geringere Nahrungsmittelunsicherheit und durchschnittlich höhere Entnahmeraten von Tieren als die nicht-diversifizierenden Haushalte. Haushalte mit grösseren Herden, mehr Fläche und grösseren Familien, oder auch Haushalte mit Nebenerwerbseinkommen befanden sich in durchschnittlich besseren Verhältnissen als ihre Kontrahenten.
In Bezug auf die Tierartenzusammensetzung hielten alle Befragten Rinder, sowie jeweils 94%, 85% und 40% der Haushalte Ziegen, Schafe und Kamele. Wiederkehrende Dürreperioden, Verbuschung der Weiden, sowie eine erhöhte Anfälligkeit der Rinderherden und der damit einhergehende wachsende Bedarf an agepassten Tierspezies waren die treibenden Kräfte der Diversifizierung der Tierarten. Als wichtigste Einschränkung einer Diversifizierung nannten die Tierhalter unzureichende Kenntnis der Kamelhaltung und hohe Erstinvestitionskosten für den Aufbau der Herden. Die Wichtigkeit der Tierfunktionen unterschied sich erheblich zwischen den einzelnen Spezies, wobei der Milchproduktion und Einnahmen aus Lebendtierverkäufen insgesamt die höchste Bedeutung beigemessen wurde. Die Beurteilung der Anpassungsfähigkeit anhand von neun Adaptationsmerkmalen ergab, dass Kamele die grösste Anpassungfähigkeit besitzen, gefolgt von Ziegen, während Rinder die am wenigsten angepasste Tierart darstellten. Die Vulnerabilität der Tierarten gegenüber Dürren spiegelte das Adaptationsmuster wider, bei dem Rinder, gefolgt von Schafen, am stärksten verwundbar gegenüber Dürren waren, und Kamele die Tierart mit der grössten Toleranz darstellten. Dementsprechend erlitten Rinderherden im Vergleich zu Schafen, Ziegen und Kamelen zwei bis vier Mal höhere Mortalitäten während der extremen Dürre 2010/2011. Die Diversifizierung der Tierarten unterschied sich signifikant nach Familiengrösse und Rinderbesitz pro Kopf, was auf den Einfluss von demographischen und ökonomischen Faktoren hinweist.
Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen, dass Klimavariablität und Klimawandel eine grosse Herausforderung für die pastorale Rinderhaltung darstellen und wiederkehrende Dürren zu enormen Tierverlusten führen, wodurch sich die Ernährungssicherheit der Haushalte verschlechtert. Der Anpassungsmechanismus der Tierhalter durch Diversifizierung der Tiere in den Herden konnte die Ernährungsunsicherheit mildern und die Verwundbarkeit gegenüber klimatischen Schocks reduzieren. Um die Anpassungsfähigkeit von Tierhaltern zu erhöhen ist die Implementierung von Strategien zur zielgerichteten und vorausschauenden Reduktion der Vulnerabilität gegenüber Kimarisiken und die Lesitungsfähigkeit eines ex-post Risikomanagements äußerst wichtig. Die Einführung von Frühwarnsystemen durch eine verbesserte Überlieferung von Wettervorhersagedaten, die eine frühzeitige Verringerung der Herdengrössen und die rechtzeitige Bereitstellung von Futterressourcen induzieren, wie auch die Einführung von index-basierten Wetterversicherungen gehören zu den empfohlenen Maßnahmen, um die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Klimawandel zu stärken. Die Diversifizierung der Tierarten und Nebenerwerbseinkommen gehörten zu den mit erhöhter Ernährungssicherheit assoziierten Faktoren und verdienen weitere Unterstützung. Weiterhin scheint die Diversität der Herden neben des offensichtlich komplementären ökonomischen und ökologischen Nutzen, sowie der Funktion eines Risikopuffers, die derzeitig pragmatischste Strategie darzustellen. Dennoch wird weitere Forschungsarbeit notwendig sein, um die Diversität der Tierspezies in geeigneter Weise den notwendigen Produktionsmitteln und den vorherrschenden Weidebedingungen, wie die Eignung von Landschaft und Vegetation, Tragfähigkeit und ökologische Stabilität, anzupassen.
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Notes
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Faculty of Agricultural Sciences
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Institute of Animal Production in the Tropics and Subtropics
Examination date
2013-12-11
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English
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Classification (DDC)
630 Agriculture
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Sustainable Development Goals
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@phdthesis{Megersa Bati2013,
url = {https://hohpublica.uni-hohenheim.de/handle/123456789/5793},
author = {Megersa Bati, Bekele},
title = {Climate change, cattle herd vulnerability and food insecurity : adaptation through livestock diversification in the Borana pastoral system of Ethiopia},
year = {2013},
school = {Universität Hohenheim},
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