Δεδομένα τηλεπισκόπησης για τη διαχείριση των κλιματικών κινδύνων στην Αιθιοπία
Από RemoteSensing Wiki
πηγή: [[1]]
Πίνακας περιεχομένων |
Εισαγωγή
Ο στόχοςτων περισσότερων προγραμμάτων βάση δεικτών, είναι να λειτουργήσουν ως μηχανισμοί προστασίας της κοινωνικής ασφάλισης και να αμύνονται σε κοινωνικούς και οικονομικούς αποκλεισμούς. Οι γεωργοί αντιμετωπίζουν ιδιαίτερα τους διάφορους κινδύνους καιρού, αγοράς και παραγωγής που κάνουν το εισόδημά τους ευμετάβλητο από έτος σε έτος, για παράδειγμα, όταν οι καλλιέργειες καταστρέφονται από ξηρασίες ή επιδημίες. Αυτοί οι κίνδυνοι είναι ιδιαίτερα δύσκολοι για τους οικονομικά αδύνατους, συμπεριλαμβανομένων πολλών μικροκαλλιεργητών (Carter et al., 2006).
Μεθοδολογία
Σημαντικά στοιχεία που βασίζονται στην τηλεπισκόπηση, εκτός από το NDVI, περιλαμβάνουν το VCI (Δείκτης Κατάστασης Βλάστησης-Vegetation Condition Index), το TCI (Tempetature Condition Index-Δείκτης Κατάστασης Θερμοκρασίας) και το VHI (Vegetation Health Index-Δείκτης Υγείας Βλάστησης). Καθένας από αυτούς τους δείκτες συνδέεται στενά με τους άλλους.
Περιοχή και δεδομένα μελέτης περιπτώσεων
Η γεωργία της Αιθιοπίας κυριαρχείται από μικρές εκμεταλλεύσεις που καλλιεργούν κυρίως δημητριακά για ίδια κατανάλωση και πωλήσεις (Taffesse et al., 2010). Τα κύρια προϊόντα είναι το κριθάρι και το teff, αλλά καλλιεργούνται επίσης το σόργο, το μπιζέλι και το σιτάρι. Το teff αντιπροσωπεύει το 28% της συνολικής έκτασης των δημητριακών, ενώ ο αραβόσιτος αντιπροσωπεύει το 27% της συνολικής ετήσιας παραγωγής σιτηρών. Όσον αφορά την έκταση, τα όσπρια είναι η δεύτερη πιο σημαντική καλλιέργεια μετά τα σιτηρά, ενώ η τρίτη πιο σημαντική ομάδα καλλιεργειών είναι οι ελιές. Ο καφές είναι μια σημαντική μερίδα αγοράς που αντιπροσωπεύει το 3,8% του ΑΕΠ, αλλά καταλαμβάνει μόνο το 2,7% της συνολικής καλλιεργούμενης έκτασης. Όσον αφορά το κλίμα στην Αιθιοπία, μπορούν να διακριθούν τρεις εποχές: η εποχή του Bega ή η ξηρή περίοδος (από τον Οκτώβριο έως τον Ιανουάριο), η βόρεια ή μικρή περίοδος βροχών (από τον Φεβρουάριο μέχρι τον Μάιο) και η περίοδος Kiremt ή μακρά περίοδος βροχών (από Ιούνιο έως Σεπτέμβριο). Οι βροχοπτώσεις είναι πολύ σημαντικές καθώς περισσότερο από το 95% της καλλιεργήσιμης γης καλλιεργείται χωρίς άρδευση (Araya και Stroosnijder, 2011). Περίπου το 70-80% της βροχής πέφτει στην εποχή Kiremt. Η καλλιεργητική περίοδος αρχίζει στις αρχές Ιουλίου και τελειώνει στις αρχές Σεπτεμβρίου, με μια βροχερή περίοδο μέγιστης διάρκειας 80 ημερών. Τα περισσότερα από τα γεγονότα κρίσεων ξηρασίας και τροφίμων επικεντρώνονται σε δύο ευρείες ζώνες της Αιθιοπίας (FAOSTAT, 2009). Η συγκεκριμένη περιοχή μελέτης που αναλύεται εδώ είναι η North Shewa, μια από τις 10 ζώνες στην περιοχή Αιθιοπίας Amhara, που είναι εκτεθειμένη σε ξηρασίες, την οποία βλέπουμε στην εικόνα. Ο κυρίαρχος τύπος γης είναι η καλλιεργήσιμη γη με περισσότερο από το 90% της επαρχίας που χρησιμοποιείται για τη γεωργία. Η υπόλοιπη γη καλύπτεται από θάμνους.
Κατασκευή Δεικτών
Αρχίζουμε με την καθιέρωση της σχέσης απόδοσης-δείκτη, συγκρίνοντας τα δεδομένα απόδοσης των καλλιεργειών με το δείκτη υγιεινής βλάστησης (VHI). Σε μια πρώτη φάση, στην αποδυνάμωση της αύξησης της απόδοσης λόγω της αύξησης της καλλιεργούμενης έκτασης και επίσης στη συσχέτιση της καλλιέργειας με τα χαρακτηριστικά του νοικοκυριού, η συνολική παραγωγή καλλιεργήθηκε με τη συνολική καλλιεργούμενη έκταση σε ένα δεδομένο έτος για να υπολογιστούν οι αποδόσεις των καλλιεργειών σε τόνους ανά εκτάριο για τον αντίστοιχο χρονικό ορίζοντα. Τα δεδομένα NDVI ελήφθησαν από το σύνολο δεδομένων GIMM, το οποίο περιλαμβάνει τιμές NDVI από το 1981 έως το 2006 σε περιόδους 15 ημερών. Τα δεδομένα ημερήσιας θερμοκρασίας ελήφθησαν από το σύνολο δεδομένων SLATE, το οποίο παρέχει δεδομένα από το 1910 έως το 2009, σε χωρική ανάλυση 0,5 ° (HarvestChoice, 2011), και συγκεντρώνεται σε περιόδους 15 ημερών. Λήφθηκαν για να υπολογίσουν τις αντίστοιχες τιμές VHI. Το παρακάτω σχήμα δείχνει το μέσο όρο VHI κατά τη διάρκεια των τελευταίων 30 ετών για αυτές τις περιόδους 15 ημερών για το North Shewa.
Χρηματοδότηση του κινδύνου και ανάπτυξη
Δεδομένου ότι ένας αγρότης μικρής κλίμακας έχει 0,9 εκτάρια γης που μπορεί να χρησιμοποιήσει για την καλλιέργεια teff (είδος γνωστό στην Αιθιοπία), πόσο θα μπορούσε να επενδύσει σε λιπάσματα για να μειώσει την πιθανότητα να πέσει κάτω από το ελάχιστο επίπεδο διατροφής, δηλάδη στο 5%. Ένας αλγόριθμος βελτιστοποίησης μπορεί να εφαρμοστεί για να διαπιστωθεί ότι ένα αγρόκτημα που επενδύει σε τουλάχιστον 40 κιλά λιπάσματος ετησίως, μπορεί να μειώσει την ετήσια πιθανότητα υποσιτισμού από 55% σε 5%. Το λίπασμα δε μειώνει μόνο τον κίνδυνο υποσιτισμού αλλά και τις μέσες αποδόσεις των καλλιεργειών. Η χρήση λιπασμάτων φαίνεται να αποτελεί ένα από τα πιο αποδοτικά μέσα για τη μείωση του κινδύνου καθώς και μέσο ανάπτυξης. Αυτό παρατηρείται στο επόμενο σχήμα και στο δείκτη VHI που αντιπροσωπεύει τον κίνδυνο υποσιτισμού. Ο δείκτης αυτός μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της πιθανότητας υποσιτισμού. Αυτό γίνεται λόγω της καθιερωμένης σχέσης με τις αποδόσεις των καλλιεργειών. Χρησιμοποιώντας τα λιπάσματα μέσω της λειτουργίας αντίδρασης της καλλιέργειας Mitscherlich-Baule, η κατανομή της απόδοσης καλλιέργειας θα μετατοπιστεί δεξιά και κατά συνέπεια η πιθανότητα υποσιτισμού μειώνεται επίσης. Ο δείκτης VHI μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αντιπροσωπεύει τον κίνδυνο υποσιτισμού. Για παράδειγμα, σύμφωνα με το επόμενο σχήμα, χωρίς χρήση λιπάσματος, η τιμή VHI κάτω από 85, θα δείχνει υποσιτισμό, ενώ η χρήση 40 κιλών λιπάσματος θα μετατόπιζε την κατανομή του δείκτη VHI (μέσω της σχέσης δείκτη καλλιέργειας), έτσι ώστε ο υποσιτισμός να συμβαίνει μόνο αν VHI είναι κάτω από 73 στη νέα κατανομή VHI. O VHI ως δείκτης κινδύνου, εισροών λιπασμάτων και σημείων υποσιτισμού. Στο επόμενο σχήμα παρουσιάζεται η σχέση μεταξύ των αποδόσεων των καλλιεργειών, της χρήσης λιπασμάτων και του δείκτη VHI με περισσότερες λεπτομέρειες.
Περιορισμοί και τρόποι να αντιμετωπιστούν
Στην Αιθιοπία, η χρήση λιπασμάτων και βελτιωμένων πόρων, αποτελούν τις κύριες επενδύσεις που αυξάνουν την απόδοση των καλλιεργητών. Συνεπώς, τα αποτελέσματα είναι αισιόδοξα στην περίπτωση σοβαρών ξηρασιών, καθώς η μεταβολή στις αποδόσεις των καλλιεργειών δεν θα ήταν τόσο υψηλή όσο η λειτουργία Mitscherlich-Baule θα προέβλεπε. Η περίπτωση των ξηρασιών και των συναφών κινδύνων παραγωγής είναι ένας σημαντικός λόγος για την αποστροφή των αγροτών να επενδύσουν σε λιπάσματα. Στην ανάλυση μας, εξετάσαμε μόνο το teff και παραμελήσαμε τη δυνατότητα να φυτέψουμε και άλλες καλλιέργειες, ειδικά τα καλλιεργούμενα φυτά. Ενώ αυτό είναι ένα μικρό ζήτημα για τους μικρούς αγρότες, εξακολουθεί να συζητείται σε μεγάλο βαθμό ως μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση. Πρέπει να σημειωθεί ότι οι αγρότες όχι μόνο ενδιαφέρονται για την παραγωγικότητα (των καλλιεργούμενων ποικιλιών), αλλά και για την περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα και τη σταθερότητα της απόδοσης (Asrat et al., 2010). Σε χώρες όπως η Αιθιοπία, όπου η φυτική παραγωγή τροφοδοτείται κυρίως από βροχή και υπόκειται σε φυσικές καταστροφές, ο κίνδυνος παραγωγής αποτελεί σημαντικό παράγοντα για τη λήψη αποφάσεων φύτευσης.
