CSA Practices for Sustainable Cocoa Farming Systems

Climate change will shape the future production of cocoa and requires mutual cooperation amongst sector stakeholders to tailor responses to its differentiated impacts. Identifying and prioritizing climate smart agriculture (CSA) responses requires integration of multiple objectives and managing trade-offs between food security, adaptation and mitigation. Impact of future climates on growing regions is needed to select locally appropriate CSA practices. Zones of adaptation needs in Indonesia are identified and the ‘why?’ and ‘how?’ of tailored CSA practices are illustrated in an accessible guidebook format

The preponderance of decision in a new managerial function of information – decision

The decision preponderate over information in a new central function of management defined as informationdecision; we believe that the option for a compromise of the type: prognosis of product or service, organization, information-decision, stimulation and control better responds to the new managerial conditions. There frequently occur deadlocks in modelling decisions, especially owing to the lack of information (quality of the data, equations, the degre of accuracy etc.), but we believe that the option for a better decision, sometimes even instead of a better information, finally, means an optimal solution to short term.managerial information and decision, mathematical hope, prudence, moderate, superoptimistic, equilibrium and regrets rule, decision trees

Models and methods to make decisions while mining production scheduling

Purpose is to develop a new approach to the design of mining operations basing upon models and methods of decision making. Methods. The paper has applied a complex approach involving approaches of decision-making theory. Analysis of the pro-duction development scenarios is proposed for strategic activity planning; criteria to make decisions under the uncertainty conditions as well as decision-making trees for day-to-day management are proposed to determine balanced production level. Findings. It has been identified that mining production design is of the determined character demonstrating changes in “state of the nature” depending upon the made decisions. The idea of mining production is to reduce uncertainty gradually by means of analysis of production scenarios, and elimination of unfavourable alternatives. Operative management is implemented while constructing decision trees, and optimizing operation parameters. Representation of sets of rational equipment types as well as development scenarios, and their comparison in terms of decision-making parameters makes it possible to determine adequate capacity of a working area, and to reduce expenditures connected with the equipment purchase and maintenance. In this context, limiting factors, effecting anticipatory mining out-put, are taken into consideration. Successive comparison of the alternatives helps identify decision-making area for different scenarios of the production development. Originality. To manage mining production, approaches of decision-making theory have been proposed which involve the use of decision trees, decision-making criteria, and analysis of scenarios basing upon representation of operating procedures in the form of a network model within which the shortest route corresponds to optimum decision. Practical implications. Decision-making system has been developed making it possible to optimize operation parameters, to reduce prime cost of mining, and to select a structure of engineering connections with the specified production level. The described approaches may be applied at the stage of a stope design as well as in the process of a field development. Specific attention has been paid to a software development to implement the approaches.Мета. Розробити новий підхід до проектування гірничого виробництва, який базується на моделях та методах теорії прийняття рішень. Методика. В роботі застосовано комплексний метод, який включає підходи теорії прийняття рішень. Для стратегічного планування діяльності запропоновано досліджувати сценарії розвитку виробництва, для визначення раціонального рівня виробництва – критерії прийняття рішень в умовах невизначеності, а також дерева прийняття рішень для поточного управління. Результати. Виявлено, що процес проектування гірничого виробництва має детермінований характер, який демонструє зміну “станів природи” залежно від прийнятих рішень. Суть проектування гірничого виробництва зводиться до послідовного зменшення невизначеності шляхом дослідження сценаріїв виробництва та виключення несприятливих альтернатив. Оперативне управління здійснюється шляхом побудови дерев рішень та оптимізації параметрів експлуатації. Представлення множин раціональних типів обладнання, сценаріїв розвитку подій та порівняння їх за критеріями прийняття рішень дозволяє визначити раціональний рівень видобутку виймальної дільниці і знизити витрати на придбання та обслуговування обладнання, при цьому враховуються обмежувальні фактори, які впливають на величину очікуваного видобутку. Послідовне порівняння альтернатив дозволяє встановити поле прийнятних рішень для різних сценаріїв розвитку виробництва. Наукова новизна. Для управління гірничим виробництвом запропоновано підходи теорії прийняття рішень, які включають застосування дерев рішень, критеріїв прийняття рішень та аналіз сценаріїв, котрі базуються на представленні технологічного процесу у вигляді мережевої моделі, в якій найкоротший маршрут відповідає оптимальному рішенню. Практична значимість. Розроблена система прийняття рішень, дозволяє оптимізувати параметри експлуатації, знизити собівартість видобутку, вибрати структуру технологічних зв’язків з заданим рівнем продуктивності. Описані в роботі підходи можуть бути використані як на стадії проектування очисного забою так і в процесі експлуатації родовища корисних копалин. Особливу увагу приділено розробці програмного забезпечення для впровадження описаних підходів у виробництво.Цель. Разработать новый подход к проектированию горного производства, который базируется на моделях и методах теории принятия решений. Методика. В работе использован комплексный метод, который включает подходы теории принятия решений. Для стратегического планирования деятельности предложено исследовать сценарии развития производства, для определения рационального уровня производства – критерии принятия решений в условиях неопределенности, а также деревья принятия решений для текущего управления. Результаты. Установлено, что процесс проектирования горного производства носит детерминированный характер, который отражает изменение “состояний природы” в зависимости от принятых решений. Суть проектирования сводится к последовательному уменьшению неопределенности путем исследования сценариев производства и исключения неблагоприятных альтернатив. Оперативное управление осуществляется посредством построения деревьев решений и оптимизации параметров эксплуатации. Представление множества рациональных типов оборудования, сценариев развития событий та сравнение их по критериям принятия решений позволяет определить рациональный уровень добычи очистного участка и снизить затраты на приобретение и обслуживание оборудования, при этом учитываются ограничивающие факторы, которые влияют на величину ожидаемой прибыли. Последовательное сравнение альтернатив позволяет установить поле приемлемых решений для разных сценариев развития производства. Научная новизна. Для управления горным производством предложены подходы теории принятия решений, которые включают применения деревьев, критериев принятия решений и анализ сценариев, основанных на представлении технологического процесса в виде сетевой модели, где кратчайший маршрут соответствует оптимальному решению. Практическая значимость. Разработана система поддержки принятия решений, которая позволит оптимизировать параметры эксплуатации, снизить себестоимость добычи, выбрать структуру технологических взаимосвязей с заданным уровнем производительности. Описанные в работе подходы могут быть использованы как на стадии проектирования очистного забоя, так и в процессе эксплуатации месторождения полезных ископаемых. Особое внимание уделено разработке программного обеспечения для внедрения описанных подходов в горное дело.The study has been carried out within the framework of research project of the National Academy Sciences of Ukraine for young scientists “Resource-saving techniques to support mine workings under the complex hydrogeological conditions”; Agreement #29-04/06-2019; official registration #0119U102370

Crossing the death valley to transfer environmental decision support systems to the water market

Environmental decision support systems (EDSSs) are attractive tools to cope with the complexity of environmental global challenges. Several thoughtful reviews have analyzed EDSSs to identify the key challenges and best practices for their development. One of the major criticisms is that a wide and generalized use of deployed EDSSs has not been observed. The paper briefly describes and compares four case studies of EDSSs applied to the water domain, where the key aspects involved in the initial conception and the use and transfer evolution that determine the final success or failure of these tools (i.e., market uptake) are identified. Those aspects that contribute to bridging the gap between the EDSS science and the EDSS market are highlighted in the manuscript. Experience suggests that the construction of a successful EDSS should focus significant efforts on crossing the death-valley toward a general use implementation by society (the market) rather than on development.The authors would like to thank the Catalan Water Agency (Agència Catalana de l’Aigua), Besòs River Basin Regional Administration (Consorci per la Defensa de la Conca del Riu Besòs), SISLtech, and Spanish Ministry of Science and Innovation for providing funding (CTM2012-38314-C02-01 and CTM2015-66892-R). LEQUIA, KEMLG, and ICRA were recognized as consolidated research groups by the Catalan Government under the codes 2014-SGR-1168, 2013-SGR-1304 and 2014-SGR-291.Peer ReviewedPostprint (published version

기후변화 적응계획 의사결정지원을 위한 적응경로 탐색 모델 개발

학위논문(박사) -- 서울대학교대학원 : 환경대학원 협동과정 조경학, 2021.8. 현정희.기후변화 적응은 미래에 가속화될 기상변화에 대응하기 위해 다양한 시나리오에 따른 기후 영향을 현재 시점에서 분석하고, 잠재적인 적응 옵션을 확인하며, 정책 결정 과정에서 제기될 수 있는 의문들을 식별할 수 있어야 한다. 그러나 기후적응의 중요성이 부각됨에도 불구하고, 실제로 이행된 적응정책은 상대적으로 적다. 이행 부족의 원인으로는 미래에 대한 예측이 어렵고, 이에 대비할 수 있는 최적의 대응책이 무엇인지를 판단하기 위한 정보가 부족하며, 판단할 수 있는 명확한 방법이 없다는 점을 들 수 있다. 기후변화 적응정책의 특성상 다양한 이해관계자가 관여되어 있고 막대한 비용이 소요된다. 그럼에도 적응계획을 세울 때 다양한 이해관계자들을 설득하고 지지를 얻기 위해서는 합리적으로 판단을 내릴 수 있는 정책평가 자료가 필요하다. 따라서 기후변화 적응정책을 효율적으로 이행하기 위해서는 정책에 대한 명확한 이해와 객관적인 평가가 바탕이 되어야 하지만 정성적인 판단으로 정책이 수립되고 있을 뿐, 정책 효과의 정량적인 판단이 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구는 미래 피해에 따른 적응대책별 효과를 대입하는 탐색적 모델을 개발하여 적응계획에서 활용할 수 있도록 하는 것을 목표로 한다. 본 연구의 주요 목표는 상대적 비용 효율성과 효과적인 기후 영향 감소를 달성하는 최적의 적응경로의 파레토를 식별할 수 있는 탐색적 계획 모델을 개발하는 것이다. 적응경로는 16개의 연속된 5년단위의 계획 기간으로 구성되어 있으며 각 계획 기간별로 각 적응기술의 규모가 조정될수 있다. 우수한 적응경로는 미래의 기후영향을 더 적응하거나 비용을 낮추면 선택되도록 모델을 설계 하였다. 다양한 적응경로를 탐색하기 위해 다목적 최적화 방법으로 머신러닝 기반 진화 알고리즘인 비지배적 정렬 유전 알고리즘(NSGA-II)을 사용하였다. 먼저, 적응경로 모델을 소개하고 이를 두 가지 의사결정 문제에 적용한다. 두 가지 의사결정 문제는 1) 전략적 목표 설정과 2) 이행과제 우선순위 선정이다. 첫 번째 모델 적용 사례에서는 제약 조건 및 적응 목표를 사전 설정된 값으로 고정하는 대신 의사결정자의 선호도를 매개화 하여 다양한 시나리오를 탐구한다. 본 사례에서는 도시에서의 폭염 관련 상병자를 줄이기 위해 직접적인 적응대책(상병자 수 저감)과 간접적인 적응대책(옥외 열환경 개선)을 적용했다. 목표 설정 옵션을 탐구하기 위해, 다양한 예산 및 영향 감축 방식을 평가하였다. 두 번째 사례의 경우, 적응경로 모델을 수정하여 다른 미래 완화 정책 목표 시나리오(RCP 2.6은 1.5°C 증가 한계를 나타내고, RCP 4.5는 2°C 증가 한계를 나타내고, RCP 8.5는 가장 높은 배출 시나리오)에 따라 다부문 위험을 평가하였다. 도시 열과 홍수 영향을 줄이기 위해 그린인프라 기반 적응 기술의 효과를 확인하였다. 첫 번째 모델 적용 사례에서는 우수한 적응경로는 미래의 기후 영향에 적응할 수 있거나, 적응 비용이 적은 경우에 선택되도록 모델을 설계하였다. 특히, 의사결정자의 선호도(제약 조건 및 적응목표)에 따라 도시에서의 폭염 관련 상병자를 줄이기 위해 직접적인 적응 효과(상병자 수 저감)와 간접적인 적응대책(그린인프라를 통한 옥외 열 환경 개선)을 적용하여 RCP 4.5와 8.5 시나리오에서의 최적의 적응계획을 살펴보았다. 먼저, 예산이 높다고 해서 반드시 최적의 적응계획으로 이어지지 않았으며, 오히려 낮은 예산 조건에서 적응목표 설정에 따라 비교적 더 효율적인 적응계획이 도출되었다. RCP 8.5 시나리오에서는 현재의 적응 옵션 포트폴리오로는 2065년 이후의 영향에는 완전히 적응하기에 불충분한 것으로 분석되었다. 또한, 10년 이상 적응 행동을 지체하게 되면 이후에는 적응이 불가능하다. 마지막으로 그린인프라는 시간에 따라 적응 효과가 증폭되어, 증가하는 미래 영향을 저감하는 데에 효과적인 적응기술임이 검증되었다. 도시의 폭염과 홍수의 미래 영향을 줄이기 위해 그린인프라 기반 적응 기술의 효과와 효율성은 복합적인 것으로 확인되었다. 부문 우선순위에 따라 비지배적 최적화된 적응 경로를 정렬할 때 가장 비용 효율적인 경로가 최적으로 식별되었다. 비용 효율성은 미래의 영향 수준과 그린인프라 기술의 비용 절충에 민감했다. RCP 2.6의 영향은 RCP 4.5에 비해 적기 때문에 규모의 경제로 인해 현재 적응 기술이 비용효율적이지 않아 적응을 덜 하게 되는 적응경로들이 최적화되는 결과가 나왔다. 그린인프라 기반 기술의 증가하는 효과는 적응 경로 모델이 RCP 2.6 시나리오에서 고려하기 어려웠으며 2050년 이전에는 과소적응, 2050년 이후에는 과잉 부적응을 초래했습니다. 그린인프라 기반 적응에 대한 사회적 할인율의 영향은 다음과 같습니다. 비용 보조금이 물 부문의 기술에 투자를 늘리기 위한 추가 자원을 제공하는 경우 간접적인 효과가 있었다. 이러한 결과는 적응을 위한 계획에서 다차원을 고려할 필요가 있음을 시사하고 불확실성 하에서 보다 명확한 의사 결정을 위한 기반으로 탐색적 모델링을 사용하는 이점을 보여한다. 이 연구의 전반적인 결과는 적응 경로 모델링에 대한 연구와 의사 결정 기반 적응 계획 지원 도구 간의 격차를 메웁니다. 두 경우의 결과는 적응계획을 위한 의사결정 방법을 적용할 때 참고할 수 있다.Adaptation to climate change should be able to analyze the climate impact of future scenarios, identify potential adaptation options, and identify questions that may be raised in the policy-making process. Despite the growing importance of climate adaptation, there are relatively fewer and smaller scale adaptation policies implemented in response to climate change. The reasons for the lack of implementation are that it is difficult to predict the future, there is not enough information to determine the optimal adaptation measure, and there is no clear evaluation method to make final decisions. Furthermore, various stakeholders are involved in climate change adaptation policy-making and substantial costs with immeasurable benefits are common for many adaptation policies. Nevertheless, to persuade and gain support from various stakeholders when setting up an adaptation plan, policy evaluation data that can make rational decisions are needed. Therefore, to effectively implement climate change adaptation policies, a clear understanding of the policy and objective evaluation must be the basis, but policies are established based on qualitative judgments, and quantitative judgments of policy effects are not made. The main goal of this study is to develop an exploratory planning model that can identify optimal adaptation pathways that achieve relative cost-effectiveness and effective climate impact reduction. Optimal adaptation pathways are selected if greater future damages are adapted and costs are lowered. Adaptation pathways for reducing impacts from 2020~2100 were generated as 16 consecutive 5-year plans referencing Koreas current adaptation planning period. At each 5-year planning time frame the scale for each adaptation measure was altered according to future impact level. To search for the optimal adaptation pathways, a machine-learning based evolutionary algorithm, the non-dominant alignment genetic algorithm (NSGA-II) was selected as the optimization method. This thesis first introduces the developed adaptation pathway model, which is then applied to two decision-making problems. The two decision-making issues are 1) setting strategic goals and 2) prioritizing implementation tasks. In the first model application case, various scenarios are explored by mediating the preference of decision makers instead of fixing constraints and adaptation goals to preset values. In this case, direct adaptation measures (reducing the number of mortalities from heat risk) and indirect adaptation measures (improving the outdoor heat environment) were applied to reduce the number of projected mortality from heat stress. To explore goal setting options, various budgets and impact mitigation approaches were evaluated. In the second case, the adaptation pathway model is modified to accommodate different future mitigation policy target scenarios (RCP 2.6 represents the 1.5°C temperature increase limit scenario, RCP 4.5 represents the 2°C temperature increase limit scenario, while RCP 8.5 is the highest emission scenario). The first application study found that after 2065, current adaptation strategies cannot reduce the impacts of heat mortality even with high budgets. A low budget limits adaptation for both ambitious and conservative goal settings while a higher budget did lead to greater adaptation but was not necessary for the conservative goal setting suggesting that efficient pairing of budget level based on the adaptation goal can be beneficial. Further, the longer the delay in investment toward adaptation results in irrecoverable reduction in adaptation. For the second application case, the effectiveness and efficiency of green infrastructure-based adaptation technology was varied for reducing the impact of urban heat and flooding. When sorting the non-dominated optimized adaptation pathways according to sector prioritization, the most cost-efficient pathways were identified as optimal. The cost-efficiency was sensitive to future impact level and the cost trade-off of green infrastructure technologies. RCP 2.6 impacts were too little for current adaptation technologies to be cost-efficient relative to RCP 4.5 due to economies of scale. The increasing effects of green infrastructure-based technologies was difficult for the adaptation pathway model to consider under the RCP 2.6 scenario and resulted in under maladaptation before 2050 and over maladaptation after 2050. The effect of a social discount rate to green infrastructure-based adaptation was indirectly realized, where the cost subsidy provided additional resource to increase investment in non-green infrastructure technologies for the water sector. The overall results of this study suggest the need to consider multiple dimensions in planning for adaptation and proves the benefits of using exploratory modeling as a base for clearer decision-making under uncertainty. The overall findings in this study fills the gap between research on adaptation pathway modeling and decision-based adaptation planning support tools. The results of both cases can be referred to when applying the decision-making method for adaptation planning.I. Introduction 1 II. Literature Review 7 1. Challenges in decision-making for adaptation planning 7 2. Valuation of adaptation benefits 11 3. Exploratory modeling for decision-support 13 4. Decision-making under deep uncertainty 17 III. Scope of study 26 1. Setting adaptation goals according to decision-making preferences 29 2. Prioritizing adaptation options considering multi-sector impacts 30 IV. Methods 34 1. Adaptation pathway model architecture 35 1.1. Model algorithm 35 1.2. Objective functions 37 1.3. Model parameters 38 2. Model inputs 41 2.1. Future impacts by sector 41 2.2. Selected adaptation options 43 2.3. Decision problem settings 49 V . Results 54 1. Cost-benefit of adaptation based on goal settings 54 1.1. Optimization results according to the adaptation goal setting 54 1.2. Decision-maker preference effects on adaptation over time 58 1.3. Selecting adaptation pathways from modeled results 60 2. Prioritizing adaptation options considering multi-sector impacts 61 2.1. Optimization results according to RCP scenarios and multi-sector objectives 62 2.2. Green infrastructure effects on adaptation over time 65 2.3. Optimized adaptation options according to sector prioritization 68 VI. Discussion 73 1. Dependency and limitations on adaptation according to future scenarios 73 2. Avoiding maladaptation through economical decision-making 76 3. Developing the adaptation pathway model as a climate service 79 VII. Conclusion 83 VIII. Bibliography 85 Abstract in Korean 93박

Structuring the decision process : an evaluation of methods in the structuring the decision process

This chapter examines the effectiveness of methods that are designed to provide structure and support to decision making. Those that are primarily aimed at individual decision makers are examined first and then attention is turned to groups. In each case weaknesses of unaided decision making are identified and how successful the application of formal methods is likely to be in mitigating these weaknesses is assessed