Trees, crops, and rural livelihoods: Afforestation of marginal croplands in Uzbekistan

The livelihoods of rural population in Uzbekistan, Central Asia, highly depend on irrigated agriculture. However, agricultural production is threatened by the impacts of land degradation, irrigation water scarcity and climate change. The conversion of marginal croplands to tree plantations could represent an option to tackle such problems, while also improving population welfare. Yet, this land use is currently not practiced, owing to lack of farmers’ knowledge on revenues and impacts on livelihoods. In addition, state policies prohibit the conversion of croplands into tree plantations. Therefore, the main objective of this study is to investigate economically viable options of afforestation of degraded irrigated croplands using an example of the Khorezm region and three southern districts of the Autonomous Republic of Karakalpakstan, Uzbekistan. This includes analyzing the impacts on the rural livelihoods by Clean Development Mechanism (CDM) afforestation with its carbon sequestration reward of temporary Certified Emission Reduction (tCER). Using an example of irrigated areas in Uzbekistan, this study contributes to the general knowledge of sustainable rural development via converting marginal lands from crop cultivation to tree plantations. This research employed various methodologies at different scales to evaluate the economic conditions of introducing short-rotation tree plantations along with the CDM requirements. At the field level analysis (1 ha), the net present value and stochastic dominance analyses were employed to investigate the financial attractiveness of afforestation on marginal croplands and to derive tCER payments that would initiate CDM afforestation. At the farm level, the expected utility method was employed to determine the tCER price that would facilitate CDM afforestation on marginal croplands, and to analyze respective effects on land use and farm incomes. At the system level, that comprises commercial farms and rural households, the farm-household stochastic dynamic nonlinear programming model was developed to analyze the effects on rural livelihoods from converting marginal farmlands to tree plantations The results of the study indicate that due to benefits from non-timber products the short-term afforestation can be a more viable land use option on marginal croplands than the cultivation of major crops. At the same time, using the field level analysis while considering variabilites in land use revenues would necessitate an extreme increase in tCER prices, from the current tCER price of 4.76 USD (as of 2009). In contrast, when considering uncertainties in land use returns at the whole farm level, the current tCER price would be sufficient to initiate CDM afforestation. This is because tree plantations would economically improve a commercial farmer’s cropping pattern, while mitigating the impacts of revenue risks via a land use diversification option. Afforestation of marginal croplands at a commercial farm would affect the structure of employment and agricultural contracts between commercial farm and rural households, and thus have positive spillover effects on the rural population and increase of rural households’ income by 27,400 USD in comparison to crop cultivation on marginal lands. The spillover effects would come from the reduced labor demand at commercial farm between the periods of tree plantation establishment and harvest, while the subsequent increase in farm employment would occur during the establishment and harvest of trees. The inclusion of fuelwood and tree foliage into the payment schemes would replace fossil fuels and fodder products and reduce rural households’ expenditure for domestic energy (36%) and fodder products (15%).Bäume, Getreide und ländlichen Existenzgrundlage: Aufforstung auf unproduktiven landwirtschaftlichen Flächen in Usbekistan Bewässerungslandwirtschaft stellt die Existenzgrundlage der ländlichen Bevölkerung in Usbekistan (Zentralasien) dar. Die landwirtschaftliche Produktion wird jedoch durch Bodendegradation, Wasserknappheit und die Folgen des Klimawandels bedroht. Die Umnutzung nicht produktiver Landwirtschaftsflächen zu Baumplantagen stellt eine Möglichkeit dar solchen Problemen zu begegnen und gleichzeitig die Gesamtwohlfahrt zu steigern. Da Erträge und Rückkopplungen dieser alternativen Nutzungsstrategien noch unklar sind, wird diese Landnutzung jedoch noch nicht praktiziert. Politische Richtlinien verbieten die Umnutzung von landwirtschaftlicher Produktionsfläche zu Baumplantagen ohnehin. Entsprechend sind die Ziele der vorliegenden Arbeit ökonomisch durchführbare Aufforstungsvarianten an Beispielen in der Region Khorezm sowie den drei südlichen Distrikten der autonomen Republik Karakalpakstan zu untersuchen. Dies beinhaltet die Analyse der Auswirkungen des Mechanismus für umweltverträgliche Entwicklung (Clean Development Mechanism–CDM) samt der temporären Emissionsreduktionseinheiten (temporary Certified Emission Reduction–tCER) auf die Existenzgrundlage der ländlichen Bevölkerung. Anhand des Beispiels der Bewässerungslandwirtschaft in Usbekistan trägt diese Studie zum generellen Verständnis nachhaltiger ländlicher Entwicklung durch Umnutzung nicht produktiver landwirtschaftlicher Flächen zu Baumplantagen bei. Auf verschiedenen Skalen wurden verschiedene Methoden angewandt um die ökonomischen Rahmenbedingungen der Einführung von Kurzumtriebsplantagen unter Berücksichtigung der CDM Anforderungen zu analysieren. Auf Feldskala wurden die Kapitalwertmethode sowie die stochastische Dominanzanalyse angewandt um zu bestimmen, wie attraktiv besagte Aufforstungensstrategien aus finanzieller Sicht sind und um tCER Zahlungen abzuleiten, die Aufforstungen unter CDM anstoßen könnten. Auf Betriebsebene wurde die Erwartungsnutzen Methode andewandt um die tCER Preise zu bestimmen, die CDM Aufforstung ermöglichen würden sowie um die entsprechenden Effekte auf Landnutzung und Einkommen der Landwirte und Haushalte zu analysieren. Auf Systemebene, die landwirtschaftliche Großbetriebe sowie ländliche Haushalte beinhaltet, wurde das Stochastische Dynamische Betriebs-Haushalts Programmierungsmodell entwickelt um die Effekte der Aufforstung auf die ländlichen Existenzgrundlage zu analysieren.Die Ergebnisse der vorliegenden Studie lassen darauf schließen, dass kurzfristige Aufforstungsmaßnahmen durch Gewinne aus Nichtholzprodukten für den Landwirt mehr Einkommen generieren als der Anbau der gängigen Feldfrüchte. Gleichzeitig zeigt die Analyse auf Feldskala unter Berücksichtigung von Ertragsvariabilitäten, dass eine Erhöhung der tCER Preise vom momentanen Stand (4.76 USD im Jahr 2009) nötig wäre. Gegenläufig verhalten sich die Ergebnisse auf Betriebsebene; hier wären die angenommenen tCER Preise ausreichend um CDM Aufforstung zu initialisieren. Grund hierfür ist die Tatsache, dass Baumpflanzungen die Fruchtfolge von Großbetrieben ökonomisch verbessern würden und gleichzeitig das Umsatzrisiko durch die Möglichkeit zur Diversifikation herabsetzen. Aufforstung von unproduktiven Landwrtschaftsflächen auf Ebene der Großbetriebe hätte Auswirkungen auf die Beschäftigungsstrukturen und die Vertragsverhältnisse zwischen Großbetrieben und der ländlichen Bevölkerung. Externe Effekte würden hier das Einkommen der ländlichen Haushalte im Vergleich zum Anbau klassischer Feldfrüchte um 27,400 USD erhöhen. Diese externen Effekte beruhen auf dem niedrigeren Bedarf an Arbeitskräften in Großbetrieben zwischen Pflanzung der Bäume und Rodung. Die Einführung von Brennholz und Blattwerk in die Vergütungsstruktur würde fossile Brennstoffe und Futterkäufe ersetzen und dadurch die Ausgaben der Haushalte für Energie (36%) und Futterzukäufe (15%) verringern

A Micro-Economic Analysis of Farm Restructuring in the Khorezm Region, Uzbekistan

Ever since its independence several reforms in agriculture of Uzbekistan have been taken as part of a gradual transition process towards a market-based economy. These processes include: market liberalization, reformation of land relations, structural changes, and creation of supporting market infrastructure. Furthermore, there has been considerable promotion of input market liberalization, abolishment of state procurement system, introduction of water charges and improvement of the livestock sector. The understanding of the effects of these reforms on the agricultural producers and consumers is very important for further decision making. This work is part of ZEF’s project in development research on the ’Economic and ecological restructuring of land and water use in Khorezm, Uzbekistan’. In order to formalize the key aspects of sectoral decision making, the major task of this research is to develop a model for policy analysis which reflects the unique features of the agricultural sector of Khorezm. The developed model integrates linear supply and non-linear demand modules at the point of partial equilibrium under observed values from 2003. The supply module consist of the regional crop and animal production activities over three farm groups. The demand module is based on a Normalized Quadratic – Quadratic Expenditure System which specifies both an Engel curve and relative price effects consistent with microeconomic theory. The demand module consists of food and manufactured commodities including leisure time with endogenous prices over two consumer types. A large amount of aggregated and micro-economic data on the regional agriculture sector is used for providing the necessary information to understand the construction of the model and the results. To ensure that the base solution of the model fits the observed values of modeled activities and that the model simulations include the characteristics of regional demand and supply, the model parameters both for demand and supply modules are adjusted separately. This study contributes to the field of known calibration techniques for positive mathematical programming models. The developed method solves the overspecialization problem, maintains model flexibility, and allows the model exactly replicate the observed situation by recovering its original specification. The model results eventually show that, despite higher input prices and water pricing being introduced, positive effects of water use efficiency and market liberalization may dominate. Furthermore, it could be shown that the livestock sector serves as a security tool in rural households for maintaining their income level. Moreover, the improvement in livestock productivity shows the potential to decrease water consumption in the agricultural sector of the region. The market liberalization will not necessarily lead to an increase in the regional production of cotton. In general, the market liberalization has a positive effect on the regional rice sector which can be cultivated on land released from the procurement quotas in case the land is suitable for rice cultivation.Eine Mikroökonomische Analyse des Landwirtschaftlichen Strukturwandels in der Region Khorezm, Usbekistan Seit der Unabhängigkeit von der ehemaligen Sowjetunion fand in Usbekistan eine Vielzahl von wirtschaftspolitischen Reformen statt, die auf einen schrittweisen Umbau der Wirtschaftsordnung, einschließlich des Agrarsektors, in Richtung Marktwirtschaft abzielten. Diese Reformen betrafen Gütermarktordnungen, Eigentums- und Nutzungsrechte landwirtschaftlicher Flächen, sowie infrastrukturelle Maßnahmen. Darüber hinaus wurden insbesondere die Märkte für landwirtschaftliche Vorleistungen liberalisiert, die staatliche Intervention weitgehend abgeschafft, Gebühren für Wassernutzung eingeführt und Maßnahmen zur Förderung der Tierproduktion ergriffen. Ein tieferes Verständnis der Auswirkungen dieser Reformen auf die landwirtschaftlichen Betriebe wie auch auf den gesamten Agrarsektor ist von grundlegender Bedeutung für die Formulierung weiterführender politischer Strategien. Die hier vorgelegte Studie wurde im Rahmen des Projekts ’Economic and ecological restructuring of land and water use in Khorezm, Uzbekistan’ am Zentrum für Entwicklungsforschung der Universität Bonn durchgeführt. Im Zentrum der durchgeführten Analysen stand die Entwicklung eines quantitativen Modells, das die relevanten politischen Maßnahmen und die Besonderheiten des regionalen Agrarsektors in formalisierter Weise darstellt. Das hierzu entwickelte Modell verbindet ein lineares Angebotsmodul mit einem nicht-linearen Nachfragemodul mit Hilfe eines partiellen Gleichgewichtsmodells. Das Angebotsmodul beinhaltet landwirtschaftliche Produktionsverfahren dreier standardisierter Betriebstypen auf regionaler Ebene. Das Nachfragemodul basiert auf einem normalisiert quadratisch-quadratischem Ausgabensystem (NQ-QES), welches Einkommenseffekte wie auch relative Preiseffekte konsistent mit mikroökonomischer Theorie abbildet. Das Nachfragemodul berücksichtigt als endogene Variablen den Konsum von Nahrungsmitteln und weiterverarbeiteten Gütern, wie auch die Nachfrage nach Freizeit und damit das Angebot und den Preis für landwirtschaftliche Arbeitskraft. Es werden zwei Haushaltstypen unterschieden. Der enorme Datenbedarf des Modells wird durch offizielle Statistiken für den Agrarsektor und eigene Erhebungen gedeckt. Die strukturellen Parameter des Nachfrage- und Angebotsmoduls wurden in einem zweistufigen Verfahren so kalibriert, dass die Beobachtungen des Basisjahrs 2003 vom Modell repliziert werden. Diese Studie leistet mit der hierzu angewendeten Methode einen Beitrag im Bereich der positiv-mathematischen Programmierung und der Anwendung von Kalibrierungstechniken für partielle Gleichgewichtsmodelle. Die Modellrechnungen zeigen, dass die Einführung von Gebühren für Wassernutzung, wie auch die Verringerung der staatlichen Beihilfen für landwirtschaftliche Vorleistungen, durch Steigerung der Wassereffizienz und weitere Marktliberalisierung kompensiert werden können. Darüber hinaus wurde deutlich, dass Tierhaltung einen großen Beitrag zur Stabilisierung der ländlichen Einkommen leistet. Eine Verbesserung der Produktivität in diesem Bereich würde daher zu einer Verminderung der Abhängigkeit von pflanzlicher Produktion führen und potentiell den regionalen Bedarf nach Wasser verringern. Die regionale Produktion von Baumwolle würde durch eine Liberalisierung der Marktordnung eher sinken, so dass die frei werdenden Flächen zum Teil zum Anbau von Reis genutzt werden könnten.</p

ArTST: Arabic Text and Speech Transformer

We present ArTST, a pre-trained Arabic text and speech transformer for supporting open-source speech technologies for the Arabic language. The model architecture follows the unified-modal framework, SpeechT5, that was recently released for English, and is focused on Modern Standard Arabic (MSA), with plans to extend the model for dialectal and code-switched Arabic in future editions. We pre-trained the model from scratch on MSA speech and text data, and fine-tuned it for the following tasks: Automatic Speech Recognition (ASR), Text-To-Speech synthesis (TTS), and spoken dialect identification. In our experiments comparing ArTST with SpeechT5, as well as with previously reported results in these tasks, ArTST performs on a par with or exceeding the current state-of-the-art in all three tasks. Moreover, we find that our pre-training is conducive for generalization, which is particularly evident in the low-resource TTS task. The pre-trained model as well as the fine-tuned ASR and TTS models are released for research use.Comment: 11 pages, 1 figure, SIGARAB ArabicNLP 202

Obstacles to the Revival of Mobile Grazing Systems in Kazakhstan

Livestock mobility was an essential characteristic of Kazakh livestock production systems, allowing animals to take advantage of spatial and temporal variability in climate and vegetation, optimising forage intake over the year. These systems broke down following the end of the Soviet Union. In this paper we examine the extent and determinants of the recovery of mobile livestock husbandry in south-eastern Kazakhstan, using surveys and semi-structured interviews with livestock farmers and rural households (holding livestock but not registered as farms). We find positive relationships between livestock holding size and probability of mobility. Winter pastures are particularly important for large farms, with households and smaller farms more dependent on supplementary fodder. The major formal property right over pasture is the long-term leasehold, allocated by auction and associated with significant transaction costs. Leasehold markets function poorly, so farms use a combination of leasing, subleasing and short-term contracts with local authorities to assemble the pastoral resources they need. Few farmers conduct more than a simplified summer-winter migration, whilst around 30% of farms and 70% of households (which own the bulk of livestock) are entirely sedentary, staying on over-used village pastures all year round. Many of these producers express a desire for improved pasture access. The 2017 Law on Pastures introduced district-level pasture use planning, with promotion of mobility and allocation of remote pastures to those with poor access. But the Law does not include new land tenure mechanisms appropriate for small producers (owning few livestock and without leaseholds) which can be employed to realise this goal. Moreover, most pastures are already leased. We discuss options for grazing system management which may simultaneously increase the economic contribution of pastures, improve their condition and reduce rural inequalities created by disparities in access to resources

Biodiversity in rubber agroforests, carbon emissions, and rural livelihoods: An agent-based model of land-use dynamics in lowland Sumatra

AbstractRubber agroforests in the mostly deforested lowlands of Sumatra, Indonesia are threatened by conversion into monoculture rubber or oil palm plantations. We applied an agent-based model to explore the potential effectiveness of a payment for ecosystem services (PES) design through a biodiversity rich rubber eco-certification scheme. We integrated conditionality, where compliance with biodiversity performance indicators is prerequisite for awarding incentives. We compared a PES policy scenario to ‘business-as-usual’ and ‘subsidized land use change’ scenarios to explore potential trade-offs between ecosystem services delivery and rural income. Results indicated that a rubber agroforest eco-certification scheme could reduce carbon emissions and species loss better than alternative scenarios. However, the suggested premiums were too low to compete with income from other land uses. Nevertheless, integrating our understanding of household agent behavior through a spatially explicit and agent-specific assessment of the trade-offs can help refine the design of conservation initiatives such as PES

Farmers’ social media groups for better extension and advisory services

The spread of information and communications technology (ICT) in Central Asia has reached a point where most farmers use smartphones with mobile internet access providing an opportunity for a low-cost and timely access to agricultural information and advisory services. When extension service is poor and does not cater to the farmers’ needs, farmers seek other sources of information, such as exchanging knowledge with their peers and engaging in social media groups using instant messaging applications (apps) such as Telegram and WhatsApp. Analysis of a farm-level survey conducted in 2022 in Kazakhstan and Uzbekistan, suggests that farmers’ participation in online groups for information exchange is influenced by the enabling environment rather than by the type of cultivated crops or farm size. The findings are relevant for developing private sector strategies and public policies to spread digital technologies among Central Asia’s farmers with a holistic plan for a digital transformation. When introducing smartphone- or web-based digital technologies, policymakers are recommended to start scaling up with younger and more technologically-savvy farmers who on the one hand rely on their own knowledge but on the other hand are more open to embracing new ways of farming and interaction. Decision-making autonomy is an important factor to facilitate digital transformation in agriculture in the Central Asian context

Determinants and impact of farmers’ participation in social media groups: Evidence from irrigated areas of Kazakhstan and Uzbekistan

The spread of information and communications technology (ICT) in Central Asia has reached a point where most farmers use smartphones with mobile internet access, providing an opportunity for a cost-effective and timely access to agricultural information and extension services. When extension service provision is poor and does not reflect farmers’ immediate needs, farmers often seek other sources of informaton, such as exchanging knowledge with their peers via social media groups in instant messaging applicatons (apps). Using the findings of a farm-level survey conducted in 2022 in irrigated areas of Kazakhstan and Uzbekistan, we study behavior and attitudes of farmers in terms of participation in smartphone-based social media groups and its impact of farm performance. We find that in the two country contexts, underlying reasons for participation in social groups differ. In Kazakhstan, participation decisions are made by those who have better access to a mobile internet connection, are younger, have agriculture-related education, have a wider communication circle on phone with more than four individuals, cultivate fewer crops, have lands with low soil quality and poor irrigation water access, as well as located in remote areas. In Uzbekistan participation decisions are made by those who see the relevance of mobile internet for their farm business, have their own agronomic knowledge, are open to new things, care less about the opinion of other farmers, have higher perception about freedom in crop choice, have of-farm work, as well as poor irrigation water access. These fndings suggest farmers' participation in agricultural information-sharing groups (AISG) is influenced less by the type of cultivated crops or farm size, but by their institutional environment. The findings are relevant for developing private strategies and public policies to spread digital technologies among Central Asia’s farmers. When introducing smartphone-based digital advisory services policymakers are recommended to start scaling up with younger and more educated farmers who rely on their own knowledge and are more open to embracing new ways of farming and interaction. Farmers’ decision-making autonomy will be crucial for converting digital transformation in agriculture into farm benefits

Фермерские группы в социальных сетях для повышения качества услуг по распространению знаний и консультаций

Распространение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) в Центральной Азии достигло уровня, при котором большинство фермеров получают необходимую им своевременную и доступную информацию и консультационные услуги непосредственно из Интернета, используя смартфоны. В настоящее время фермеры активно ищут альтернативные источники информации в условиях, когда качество официальных служб распространения сельскохозяйственных знаний не отвечает спросу. Например, фермеры используют соцсети, такие как Telegram и WhatsApp, для обмена сообщениями и знаниями в тематических группах. Исследование фермерских хозяйств, проведенное в Казахстана и Узбекистана в 2022 году, выявило, что участие фермеров в онлайн-группах по обмену информацией в основном обуславливается возможностью быстрого доступа к необходимой информации. В то же время вид возделываемых культур или площадь земель фермерского хозяйства имеют меньшее значение. Результаты исследования актуальны для разработки стратегий частного сектора и государственной политики по распространению цифровых технологий среди фермеров Центральной Азии с комплексным планом цифровой трансформации. При широком внедрении цифровых технологий на основе смартфонов и интернета рекомендуется делать ставку на молодых и технологически подкованных фермеров, которые, с одной стороны, полагаются на собственные знания, а с другой – более отзывчивы к внедрению новых подходов ведения сельского хозяйства и взаимодействия c другими фермерами. Самостоятельность фермеров в принятии решений является одним из важных факторов в цифровой трансформации сельского хозяйства региона. "English title: Farmers' social media groups for better extension and advisory services