Mapping farmers’ preferences of cimate change adaptation measures : stated preference and field experiments in Ethiopia

Abstract

This thesis maps preferences for climate change adaptation measures and ecosystem services among Ethiopian smallholder farmers; by analyzing their decision-making behavior under uncertainty in a framed field experiment, their stated preferences for ecosystem services, and factors motivating and constraining their preferences for these services and adaptation measures. More specifically, the four papers of the thesis address the following research questions. (i) What decision criteria do farmers use to make choices under hard uncertainty?; (ii) Do smallholder farmers in developing countries value river ecosystem services improvements?; (iii) Which traits of coffee varieties do farmers prefer the most to cultivate in the age of climate change?; and (iv) How does climate change skepticism affect farmers´ preferences for forest conservation in developing countries? The first paper uses a framed field experiment with real payments to test whether smallholder farmers adapt criteria that minimize loss in crop yield (i.e. the minimax criterion), minimize the maximum opportunity loss (i.e. minimax regret criterion), or maximize expected value (i.e. the expected value maximizing criterion) when choosing between prospects under hard uncertainty. The experiment tested two different payment options. The first group of participants received their payment in cash only. The participants in the second group could choose between cash and in-kind payment (which was a shovel) if their aggregate payment at the end of the experiment reached or surpassed the threshold limit of 90 Ethiopian Birr, ETB (equivalent to two days´ wages). Otherwise, they received their payments in cash only. The final payment they received depended on their actual choices between three prospects in a total of five rounds. Prospect theory states that people evaluate outcomes relative to a reference point (threshold), and that this influences their loss aversion. Results showed that choices under uncertainty are not arbitrary. Most farmers in both payment treatments made choices that minimize losses during the first round when uncertainty was high as they had no or little experience with the choice tasks. However, a larger share of the farmers that could choose between cash or in-kind payments if they passed the threshold continued making choices that minimized losses throughout the experiment. This indicates that farmers minimize losses without considering the costs of making wrong choices (which would be the maximum regret criterion) or maximize the expected values, when there is a threshold for having the choice between in-kind and cash payments and the uncertainty is relatively high. Farmers with at least secondary education, or having more experience from choices in the earlier rounds, tend to make more choices that minimize the maximum regret and/or maximize the expected value outcomes. However, repeated losses increase loss aversion in later rounds, and hence choices that minimize losses. The second paper discusses the nature of farmers’ preference for river ecosystem service (ES) improvements, and examines the role of provisioning services in explaining preference heterogeneity. We specify four river ES attributes: i) water supply reliability, ii) flood protection, iii) riparian vegetation, and iv) water quality; and conduct choice experiments among farmers in northern Ethiopia. We find that farmers have strong preferences for improving all the river ES attributes, and strongest for those attributes that increase the provisioning ES of their agricultural yield. Farmers exhibit preferences heterogeneity for the river ES attributes in terms of: i) Farmers with access to irrigable land are willing to pay more for water supply improvement, ii) those engaged in beekeeping are willing to pay more for riparian vegetation, and iii) farmers with plots further away from the rivers are willing to pay less for flood protection services. Mean willingness-to-pay (WTP) estimates show that farmers have stronger preference for the improvement of flood protection services than for the other river ES. This is in agreement with the high degree of loss aversion observed in the first paper. The third paper reports farmers´ preferences for genetic traits of coffee varieties using choice experiments, and presents evidence that farmers have stronger preferences for yield stability traits such as disease resistance and weather tolerance than for high yielding traits or early maturing traits. This implies that farmers give priority to coffee traits that ensure stable yield rather than maximum yield in the face of environmental and weather stressors. Thus, despite the successful efforts of crop breeding programs to deliver yield improving coffee varieties, farmers’ adoption of high yielding varieties remains less than desirable. Therefore, understanding farmers’ preferences for coffee traits is important in order to develop new, improved coffee varieties that farmers demand and adopt, and increase their yield. It also implies that in-situ conservation of the coffee genetic diversity should be complemented by ex-situ– conservation, in order to preserve coffee varieties with traits that farmers prefer less to cultivate and maintain in their fields. Just like in papers 1 and 2, we see that Ethiopian farmers exhibit a high level of loss aversion when choosing among climate change adaptation strategies. The fourth paper examines how environmental and climate change skepticism attitudes affect farmers´ preferences for increased forest conservation. The results reveal that high levels of environmental skepticism, such as believing that God causes climate change and that climate change discussions in the media are exaggerated. Environmental skepticism significantly reduce farmers´ likelihood of paying for forest conservation. Farmers recognizing the contribution of forests to mitigating climate change, and those that recognize the long-term benefits of adaptation measures over present gains of not adapting, on the contrary have a higher likelihood of paying for forest conservation, and have a higher mean WTP than the others. Farmers´ likelihood of being willing to pay for forest conservation programs also increase significantly with higher levels of education and awareness of deforestation, which are also connected to a lower level of environmental skepticism. Thus, education and awareness raising activities are important in order to reduce environmental skepticism and increase forest conservation as a climate change mitigation measure. Overall, the four papers present evidence for a high level of loss aversion among Ethiopian smallholder farmers under climate change uncertainty. Farmers reveal stronger preferences for flood protections measures and stable yield coffee varieties such as weather tolerant and disease resistant traits, and make choices that minimize losses under uncertainty. Farmers also have significant and positive preferences for preserving river ecosystem services and forests. Thus, with targeted measures reducing the risk of losses and promoting sustainable adaptation measures, smallholder farmers can be both the main custodians and beneficiaries of ecosystem services conservation in terms of increasing their long-run ability to adapt to climate change. This can contribute towards the Ethiopia´s endeavor to achieve the ambition of building a climate resilient green economy.

Denne avhandlingen kartlegger preferansene for klimatilpasningstiltak og økosystemtjenester blant småbønder I Etiopia. Deres beslutningsadferd under usikkerhet i et økonomisk felteksperiment analyseres, samt deres uttrykte preferanser for økosystemtjenester og faktorer som motiverer og begrenser deres preferanser for disse tjenestene og klimatilpasningstiltak. Mer spesifikt søker avhandlingens fire artikler å svare på følgende forskningsspørsmål: (i) Hvilke beslutningskriterier bruker småbønder for å gjøre valg under usikkerhet når sannsynlighetene for utfallene ikke er kjent?, (ii) Verdsetter småbønder i utviklingsland økosystemtjenester ved vassdrag? (iii) Hvilke egenskaper hos kaffevarieteter foretrekker småbøndene å dyrke i klimaendringenes tid?, og (iv) Hvordan påvirker klimaskepsis småbønders´ preferanser for skogvern i utviklingsland? Den første artikkelen bruker et økonomisk felteksperiment med faktisk betaling for å teste hvorvidt bønder bruker kriterier som minimerer avlingstap (dvs. minimaks kriteriet), minimerer det største tapet (dvs. minimaks-angre kriteriet), eller maksimere forventningsverdi (dvs. maksimum forventningsverdi kriteriet) når de velger mellom ulike kombinasjoner av utfall under usikkerhet, uten å vite sannsynlighetene for utfallene. Eksperimentet testet to ulike utbetalingsmåter. Den første gruppen av deltagere mottok betaling kun i kontanter. Deltagerne i den andre gruppen kunne velge mellom å motta betaling i kontanter eller i form av en spade dersom utbetalingene deres på slutten av eksperimentet var over en nedre grense på 90 etiopiske birr, ETB (som tilsvarer lønn for to dagers arbeid). Hvis ikke, fikk de utbetalingen i kontanter. Sluttutbetalingen de mottok avhang av deres faktiske valg mellom tre kombinasjoner av utfall i totalt fem runder. Prospektteorien sier at folk vurderer utfall relativt til et referansepunkt (grense), og at det påvirker deres tapsaversjon. Resultatene viste at småbøndenes valg under usikkerhet ikke er vilkårlige. De fleste bønder i begge underutvalg foretok valg som minimerer tapene i de første rundene da usikkerheten var stor og de hadde ingen eller liten erfaring med valgoppgavene. En større andel av bøndene som kunne velge mellom kontanter og spaden om de passerte den nedre grensen fortsatte imidlertid med å gjøre valg som minimerte deres tap gjennom hele eksperimentet. Dette indikerer at bøndene minimerer tapene uten å vurdere kostnadene ved å gjøre feil valg eller uten å prøve å maksimere forventningsverdiene, når det er en nedre grense for å få valget mellom utbetaling i kontanter eller som en spade og usikkerheten er relativt høy. Bønder med utdannelse utover grunnskolen, eller som har mer erfaring fra valg i tidligere runder av eksperimentet, synes å gjøre flere valg som minimerer det maksimale tapet og/eller maksimerer forventningsverdien av utfallene. Gjentatte tap øker imidlertid tapsaversjon i senere runder, and således valg som minimerer tap. Den andre artikkelen diskuterer bønders preferanser for forbedringer i økosystemtjenester (ØT) ved elver, og undersøker hvilken rolle forsyningstjenester har i å forklare heterogenitet i preferansene. Vi spesifiserer fire ØT atributter: i) pålitelighet i vannforsyningen, ii) flomvern, iii) vegetasjon langs elvebredden, og iv) vannkvalitetsforbedringer; og gjennomfører et valgeksperiment blant småbønder i Etiopia. Vi finner at bøndene har sterke preferanser for å forbedre alle ØT ved elver, og sterkest for de attributter som øker forsyningstjenesten i form av deres egne avlinger. Bøndene viser heterogenitet i sine preferanser for ØT i elvene i form av: i) Bønder med tilgang til land som kan vannes kunstig er villig til å betale mer for bedret vannforsyning, ii) de som driver med birøkt er villig til å betale mer for mer vegetasjon langs elvebredden, og iii) bønder med jorder lenger vekk fra elven er villig til å betale mindre for forbedret flomvern. Dette er i tråd med den høye grad av tapsaversjon som ble observert i den første artikkelen. Den tredje artikkelen rapporterer om bønders preferanser for genegenskaper blant kaffevarieteter, og finner bevis for at bøndene har sterkere preferanser for avlingsstabiliserende egenskaper slik som sykdomsresistens og værtoleranse enn for egenskaper som gir store avlinger og tidligere modning. Dette betyr at bøndene prioriterer kaffeegenskaper som gir stabil avling heller enn maksimal avling når de konfronteres med miljø- og værmessige stressfaktorer. Så til tross for vellykkede avlsprogrammer som leverer varieteter av kaffe som gir store avlinger, er småbønders anvendelse av disse mindre enn det som er ønsket. Derfor er det viktig å forstå småbønders preferanser for egenskaper ved kaffe slik at det kan utvikles nye, forbedrede varieteter som de etterspør og vil anvende slik at deres avlinger øker. Det innebærer også at in-situ bevaring av kaffens genetiske diversitet bør komplementeres med ex-situ bevaring, for å bevare kaffe varieteter med egenskaper som bøndene i mindre grad foretrekker å plante og opprettholde på markene sine. På samme måte som i artikkel 1 og 2, ser vi at etiopiske bønder har en høy grad av tapsaversjon når de velger mellom klimatilpasningsstrategier. Den fjerde artikkelen undersøker hvordan miljø- og klimaskepsis påvirker bønders preferanser for økt skogbevaring. Resultatene avslører en stor grad av klimaskepsis, slik som at Gud forårsaker klimaendringer og at påstander om klimaendringer i media er overdrevet Miljø- og klimaskepsis medfører en signifikant reduksjon i bøndenes sannsynlighet for å betale for skogbevaring. Bøndene som erkjenner skogens bidrag til å redusere klimaendringer, og de som erkjenner de langsiktige nyttevirkninger av klimatilpasningstiltak framfor kortsiktig vinning av ikke å tilpasse seg, har derimot en høyere sannsynlighet for å betale for skogbevaring, og høyere gjennomsnittlig betalingsvillighet enn andre. Bøndenes sannsynlighet for å betale for skogbevaringsprogammer øker også signifikant med høyere utdanningsnivå og høyere oppmerksomet omkring avskoging, som også er forbundet med lavere nivå av miljø- og klimaskepsis. Det betyr at økt utdanning og aktiviteter som gir økt oppmerksomhet omkring avskoging er viktige for å redusere miljø- og klimaskepsis og øke skogbevaring som et klimatiltak. Samlet sett gir de fire artiklene bevis for et høyt nivå av tapsaversjon blant småbønder i Etiopia ved klimaindusert usikkerhet. Bøndene viser sterke preferanser for flomvern og genetiske egenskaper ved kaffe som gir stabile avlinger, slik som værtoleranse og sykdomsresistens, og foretar valg som minimerer tap under usikkerhet. Bøndene har også signifikante og positive preferanser for å bevare økosystemtjenester av elver og skog. Med tilpassede tiltak som reduserer risiko for avlingstap og promoterer bærekraftige tilpasningstiltak, kan småbønder være de som i hovedsak forvalter og drar nytte av økosystemtjenestene ved å øke deres evne til å tilpasse seg klimaendringer på lang sikt. Det kan bidra til Etiopias bestrebelser på å oppnå ambisjonen om å bygge en klimabestandig, grønn økonomi.