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Article details

Climate change and food security in tropical West Africa – a dynamic-statistical modelling approach

DOI: 10.3112/erdkunde.2008.02.01
Year: 2008
Vol: 62
Issue: 2
Pages: 101-115
Summary:

The relationships between climate and agricultural production in Benin, tropical West Africa, are elucidated using predictions from a high-resolution regional climate model. The aim is to detect the sensitivity of various mainly alimentary crops cultivated in tropical Africa to changing climate conditions due to increasing greenhouse-gas concentrations and ongoing land degradation. This knowledge is of practical relevance since the predominant cultivation of less vulnerable crops may be an appropriate adaptation strategy in order to maintain or improve food security in Africa. Model output statistics are used to transfer simulated climate variability to changing crop yield. It turns out that the statistical relationships between climate and agricultural production are very strong, amounting in part to more than 50% of explained variance at the interannual time scale. Especially summer monsoon precipitation and relative humidity represent reliable predictors of crop yield. Until 2025, the dryer and warmer climate in tropical Africa may come along with a decrease in agricultural production with respect to most crops. The reduction is in the amount of 5 to 20%, implying severe problems of food security given the increasing population density. However, yams and manioc, as major alimentary crops in Benin, appear to be less sensitive to climate change.

Zusammenfassung:

Anhand von Simulationen mit einem hoch auflösenden regionalen Klimamodell wird der Zusammenhang zwischen Klima und landwirtschaftlicher Produktion im westafrikanischen Benin beleuchtet. Das Ziel besteht darin, die Sensitivität verschiedener Nutzpflanzen, die im tropischen Afrika angebaut werden und vorwiegend als Ernährungsgrundlage dienen, gegenüber veränderten klimatischen Rahmenbedingungen zu erfassen. Dabei werden steigende Treibhausgaskonzentrationen und eine fortschreitende Landdegradation berücksichtigt. Die Kenntnis dieser Sensitivität besitzt große praktische Relevanz, da der bevorzugte Anbau von unempfindlichen Nutzpflanzen eine geeignete Anpassungsstrategie zur Ernährungssicherheit in Afrika darstellen könnte. Über so genannte Model Output Statistics wird die simulierte Klimavariabilität in Ernteertragsanomalien umgesetzt. Es zeigt sich ein starker statistischer Zusammenhang zwischen Klima und landwirtschaftlicher Produktion. Teilweise beträgt die erklärte Varianz mehr als 50% auf der interannuellen Zeitskala. Vor allem der Sommermonsunniederschlag und die relative Luftfeuchte bilden zuverlässige Prädiktoren für den Ernteertrag. Bis 2025 wird ein trockeneres und wärmeres Klima im tropischen Afrika simuliert, welches hinsichtlich der meisten Nutzpflanzen mit Ernteeinbußen in Höhe von 5 bis 20% einhergehen könnte. Vor dem Hintergrund der zunehmenden Bevölkerungsdichte ergibt sich damit ein gravierendes Ernährungsproblem. Andererseits erweisen sich Jams und Maniok, die in Benin eine wichtige Nahrungsgrundlage darstellen, als weniger sensitiv gegenüber dem Klimawandel.

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