Priori%za%on of Investment in Climate-Smart Agriculture - - PowerPoint PPT Presentation

Priori%za%on ¡of ¡Investment ¡in ¡ Climate-­‑Smart ¡Agriculture ¡

¡ Alex ¡Dunne; ¡ CCAFS ¡

Overview ¡

• Mo#va#on ¡

– Quan%ta%ve ¡planning ¡tools ¡for ¡agricultural ¡planning ¡with ¡climate ¡change ¡ – Bo;om-­‑up, ¡bio-­‑economic, ¡data-­‑driven ¡approaches ¡to ¡support: ¡ ¡

• Regional ¡scenario ¡building ¡
• Facilitated ¡policy ¡decision ¡making ¡

¡

• Methodology ¡and ¡Model ¡Structure ¡

– Model ¡Objec%ves ¡ – Crops ¡and ¡Technology ¡Characterisa%on ¡ – Spa%ally ¡Explicit ¡and ¡Dynamic ¡Land-­‑Use ¡Model ¡ – Handling ¡Long-­‑run ¡Climate ¡Uncertainty ¡ ¡ – Imports, ¡Exports ¡and ¡Domes%c ¡Markets ¡ ¡

• Demonstra#on ¡Model ¡Outputs ¡

– Case ¡Study ¡Applica%on: ¡Bihar, ¡India ¡

• Summary ¡

Mo%va%on ¡

Quan#ta#ve ¡decision ¡support ¡tools ¡for ¡development ¡of ¡NAPA ¡and ¡NAP ¡

Source: ¡Kissinger ¡G, ¡Lee ¡D. ¡2013. ¡CCAFS ¡Report ¡No. ¡10. ¡

Model ¡Objec%ves ¡

1. Iden#fy ¡agricultural ¡development ¡pathways ¡and ¡associated ¡land-­‑use ¡plans ¡ that ¡are ¡robust ¡against ¡future ¡climate ¡change ¡with ¡regard ¡to ¡food ¡security, ¡ employment ¡and ¡incomes. ¡ 2. Support ¡planned-­‑adapta)on ¡by ¡incorpora%ng ¡quan%ta%ve ¡climate-­‑change ¡ scenarios ¡explicitly ¡within ¡planning ¡process ¡ 3. Priori#ze ¡investments ¡in ¡crop ¡and ¡produc%on ¡technologies ¡

• What ¡crops ¡should ¡be ¡cul%vated? ¡
• What ¡produc%on ¡technologies ¡should ¡be ¡invested ¡in? ¡
• Where ¡should ¡investments ¡be ¡targeted? ¡
• When ¡should ¡investments ¡be ¡made? ¡ ¡

¡

4. Iden#fy ¡and ¡locate ¡impact ¡of ¡investment, ¡climate ¡change ¡and ¡adapta%on ¡on: ¡

• Produc%on ¡– ¡Tonnage ¡and ¡calorific ¡terms ¡
• Resource ¡use ¡– ¡Water, ¡Fer%lizer ¡
• Economic ¡– ¡Employment ¡and ¡Incomes ¡
• Emissions ¡from ¡agriculture ¡

+ ¡Explore ¡Tradeoffs ¡

Model ¡Objec%ves ¡

Crops ¡and ¡Technology ¡ Characterisa%on ¡

• Inputs ¡and ¡outputs ¡(i.e. ¡yields, ¡emission) ¡for ¡each ¡crop-­‑technology ¡derived ¡
• Dynamic ¡future ¡parameters ¡modelled ¡taking ¡into ¡account ¡climate ¡change ¡
• Spa#ally-­‑explicit ¡database ¡of ¡crop ¡and ¡technology ¡poten%al ¡

1. Monsoon ¡Rice ¡ 2. Monsoon ¡Maize ¡ 3. Winter ¡Wheat ¡ 4. Winter ¡Maize ¡ 5. Winter ¡Mustard ¡ 6. Winter ¡Lathyrus ¡ 7. Winter ¡Gram ¡ 8. Winter ¡Len#l ¡ 9. Summer ¡Maize ¡

• 10. Summer ¡Moong ¡

1. Current ¡Rainfed ¡Technology ¡ ¡ 2. Current ¡Irrigated ¡Technology ¡ 3. Improved ¡Rainfed ¡Technology ¡ 4. Low ¡Input ¡Intensifica#on ¡ 5. Moderate ¡Input ¡Intensifica#on ¡ 6. High ¡Input ¡Intensifica#on ¡ 7. Climate ¡Smart ¡-­‑ ¡Low ¡Level ¡ 8. Climate ¡Smart ¡-­‑ ¡Medium ¡Level ¡ 9. Climate ¡Smart ¡-­‑ ¡High ¡Level ¡

• 10. Climate ¡Smart ¡-­‑ ¡Very ¡High ¡Level ¡

× ¡

Detailed ¡produc#on ¡cost ¡model ¡linked ¡to ¡biophysical ¡database ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Produces ¡spa#ally ¡distributed ¡supply-­‑curve ¡suppor#ng ¡ iden#fica#on ¡of ¡lowest-­‑cost ¡produc#on ¡loca#ons ¡

Data: ¡(2) ¡Produc%on ¡Cost ¡Model ¡

Land ¡Unit ¡ Crop ¡ Technology ¡ + ¡ Main ¡Crop ¡Product ¡ Residues ¡ Livestock ¡ Manure ¡ Fer%lizer ¡ Nutrient ¡Inputs ¡ Water ¡ Biocide ¡ Labour ¡ Advanced ¡ ¡ Technology ¡Costs ¡ Annualised ¡Fixed ¡Costs ¡ Machine ¡ Ground ¡ Canal ¡ Pump ¡Energy ¡ Family ¡ Wage ¡ Seed ¡

Impact ¡of ¡Climate ¡Change ¡

Yield ¡Impact ¡(-­‑%) ¡ ¡Crop ¡ 2020 ¡ 2050 ¡ 2080 ¡ Wheat1 ¡ 0.6 ¡ 1.9 ¡ 6.9 ¡ Rice1 ¡ 1.0 ¡ 2.1 ¡ 7.1 ¡ Mustard2 ¡ 0.0 ¡ 3.3 ¡ 12.4 ¡ Maize1 ¡ 0.2 ¡ 6.5 ¡ 14.5 ¡ Gram3 ¡ 0.2 ¡ 6.5 ¡ 14.5 ¡ Len%l3 ¡ 0.2 ¡ 6.5 ¡ 14.5 ¡ Khesari3 ¡ 0.2 ¡ 6.5 ¡ 14.5 ¡ Summer ¡Moong3 ¡ 0.2 ¡ 6.5 ¡ 14.5 ¡ Changes ¡to ¡yields ¡rela#ve ¡to ¡2010 ¡baseline ¡

Source: ¡1,3: ¡Rosensweig ¡and ¡Iglesias, ¡1999; ¡2: ¡Boomiraj ¡et ¡al., ¡2010 ¡

• Changes ¡to ¡precipita%on ¡impact ¡crop ¡water ¡requirement ¡(-­‑8%; ¡-­‑10%; ¡-­‑14%) ¡
• Warmer ¡climate ¡has ¡impact ¡on ¡agricultural ¡emissions ¡(+4%; ¡+12%; ¡+20%) ¡
• Only ¡climate ¡impacts ¡on ¡long ¡run ¡mean ¡not ¡variability ¡or ¡extremes ¡likelihood ¡

Spa%al-­‑Dynamic ¡Land-­‑Use ¡Model ¡(1) ¡

Biophysical ¡Land-­‑Units ¡

Spa%al-­‑Dynamic ¡Land-­‑Use ¡Model ¡(2) ¡

Biophysical ¡Land-­‑Units ¡

Land-­‑Unit ¡Constraints ¡

Land ¡Availability ¡ Crop ¡Suitability ¡ Technological ¡Suitability ¡ Farm-­‑Size ¡Technology ¡Access ¡ Produc%on ¡Area ¡Protec%on ¡

State-­‑Level ¡Constraints ¡

Domes%c ¡Market ¡Demand ¡ Export ¡Limits ¡ Rate ¡of ¡Land-­‑Use ¡Change ¡ Development ¡Targets ¡

Spa%al-­‑Dynamic ¡Land-­‑Use ¡Model ¡(3) ¡

Mul#-­‑Scale ¡Constraints ¡

District ¡Level ¡Constraints ¡

Water ¡Availability ¡ Labour ¡Availability ¡

Land-­‑Units ¡broken ¡down ¡further ¡ by ¡rainfed/irrigated ¡area ¡and ¡ farm-­‑size ¡categories ¡

Import-­‑Export ¡and ¡Domes%c ¡Markets ¡

Analysis ¡of ¡food ¡security ¡and ¡income ¡measures ¡requires ¡us ¡to ¡consider ¡the ¡ role ¡of ¡import ¡and ¡export ¡markets ¡and ¡market-­‑price ¡effects ¡

Markets ¡Clear ¡at ¡balance ¡of ¡ ¡domes%c ¡supply ¡+ ¡imports ¡and ¡domes%c ¡demand ¡+ ¡exports ¡ Exploring ¡exposure ¡of ¡state ¡in ¡import ¡and ¡export ¡markets ¡is ¡a ¡key ¡target ¡for ¡future ¡work ¡

P* ¡

¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡C ¡ S D (t) ¡ ($.t-­‑1) ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡D ¡

DM* ¡

¡ ¡ ¡IM ¡

Imports ¡at ¡retail ¡price ¡ Exports ¡at ¡farm-­‑harvest ¡price ¡

P* ¡

¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡C ¡ S D (t) ¡ ($.t-­‑1) ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡D ¡

DM* ¡

¡ ¡EX ¡

System ¡calibrated ¡to ¡ 2009/10 ¡produc%on ¡ pa;ern ¡

Example ¡Model ¡Outputs ¡(1) ¡

Produc#on ¡Growth: ¡BAU+ ¡

Example ¡Model ¡Outputs ¡(1) ¡

Produc#on ¡Growth: ¡BAU+ ¡

2010-­‑20: ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

¡

2020-­‑50: ¡

Technology Rabi-­‑ wheat Kharif-­‑rice Rabi-­‑ mustard Summer-­‑ moong Rabi-­‑gram Other ¡ Crops Total Moderate ¡Input ¡Intensification 466 286 29 5 785 Improved ¡Rainfed ¡Technology 100 154 253 84 29 620 Climate ¡Smart ¡Agriculture ¡-­‑ ¡Very ¡High ¡Level 199 207 81 487 Climate ¡Smart ¡Agriculture ¡-­‑ ¡Medium ¡Level 173 221 4 15 413 Climate ¡Smart ¡Agriculture ¡-­‑ ¡Low ¡Level 146 10 4 160 Other ¡Technology 24 9 33 Total 1084 868 291 110 84 63 2500 Technology Kharif-­‑rice Rabi-­‑ wheat Rabi-­‑lentil Rabi-­‑ khesari Rabi-­‑ mustard Other ¡ Crops Total Improved ¡Rainfed ¡Technology 2193 1445 552 333 149 135 4807 Moderate ¡Input ¡Intensification 433 558 188 1179 Climate ¡Smart ¡Agriculture ¡-­‑ ¡Low ¡Level 186 617 17 97 25 943 Climate ¡Smart ¡Agriculture ¡-­‑ ¡Medium ¡Level 210 270 16 19 516 Current ¡Rainfed ¡Technology ¡ 28 7 35 Other ¡Technology 11 9 1 20 Total 3050 2901 569 333 271 375 7500

Example ¡Model ¡Outputs ¡(2) ¡

Priori#za#on ¡(kha) ¡

Example ¡Model ¡Outputs ¡(3) ¡

2010-­‑20 ¡Target ¡Loca#ons ¡(kha) ¡

District Rice Wheat Maize Pulses Oil ¡Crop Total Jamui 10 118 110 238 PurbChamp 54 103 12 169 Rohtas 28 114 4 3 149 Madhubani 114 25 7 147 Kishanganj 17 2 1 118 138 PashChamp 56 57 9 123 Aurangabad 12 100 113 Gaya 12 12 84 3 112 Bhagalpur 71 13 11 95 Bhabua 13 71 3 88 Supaul 42 36 5 84 Madhepura 24 44 8 75 Katihar 28 13 6 18 65 Sitamarhi 22 5 3 31 60 Muzaffarpur 43 13 4 60 Gopalganj 37 22 59 Others 283 334 100 8 726 Total 868 1084 4 254 291 2500 % ¡Coverage 67.4% 69.1% 100.0% 60.6% 97.2% 71.0%

Design ¡Under ¡Climate ¡Uncertainty ¡

Robust ¡Priori#za#on: ¡Bihar ¡AEZ-­‑1 ¡

Decisions ¡made ¡under ¡ uncertain ¡future ¡climate ¡ Decisions ¡made ¡in ¡each ¡period ¡once ¡ scenario ¡realised: ¡“Wait ¡and ¡See” ¡

Climate+ ¡M ¡ Climate+ ¡H ¡ Climate+ ¡L ¡ 2010 ¡ 2020 ¡ 2050 ¡ 2080 ¡

Robust ¡growth ¡strategy ¡ for ¡medium ¡term ¡

Shift: 2020 2050 Tech 32.84 329.17 4.02% 13.08% Shift: 2020 2050 Crop 20.76 379.41 2.54% 15.08%

Less ¡costly ¡intensive ¡climate-­‑smart ¡/ ¡more ¡base-­‑ irrigated ¡and ¡moderate ¡intensifica%on ¡to ¡keep ¡ land ¡in ¡produc%on ¡ Less ¡low-­‑margin ¡but ¡climate-­‑proof ¡rice ¡/ ¡more ¡ mustard ¡and ¡pulses ¡which ¡are ¡climate ¡sensi%ve ¡ Room ¡to ¡maneuver ¡in ¡response ¡to ¡climate ¡once ¡growth ¡challenge ¡to ¡2050 ¡has ¡been ¡ met ¡

∆ ¡kha ¡Invest ¡ Climate+M ¡ ¡

• vs. ¡ ¡

Robust ¡

Summary ¡(1) ¡

Priori#es ¡for ¡Bihar ¡

Demonstra%ve ¡Analysis ¡Based ¡on ¡Target ¡Demand ¡Scenario ¡

¡

Short-­‑Term ¡Priori#es: ¡2020 ¡

Mixed ¡porpolio ¡of ¡technology ¡op%ons: ¡

¡

1. Targeted ¡Climate-­‑Smart ¡Rice ¡+ ¡Wheat ¡(950,000 ¡ha) ¡

• Implement ¡Highest-­‑Level ¡Climate ¡Smart ¡across ¡Large ¡Farms ¡

¡

2. Moderate ¡Input ¡Intensifica%on ¡Rice ¡+ ¡Wheat ¡(750,000 ¡ha) ¡ 3. Improved ¡Rainfed ¡Mustard ¡and ¡Gram ¡(330,000 ¡ha) ¡

• Target ¡Districts: ¡Jamui ¡and ¡Kishanganj ¡

¡

Medium ¡Term ¡Priori#es: ¡2020-­‑50 ¡

¡

1. Improved ¡Rainfed ¡Rice, ¡Wheat ¡and ¡Pulses ¡ 2. Moderate ¡Intensifica%on ¡and ¡Low-­‑Level ¡Climate ¡Smart ¡Rice ¡+ ¡Wheat ¡ 3. Targeted ¡Pulse ¡and ¡Oil-­‑Crop ¡Produc%on ¡(Gaya, ¡Bhabua, ¡Banka ¡+ ¡Ka%har) ¡

¡

Summary ¡(2) ¡

Framework ¡Objec#ves ¡

• 1. Develop ¡agricultural ¡pathways ¡and ¡associated ¡land-­‑use ¡plans ¡

that ¡are ¡robust ¡against ¡future ¡climate ¡change ¡(i.e. ¡planned-­‑ adapta*on) ¡– ¡feed ¡into ¡NAPA ¡process ¡+ ¡narra%ve ¡development ¡

¡

• 2. Measure ¡impact ¡of ¡investment ¡and ¡climate ¡adapta%on ¡on: ¡
• Produc%on ¡– ¡Tonnage ¡and ¡calorific ¡terms ¡
• Resource ¡use ¡– ¡Water, ¡Fer%lizer ¡
• Economic ¡– ¡Employment ¡and ¡Incomes ¡
• Emissions ¡from ¡agriculture ¡
• 3. Priori%ze ¡investments ¡in ¡crop ¡and ¡produc%on ¡technologies ¡
• What ¡crops ¡and ¡technologies ¡should ¡be ¡invested ¡in? ¡
• Where ¡should ¡investments ¡be ¡targeted? ¡
• When ¡should ¡investments ¡be ¡made? ¡ ¡