Universität zu Köln

Livelihood security of pastoralists in semi-arid rangelands under global change - A social-ecological modelling study

Martin, Romina (2013) Livelihood security of pastoralists in semi-arid rangelands under global change - A social-ecological modelling study. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    More than two billion people inhabit global drylands where animal husbandry is the most important source of income for pastoral livelihoods. Consequences of climate and land use change accompanied by human population growth cause an accelerating degradation of natural resources. These trends endanger sustainable range management for livestock and consequentially pastoral livelihood security. Drylands are characterized by low and spatio-temporally variable precipitation. It follows, that sustainable range management is dependent on adaptive mobility to make use of the highly variable availability of forage resources. Intensive research on such strategies is mainly focused either on ecological or economic aspects of sustainable resource use. However, the feedbacks between the natural and the social system are currently not well understood so far. It is still an open question how the diverse set of drivers interacts and translates into vulnerability for pastoral livelihoods. We aim to analyze the consequences of climate and land use change on pastoral livelihood security. This is exemplified by a case study on nomadic herdsmen in the High Atlas Mountains of Southern Morocco. The challenge is to evaluate diverse aspects of pastoralism and their combined impact on pastoral households. To achieve this goal, we develop an ecological-economic simulation model on spatially heterogeneous rangelands. The resulting herd size dynamics are then evaluated by means of an innovative risk assessment, to identify the constraints under which income for households is not sufficient anymore in three different model applications. First, consequences of projected climate change for drylands are investigated in terms of increased precipitation variability and decreased mean annual precipitation. Interestingly, increasing precipitation variability has a smaller effect on the sustenance of the herd size than for example a decreased mobility. Especially the negative effects of extremely high precipitation variability were not confirmed by this study. This can be partly explained by the traits of perennial vegetation. Mediterranean shrubs are able to conserve reserves that buffer effects of variable precipitation and production of forage. But even more important is the adaptive strategy of mobile and frequently destocked herds, which allows sufficient pasture resting and thereby a sufficient performance of vegetation and herd size. The second model application tests the effect of drought events on pastoral livelihood security. Surprisingly, meteorological droughts are only in rare cases the single cause for the vulnerability of pastoral households since several effects overlap. This is proved by a hypothetical reference simulation under constant precipitation, where a considerably high variation of vegetation and herd size can be observed. This is evidence for a tightly coupled vegetation-herbivore system which already poses a challenge for pastoral livelihoods. The innovative characterization of diverse socio-economic household types reveals the major influence of socio-economic factors compared to single drought events on the livelihood of mobile pastoralists. The third model application uses a newly developed operationalization of the concept of key resources to evaluate the relative importance of different pasture types for local herds in the High Atlas Mountains of Morocco. These pastures are characterized by specific vegetation traits due to the climatic gradient and different tenure regimes. Particularly, the communal winter pastures can be identified as essential for the long term sustenance of livestock. Besides vegetation production, the ability to conserve reserves plays an important role. This applied example helps to review and refine the concept of key resources. The different applications of our newly developed model help to find options and constraints of sustainable range management related to the combined effect of natural and socio-economic impacts. Model analyses enable us to compare climate and socio-economic change in their consequences on pastoral livelihood security. Notably, it seems that climate change affects adaptive herd management less then previously expected. This underlines the importance of typical traits of adaptive pastoralism for sustainable resource use. A major risk for livelihoods is posed by socio-economic change such as increasing income needs or reduced mobility resulting from land use change. This could partly be compensated by increasingly diversified income from non-pastoral activities but it remains an open question how effective this strategy is in the long-term. The general principles of sustainable range management can be further demonstrated by the development of a strategic board game. In it, three to five players take the role of nomadic herdsmen to raise their herd of sheep. During the game, players can experience typical events in the environment of pastoral households and are confronted with complex decisions. The board game supports the communication and education about various aspects of sustainable range management, such as mobility and resting times for pastures. Beyond that, it facilitates learning about natural resource use and livelihood security in a broadly understandable way. Finally, the problem-oriented modelling approach of this work contributes to the integration of natural and social sciences in research on range management in drylands. The interdisciplinary perspective supports mutual understanding on principles of sustainable land use which could be transfered to wider regions.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    Über zwei Milliarden Menschen leben weltweit in Trockengebieten, in denen Weidetierhaltung die zentrale Wirtschaftsform und Haupteinkommensquelle ist. Klima- und Landnutzungswandel verursachen gemeinsam mit dem rasanten Bevölkerungswachstum eine zunehmende Zerstörung (Degradation) der Naturressourcen. Dies gefährdet die nachhaltige Versorgung von Weidetieren mit Futter und somit die Existenz der lokalen Nutzer. Trockengebiete sind durch niedrige und zeitlich wie räumlich stark variierende Niederschläge gekennzeichnet. Die Haltung größerer Viehherden ist meistens nur dann möglich, wenn die stark schwankende Verfügbarkeit von Futter durch angepasste Mobilität strategisch genutzt wird. Umfangreiche Forschungen zu solchen Beweidungsstrategien hatte bisher einen Schwerpunkt in den ökologischen oder ökonomischen Aspekten der Nachhaltigkeit. Vernachlässigt wurden dabei die Rückkopplungen zwischen natürlichem und sozialem System, sowie die komplexen Einflüsse verschiedener zeitgleicher Wandelprozesse und deren Übersetzung in Risiken für Landnutzer. In dieser Arbeit werden die Auswirkungen von Klima- und Landnutzungswandel auf die Existenzsicherung am Beispiel der Berbernomaden im Hohen Atlasgebirge von Marokko analysiert. Um verschiedene Einflussgrößen und ihre kombinierten Auswirkungen auf die pastoralen Haushalte gemeinsam analysieren zu können, wird ein ökologisch-ökonomisches Simulationsmodell entwickelt. Mittels einer neuartigen Risikoanalyse wird ausgewertet, unter welchen Bedingungen die jährlich schwankende Anzahl von Tieren ein existenzsicherndes Einkommen für die Nomadenhaushalte ermöglicht. Dazu werden im Folgenden drei Modellanwendungen vorgestellt. Die Ergebnisse der ersten Modellauswertung zeigen, dass Auswirkungen des Klimawandels, wie eine für Trockengebiete vorhergesagte erhöhte Niederschlagsvariabilität, geringere Auswirkungen auf die Herdendynamiken haben als eine reduzierte Mobilität. Dies lässt sich durch spezifische Eigenschaften der mehrjährigen Vegetation erklären. Die für den mediterranen Raum typischen Sträucher und Zwergsträucher können auf Reservestoffe zurückgreifen, wodurch die Effekte schwankender Niederschläge auf Primärproduktion und stehende Biomasse zum Teil abgepuffert werden. In einer weiteren Modellanwendung zur Gefährdung durch Dürren wird gezeigt, dass Dürren nur in seltenen Fällen ausschlaggebend für die pastorale Existenzsicherung sind, weil sich hier mehrere Effekte überlagern. Als Nachweis dient ein hypothetisch konstanter Niederschlag als Referenzfall, der bereits einen Großteil der beobachteten Variabilität von Vegetation und Herden zeigt. In einem eng gekoppelten Weidesystem stellen diese (einer Räuber-Beute-Beziehung entsprechenden) Dynamiken daher bereits eine große Herausforderung für die Existenzsicherung dar. Durch die neuartige Charakterisierung der Haushaltstypen in einer Vulnerabilitätsanalyse wird gezeigt, dass sozio-ökonomische Faktoren einen größeren Einfluss als einzelne Dürreereignisse auf die Existenz der mobilen Haushalte haben. In der dritten Modellanwendung wird unter Anwendung des key-resource-Konzepts untersucht welche relative Bedeutung die verschiedenen Weidetypen im Atlasgebirge von Marokko, gekennzeichnet durch spezifische Vegetationseigenschaften, für die regionale Nutzung durch die Viehherden der Berbernomaden haben. Es zeigt sich, dass besonders die gemeinschaftlich genutzten Winterweiden essenziell für die langfristige Aufrechterhaltung der Bestände sind. Neben der Produktivität spielt die Fähigkeit Reserven zu speichern eine wesentliche Rolle. An diesem Praxisbeispiel kann das Konzept der key-resources überprüft und verfeinert werden. Mit Hilfe des in dieser Arbeit entwickelten Modells können in einem ganzheitlichen Ansatz die Grenzen und Möglichkeiten des nachhaltigen Weidemanagements aus dem Zusammenspiel vielfältiger Einflussfaktoren identifiziert werden. Daraus lassen sich die relative Bedeutung von Klimawandel und sozio-ökonomischem Wandel für die Existenzsicherung von nomadischen Hirten ableiten. Bemerkenswert ist, dass der Klimawandel gegenüber einer angepassten (adaptiven) Wirtschaftsweise weniger negative Auswirkungen zu haben scheint als bisher angenommen, was die Bedeutung dieser Wirtschaftsweise noch einmal unterstreicht. Ein größerer Risikofaktor für die Existenzsicherung ist der sozio-ökonomische Wandel, wie erhöhte Einkommensansprüche und verringerte Mobilität in Folge von veränderter Landnutzung. Dies geht einher mit einer Diversifizierung von Einkommensquellen in anderen Sektoren, wobei offen ist ob diese Strategie auch langfristig eine nachhaltige Weidetierhaltung aufrechterhalten kann. Um die Prinzipien nachhaltiger Weidewirtschaft auch einem breiteren Publikum zu verdeutlichen, wird die Entwicklung von einem strategischen Brettspiel beschrieben. Darin können drei bis fünf Spieler in der Rolle eines Hirtennomaden eine Schafherde züchten und werden gleichzeitig durch Ereignisse in komplexe Entscheidungen verwickelt. Mit Hilfe des Spiels werden Grundprinzipien von nachhaltiger Weidewirtschaft vermittelt, zum Beispiel Mobilität und lohnende Schonung von Weiden, aber auch alltägliche Umstände der nomadischen Lebenswelt. So können Zusammenhänge der natürlichen Ressourcennutzung und Existenzsicherung auf besonders verständliche Weise näher gebracht werden. Durch den problemorientierten Modellieransatz trägt diese Arbeit im besonderen Maße zur Integration von natur- und sozialwissenchaftlichen Ansätzen bei der Erforschung von Weidewirtschaft in Trockengebieten bei. Diese interdisziplinäre Ausrichtung unterstützt ein gegenseitiges Verständnis von Prinzipien der nachhaltigen Landnutzung, die auf weite Regionen der Erde übertragbar ist.German
    Creators:
    CreatorsEmail
    Martin, Rominaromina.drees@ufz.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-51860
    Subjects: Natural sciences and mathematics
    Life sciences
    Agriculture
    Civic and landscape art
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    social-ecological model, pastoralism, drylands, range managementEnglish
    sozial-ökologisches Modell, Pastoralismus, Trockengebiete, WeidemanagementGerman
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Zoologisches Institut
    Language: English
    Date: January 2013
    Date Type: Publication
    Date of oral exam: 15 January 2013
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 11 Jul 2013 12:24:47
    Referee
    NameAcademic Title
    Bonkowski, MichaelProf. Dr.
    Arndt, HelmutProf. Dr.
    Frank, KarinProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/5186

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