Growing sustainable livelihoods in the Sahel

Interrelations between agroforestry and smallholder farming in Senegal

by Luisa Müting
Cumulative thesis
Date of Examination:2025-04-25
Date of issue:2025-10-06
Advisor:Prof. Dr. Oliver Mußhoff
Referee:Prof. Dr. Liesbeth Colen
Referee:Prof. Dr. Dr. Daniel Hermann
Sponsor:This work was funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) through the Research Training Group 2654 Sustainable Food Systems.
Persistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-11550

 

 

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Abstract

English

This dissertation investigates the interrelations of agroforestry and smallholder farming systems in the Sahel region. In the Sahel region, climate change is driving the degradation of arable land. Agroforestry, the integrated management of trees and agriculture, is promoted for its potential to mitigate climate change, restore degraded lands, and enhance climate change adaptation. However, agroforestry practices vary widely, necessitating a more nuanced understanding of smallholder preferences within adoption decisions, the relationship between diverse agroforestry systems and crop production, and smallholders’ decisions regarding agroforestry uptake and extension as a strategic climate change adaptation measure. In three essays, this thesis focuses on the versatility and complexity of agroforestry practices in this geographical context. The essays are based on primary survey data collected from 606 smallholder farmers in the Senegalese Groundnut Basin between December 2022 and January 2023. The first essay examines smallholders' preferences within their adoption intentions for different agroforestry system design concepts that aim to provide varying degrees of economic benefits. Using Heckman models, it explores factors influencing smallholders’ willingness to adopt agroforestry and their willingness to pay or accept compensation, considering the objectives of each system in achieving specific outcomes. The second essay shifts focus to the relationship between agroforestry practices and groundnut yields. While experimental studies have shown that tree composition influences crop productivity, less is known about how real-world smallholder agroforestry systems relate to groundnut production. To address this, the essay applies log-linearized Cobb-Douglas production functions, estimated through ordinary least squares regressions. The analysis examines how the number of trees per hectare, tree species diversity, and the numbers per hectare of the five most prevalent tree species in smallholders’ agroforestry systems relate to reported groundnut yields per hectare. The third essay explores smallholders’ detailed agroforestry-based climate change adaptation strategies. It categorizes trees planted within the three years prior to data collection as either fertilizer trees or fruit trees. The study investigates whether smallholders perceive specific locally relevant climate change effects as problematic for their cropping activities. Using a Heckman model, it then analyzes how these perceptions relate to their tree planting decisions and tree species selection as adaptation strategies. Together, these essays provide valuable insights into the diversity of agroforestry systems in the Sahel, offering policy-relevant findings on how to better align agroforestry practices and interventions with smallholders’ needs and preferences. The research highlights the importance of tailoring agroforestry systems to synergistically enhance economic and environmental benefits while addressing strategic climate change adaptation.
Keywords: Agroforestry; Climate change; Adaptation; Smallholder; Sahel; Tree species; Land restoration

German

In dieser Dissertation werden die Wechselbeziehungen zwischen Agroforst und kleinbäuerlichen Anbausystemen in der Sahelzone untersucht. Agroforstwirtschaft bezeichnet die Integration von Bäumen in landwirtschaftliche Produktionssysteme und wird in der Sahelzone aufgrund ihres Potenzials gefördert, den Klimawandel abzuschwächen, degradierte Flächen wiederherzustellen und die Anpassung an den Klimawandel zu verbessern. Allerdings ist die Umsetzung von Agroforstwirtschaft sehr vielseitig, so dass ein differenzierteres Verständnis der Präferenzen von Kleinbauern bei der Einführung, der Beziehungen zwischen den verschiedenen Agroforstsystemen und der landwirtschaftlichen Produktion sowie der Entscheidungen von Kleinbauern über die Einführung und Ausweitung der Agroforstwirtschaft als strategische Anpassungsmaßnahme an den Klimawandel erforderlich ist. In drei Aufsätzen konzentriert sich diese Arbeit auf die Vielseitigkeit und Komplexität agroforstwirtschaftlicher Praktiken in diesem geografischen Kontext. Die Aufsätze basieren auf primären Umfragedaten, die zwischen Dezember 2022 und Januar 2023 bei 606 Kleinbauern im senegalesischen Erdnussbecken erhoben wurden. Der erste Aufsatz untersucht die Präferenzen der Kleinbauern für verschiedene Agroforstsystemkonzepte, die einen unterschiedlichen Grad an wirtschaftlichem Nutzen bieten sollen, im Rahmen ihrer Übernahmeabsichten. Mithilfe von Heckman-Modellen werden Faktoren untersucht, die mit der Bereitschaft der Kleinbauern zur Einführung der jeweiligen Agroforstsystemkonzepte und mit ihrer Bereitschaft zur Zahlung oder zur Akzeptanz einer Entschädigung zusammenhängen. Der zweite Aufsatz konzentriert sich auf die Beziehung zwischen erhobenen agroforstlichen Praktiken und Erdnusserträgen. Während experimentelle Studien gezeigt haben, dass bestimmte Baumzusammensetzungen die Erträge von Kulturpflanzen beeinflusst, ist weniger darüber bekannt, wie Agroforstsysteme von Kleinbauern in der Praxis mit ihrer Erdnussproduktion zusammenhängen. Dieser Aufsatz verwendet log-linearisierte Cobb-Douglas-Produktionsfunktionen, die durch Ordinary Least Squares Regressionen geschätzt werden. Die Analyze untersucht, wie die Anzahl der Bäume pro Hektar, die Baumartenvielfalt und die Anzahl der fünf häufigsten Baumarten pro Hektar in Agroforstsystemen von Kleinbauern mit den angegebenen Erdnusserträgen pro Hektar zusammenhängen. Im dritten Aufsatz werden detaillierte agroforst-basierten Anpassungsstrategien der Kleinbauern an den Klimawandel untersucht. Bäume, die innerhalb der drei Jahre vor der Datenerhebung gepflanzt wurden, werden entweder als Düngerbäume oder als Obstbäume kategorisiert. Die Studie untersucht, ob die Kleinbauern bestimmte lokal relevante Auswirkungen des Klimawandels als problematisch für ihre Anbaumaßnahmen wahrnehmen. Mithilfe eines Heckman-Modells wird dann analysiert, wie diese Wahrnehmungen mit ihren Baumpflanzungsentscheidungen und der Wahl der Baumarten als Anpassungsstrategien zusammenhängen. Zusammengenommen bieten diese Aufsätze wertvolle Einblicke in die Vielfalt der Agroforstsysteme in der Sahelzone und liefern politikrelevante Erkenntnisse darüber, wie agroforstliche Praktiken und Maßnahmen besser auf die Bedürfnisse und Präferenzen der Kleinbauern abgestimmt werden können. Die Forschung unterstreicht, wie wichtig es ist, Agroforstsysteme so zu gestalten, dass wirtschaftliche und ökologische Vorteile synergetisch gesteigert werden und gleichzeitig eine strategische Anpassung an den Klimawandel erfolgt.
 
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