Hassnain Shah

Het bewijs voor een versnelde opwarming van de aarde en de daaraan gerelateerde veranderingen in klimaatvariabiliteit en extreme gebeurtenissen stapelt zich op. Dit uit zich in verhoogde risico’s voor het verbouwen van gewassen. Het in stand houden van de huidige gewasproductie in verschillende agro-ecologieën en gewassystemen wordt steeds uitdagender, aangezien elk gewas gedurende de productieperiode wordt blootgesteld aan een hele reeks specifieke klimaatrisico’s. Dit proefschrift onderzoekt de klimaatrisico's tijdens het groeiseizoen, de huidige coping-strategieën van boeren en de beperkingen aan verdere toepassing. Het richt zich daarbij met name op de aanpassingen gedurende de groeiperiode van gewassen als reactie op de verschuiving van seizoenen door klimaatverandering. De centrale vraag is wanneer, binnen een gewasrotatie, zijn boeren het meest kwetsbaar?

Eerst wordt het integrale concept van kritieke momenten (CM) geïntroduceerd, gedefinieerd als specifieke momenten. Het concept wordt onderzocht aan de hand van een literatuuronderzoek van gewas-gerelateerde studies uit de klimaatmodellering, de agronomie en sociaal-economische wetenschappen. Een conceptueel raamwerk is afgeleid waarin drie CM categorieën worden onderscheiden op basis van het 'wanneer' van de impact: ‘instantaan’, ‘gecombineerd’ en ‘verschoven’ (hoofdstuk 2). Ten tweede wordt een empirische analyse van cross-sectionele gegevens op boerderijniveau (n=287) gepresenteerd, bestaande uit vier teeltsystemen (rijst-tarwe, aardnoten-tarwe, maïs-tarwe en aardappel-tarwe) in verschillende agro-ecologische zones (hooggebergte, vallei, heuvels en geïrrigeerd laagland) in het Pakistaanse deel van het Indusstroomgebied (hoofdstuk 3). Een stapsgewijze methodologie is toegepast om belangrijke CMs te identificeren, gebaseerd op een diepgaande oorzaak-en-gevolg analyse van impact pathways. Ook worden de coping-strategieën die boeren hebben geïmplementeerd om opbrengstverliezen te beperken geïdentificeerd aan de hand van hun effectiviteit, de extra kosten die dit met zich meebrengt, en het adoptieniveau. Ten derde wordt de perceptie van boeren met betrekking tot verschuivingen in seizoenen onder klimaatverandering onderzocht, evenals de aanpassingen die boeren in de loop van de tijd hebben gedaan in zaai- en oogstmomenten, de gevolgen hiervan en eventuele beperkingen aan het verder opschuiven van de gewasperiode (hoofdstuk 4). De resultaten worden onderbouwd met temperatuur- en neerslaggegevens en veranderingen in graaddagen aan de hand van meteorologische data van weerstations nabij de onderzoekslocaties.

Het concept van kritieke momenten is nieuw omdat het zowel de directe en de indirecte effecten van zowel individuele alsook mogelijke combinaties van weersextremen meeneemt, en de kosten van coping-strategieën. Weersextremen hebben namelijk niet alleen invloed op de gewasopbrengst maar kunnen ook betekenen dat een oogst onverkoopbaar kan worden. Uit de literatuur zijn drie typen CMs te onderscheiden: CMs als gevolg van gevaren met instantane impact, CMs als gevolg van een combinatie van weersextremen en CMs als gevolg van extremen waarbij de impact is verschoven naar het volgende gewas in de gewasrotatie. De literatuur geeft ook voorbeelden van verschillende problemen in het gewasbeheer als gevolg van weersextremen, wat de kosten, de gewasopbrengst en de kwaliteit kan beïnvloeden. Er wordt relatief zelden melding gemaakt van coping-strategieën binnen het seizoen, aangezien de literatuur over klimaatverandering zich voornamelijk richt op adaptatie (ex ante) en aanpassingen in uitgaven en bezit om verliezen op te vangen (ex post).

Veldgegevens uit dit onderzoek tonen aan dat weersextremen in het groeiseizoen resulteerden in risico’s en 31-50% voor nog eens 39% van de gerapporteerde gevallen. Het toepassen van coping-strategieën resulteerde in een opbrengstherstel van 40-95%. Zowel de effectiviteit in termen van het herstelde opbrengstverlies als de kosten van coping-strategieën hadden invloed op de winstgevendheid van de gewasproductie en het inkomen van het boerenbedrijf. De meerkosten varieerden van 4% tot 34% van de teruggewonnen opbrengstwaarde, met een gemiddelde van 19%. Er was geen coping-strategie mogelijk voor 22% tot 45% van de gebeurtenissen die op de verschillende onderzoekslocaties werden gerapporteerd. Voor de meeste gevaren in de latere stadia van het gewas, die onderdak, verstoorde bestuiving, beschadigde stekels of verschrompelde granen veroorzaakten, hadden boeren nauwelijks mogelijkheden om het hoofd te bieden.

In de regenafhankelijke open teeltsystemen waren de belangrijkste klimaatrisico’s legering van het gewas, verstoorde bestuiving, beschadigde stekels, verschrompeling van graan en verwelking als gevolg van vochttekort. De mogelijkheden van boeren om deze risico’s het hoofd te bieden werden beperkt door land-, arbeids- of machineconflicten als gevolg van overlap in landbewerking in systemen met meerdere gewassen. Daar waar coping-opties beschikbaar waren, varieerde het adoptiepercentage van 60% in de vallei tot 86% op het geïrrigeerde laagland. De effectiviteit van coping-strategieën varieerde aan de hand van de responstijd en de hoeveelheid input. Coping werd gezien als bijzonder moeilijk en kostbaar in gevallen waarbij weersomstandigheden het management van de boerderij en de werkbaarheid op het land verstoorden, wat leidde tot conflicten in de timing van cruciale landbouwactiviteiten en de toewijzing van arbeid. Dit proefschrift draagt bij aan een contextueel begrip van de aanpassingen die boeren doorvoeren in reactie op verschuivingen in seizoenen en de daaruit voortvloeiende veranderingen in groeiperiodes van gewassen. Aanpassingen in de zaaidata volgden niet noodzakelijkerwijs de verschuivingen in seizoenen, aangezien bij de besluitvorming ook rekening moest worden gehouden met het risico op verschillende weersextremen en de beperking die het managen van een boerenbedrijf met zich meebrengt. Op grotere hoogten (valleien en bergen) werd een kortere vorstperiode waargenomen, wat leidde tot een langere groeiperiode en hogere opbrengsten. Op lagere hoogten (heuvels en geïrrigeerd laagland) was het zomerseizoen langer en het winterseizoen korter, maar de groeiperiode was in beide seizoenen korter vanwege de hogere temperaturen, wat opbrengsten negatief beïnvloedde. Als coping-strategie was het veranderen van zaaidata slechts in beperkte mate effectief om opbrengstverliezen te voorkomen. Boeren kozen voor aanvullende strategieën, maar die brachten extra kosten met zich mee.

Voor de toekomst gaven boeren op lagere hoogten aan dat verdere mogelijkheden om de zaai- en oogstdata voor tarwe aan te passen beperkt zijn. Een beter begrip van de gedifferentieerde risico's en effectiviteit van coping-strategieën binnen het groeiseizoen, zou interdisciplinaire samenwerking kunnen bevorderen om risico's te identificeren, effectieve coping-opties te ontwikkelen, en om gebruikersrelevante toepassingen te ontwikkelen om plaats- en tijd-specifieke kwetsbaarheid te verminderen, zowel in een huidige als toekomstig klimaat.