Agriculture and Water Management Under Climate Change
- 2024
- Buch
- Herausgegeben von
- Öner Çetin
- Buchreihe
- SpringerBriefs in Earth System Sciences
- Verlag
- Springer Nature Switzerland
Über dieses Buch
Dieses Buch analysiert, wie sich Großereignisse wie die jüngste Pandemiekrise, Kriege auf der ganzen Welt und der Klimawandel auf die landwirtschaftliche Produktion und die direkte Nahrungsmittelversorgung ausgewirkt haben. In diesem Sinne wird die menschliche Ernährung nie von der Tagesordnung verschwinden. Das Buch bietet Informationen und Richtlinien sowohl für Praktiker als auch für Entscheidungsträger über wichtige Entwicklungen bei der Nutzung von Landwirtschaft, Boden und Wasserressourcen für landwirtschaftliche Zwecke, einschließlich der effektiven und effizienten Nutzung von Boden- und Wasserressourcen, wo landwirtschaftliche Produktion, die Steigerung der Wasserproduktivität, der Einsatz moderner Technologien und die Digitalisierung zu diesem Zweck stattfinden. Dementsprechend wurden eine Reihe von Kapiteln von Experten auf diesem Gebiet vorbereitet, die eine Vielzahl der oben genannten Ziele abdecken.
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Über dieses Buch
This book analyzes how major events such as the recent pandemic crisis, wars around the world and climate change, have affected agricultural production and the direct food supply. In this sense, human nutrition will never be off the agenda. The book provides information and guidelines for both practitioners and decision-makers about important developments in the use of agriculture, soil and water resources for agricultural purposes, including the effective and efficient use of soil and water resources where agricultural production, increasing water productivity, the use of modern technology and digitalization for this purpose. Accordingly, a number of chapters have been prepared by experts in the field, covering a variety of the above-mentioned objectives.
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Inhaltsverzeichnis
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Frontmatter
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Chapter 1. Climate and Crop Production Crisis
Zoran Jovović, Ana Velimirović, Neşe YamanDas Kapitel vertieft sich in die komplizierte Beziehung zwischen Klimawandel und Pflanzenproduktion und betont die entscheidende Rolle menschlicher Aktivitäten bei der Verschärfung der globalen Erwärmung. Sie unterstreicht die dringende Notwendigkeit von Anpassungsstrategien in der Landwirtschaft, um die negativen Auswirkungen des Klimawandels wie extreme Wetterereignisse und steigende Temperaturen abzumildern. Der Text untersucht auch das Potenzial fortschrittlicher Technologien und nachhaltiger Verfahren, einschließlich Präzisionslandwirtschaft und klimafreundlicher Bewässerungssysteme, um die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen zu verbessern und die Ernährungssicherheit zu gewährleisten. Darüber hinaus wird die Bedeutung internationaler Zusammenarbeit und politischer Entwicklung bei der Bewältigung der globalen Krise des Nahrungsmittelsystems diskutiert. Das Kapitel schließt mit der Betonung der entscheidenden Rolle von Wissenschaft und Forschung bei der Anpassung der Landwirtschaft an ein sich wandelndes Umfeld und der Sicherstellung einer nachhaltigen Zukunft für den Sektor.KI-Generiert
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AbstractClimate change and its impact on the fate of humanity is one of the biggest challenges of today and a key topic of global discussion. Enormous economic activity, complex technologies, and rapidly growing ecologically destructive humanity have led to significant disruptions of the planetary ecological system. New scientific achievements and technological advancements have significantly benefited humanity, enabling easier exploitation of nature, and improving life quality. However, these advancements have also led to anthropogenic impacts on the environment, contributing to climate change through increased greenhouse gas emissions. Climate change adversely affects global agriculture and food security by causing extreme weather events, disrupting crop production, and elevating food prices. Agriculture both contributes to and suffers from climate change, as agricultural activities emit significant greenhouse gases and face challenges like soil infertility and water scarcity. Understanding climate change is crucial for planning adaptation strategies to ensure sustainable food systems. Technological innovations and sustainable practices are essential to enhance agricultural resilience. Future research should focus on sustainable practices, soil health, and climate smart technologies to mitigate climate change effects and ensure long-term food security. -
Chapter 2. Adoption of Water-Saving Technologies in Agriculture
Andres Jaramillo ValenciaDas Kapitel "Adoption wassersparender Technologien in der Landwirtschaft" geht der entscheidenden Rolle von wassersparenden Technologien (WST) bei der Bekämpfung der weltweiten Wasserknappheit nach. Er untersucht die Geschichte und Entwicklung von WST, wie etwa Tröpfchen- und Sprinklerbewässerungssystemen, und deren Auswirkungen auf landwirtschaftliche Produktivität und ökologische Nachhaltigkeit. Der Text diskutiert die Faktoren, die die Einführung dieser Technologien vorantreiben und behindern, einschließlich wirtschaftlicher Anreize, Infrastruktur und soziokultureller Wahrnehmungen. Er hebt auch die potenziellen Vorteile und Herausforderungen hervor, die mit der weit verbreiteten Einführung von WST verbunden sind, und betont die Notwendigkeit gezielter politischer Maßnahmen und Unterstützung zur Förderung eines nachhaltigen Wassermanagements in der Landwirtschaft.KI-Generiert
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AbstractWater-saving technologies (WST) refer to tools, systems, and practices designed to reduce water consumption and enhance water efficiency in various applications, including agriculture, industry, and domestic use. These technologies aim to conserve water resources by minimizing waste, optimizing usage, and promoting sustainable water management. The adoption of water-saving technologies, particularly in agricultural advanced irrigation systems, presents equally significant opportunities and challenges. Precision irrigation systems such as sprinkler and drip irrigation can help conserve water and improve irrigation efficiency and water productivity. The adoption of water-saving technologies in agriculture is influenced by a complex interplay of factors that vary significantly between developed and developing countries. In many developing countries, traditional farming practices are deeply rooted, and there is often resistance to change. Adoption of modern technologies requires enormous efforts in capacity building and water policy drafting and implementation. Continued research, development, social work in farming communities, monitoring, and evaluation are key to ensure food security in a water-constrained future. -
Chapter 3. Use of Technology in Agriculture: Some Examples in Turkiye and Other Countries
Orhan KurtDas Kapitel geht auf die entscheidende Rolle der Technologie in der modernen Landwirtschaft ein und betont die Notwendigkeit, die Produktion zu steigern und die Ernährungssicherheit inmitten einer wachsenden Weltbevölkerung zu gewährleisten. Es wird die Entwicklung landwirtschaftlicher Praktiken diskutiert, wobei der Schwerpunkt auf der Integration von Informations- und Kommunikationstechnologien liegt, die als Landwirtschaft 4.0 bekannt ist. Der Text liefert Beispiele aus der Türkei, in denen innovative Methoden wie Präzisionslandwirtschaft und digitale Landwirtschaft vorgestellt werden. Darüber hinaus werden erfolgreiche landwirtschaftliche Technologieimplementierungen in Ländern wie Großbritannien, den Niederlanden, den USA, Israel und Japan untersucht. Das Kapitel unterstreicht das Potenzial dieser Technologien, die Produktivität zu steigern, Umweltauswirkungen zu verringern und Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. Sie betont auch die Bedeutung politischer Unterstützung und der Ausbildung von Landwirten bei der weit verbreiteten Übernahme dieser Innovationen.KI-Generiert
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AbstractUse of technology and/or new innovations in agricultural production has become important for both effective and efficient use of resources, saving time and labor. It plays, because, a critical role in increasing productivity, reducing environmental impacts, and achieving sustainability goals. In this chapter, some examples of the use of technology in agriculture are given, and also, some technology applications in Turkiye and other countries are discussed. An example of the application of digitization, use of sensors, and other automation equipment in agriculture based on the whole farmers of a village under the name of “Smart Village Project” in Turkiye for both crop and animal production and its components are explained. Similar examples from some countries in the world are also given. -
Chapter 4. Irrigation Management and Innovative Approaches in Cotton Under Climate Change
Öner ÇetinDas Kapitel geht den Herausforderungen nach, die der Klimawandel für die Baumwollproduktion darstellt, und hebt die Anfälligkeit von Baumwollpflanzen für Temperaturschwankungen, Dürre und Wasserknappheit hervor. Es betont die Bedeutung nachhaltiger Wassermanagementpraktiken wie Defizitbewässerung und effiziente Bewässerungsplanung, um Baumwollerträge und -qualität zu maximieren. Der Text untersucht auch den Einsatz fortschrittlicher Technologien wie Präzisionslandwirtschaft, Fernerkundung und intelligenter Bewässerungssysteme, um den Wasserverbrauch zu optimieren und die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern. Darüber hinaus werden die wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile der Einführung innovativer Bewässerungsmethoden und -systeme diskutiert, was sie zu einer entscheidenden Ressource für Fachleute macht, die die Baumwollproduktion nachhaltig verbessern wollen.KI-Generiert
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AbstractCotton is primarily used as a raw material for textiles and garments but is also used for feed and energy. Climate change and water scarcity pose new challenges for cotton irrigation management. Since cotton is one of the most water-consuming crops, it can be irrigated with all irrigation methods if the necessary technical conditions are met. However, surface drip irrigation (SDI) and subsurface drip irrigation (SSDI) saved about 37–42% of water, respectively, compared to furrow irrigation. One of the ways to reduce water use and increase water efficiency in cotton is to use new technologies with pressurized irrigation systems and automation. This is based on some evaluation criteria such as irrigation system efficiency (%), distribution uniformity DU (%), total irrigation water used (m3 ha−1), water productivity (kg m-3) and water economy, irrigation water economical productivity ($ m−3), and farmer's net income ($ ha−1). For this, besides use of the drip irrigation, use of some soil and plant-based innovative and technological methods and devices has become important in order to save water and increase water efficiency and productivity. -
Chapter 5. Sustainable Use of Natural Resources, a New Requirement of the Route from Production to Consumption
Mioara Mihăilă, Andy Felix JităreanuDas Kapitel vertieft sich in die kritische Frage der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und betont die dringende Notwendigkeit ausgewogener Produktions- und Konsummuster, um Klimawandel und Ressourcendegradation zu bekämpfen. Es unterstreicht die Bedeutung nachhaltiger Entwicklungsziele und die Rolle natürlicher Ressourcen für die wirtschaftliche, soziale und ökologische Nachhaltigkeit. Der Text führt auch das Konzept der ökologischen Evaluierung ein und hebt eine Fallstudie eines Natura-2000-Gebiets in Rumänien hervor. Dieser praktische Ansatz zeigt das Potenzial für nachhaltiges Ökosystemmanagement und die wirtschaftlichen Vorteile des Schutzes natürlicher Ressourcen. Darüber hinaus werden in diesem Kapitel die Herausforderungen und Lösungen beim Management natürlicher Ressourcen diskutiert, einschließlich des Übergangs zu einer Kreislaufwirtschaft und der Notwendigkeit eines verantwortungsvollen Verbrauchs. Durch die Darstellung einer ganzheitlichen Sicht nachhaltigen Ressourcenmanagements bietet das Kapitel wertvolle Erkenntnisse für politische Entscheidungsträger, Umweltwissenschaftler und Nachhaltigkeitsmanager.KI-Generiert
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AbstractNatural resources constitute a topic of high interest in various fields of reference, including interdisciplinary ones. The consumption of natural resources and their value perception concerns both the economic and the political, social or administrative world. Agriculture, as the primary beneficiary and user of natural resources, is almost entirely dependent on the existence and quality of these resources. Since agriculture depends on satisfying the basic needs of individuals, it is extremely important to analyze resource consumption and production systems for which natural resources are the main inputs. Therefore, sustainable management of natural resources is among the most important issues. From the perspective of the production-consumption relationship and the sustainable development of consumption needs should be addressed simultaneously. In this sense, an eco-economic evaluation of a Natura 2000 site in Romania (Dobrina Forest) is presented, as an example and with the aim of emphasizing a sustainable way of assessing the consumption and exploitation of resources. The results indicate that ensuring sustainability on the production-consumption route significantly depends on the awareness of the vital role that natural resources have for the economic environment, as well as on changing the value perception of resource use. -
Chapter 6. Activities on the Efficient Use of Water in Agriculture in Türkiye Under Climate Change
Ahmet Şeren, Mehmet Uğur YildirimDas Kapitel beginnt mit der Hervorhebung der entscheidenden Rolle des Wassers in verschiedenen Sektoren und der zunehmenden Belastung der Wasserressourcen durch Wachstum und Klimawandel. Er geht auf die spezifischen Herausforderungen ein, vor denen die Türkei steht, darunter Wasserknappheit, Dürren und die Notwendigkeit einer effizienten Wassernutzung in der Landwirtschaft. Die Staatlichen Wasserwerke (DSI) werden als die Schlüsselinstitution dargestellt, die die Wasserressourcen verwaltet und moderne Bewässerungssysteme implementiert. Das Kapitel behandelt die Umstellung offener Bewässerungssysteme auf Druckleitungen, die Verwendung von Prepaid-Wasserzählern, die Automatisierung von Bewässerungssystemen und die Wiederverwendung von Abwasser zur Bewässerung. Darüber hinaus werden nichtstrukturelle Maßnahmen wie die geplante Wasserverteilung, die Überwachung durch räumliche Informationssysteme und das Dürremanagement abgedeckt. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Bedeutung institutioneller Reformen, insbesondere der Rolle der Wassernutzungsverbände (WUAs) bei der Gewährleistung einer nachhaltigen Wassernutzung in der Landwirtschaft.KI-Generiert
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AbstractIt has been realized once again why water is so important during the epidemic process, with the droughts experienced in recent years associated with the decrease in precipitation and increase in average temperature as a result of global warming. At this point, food security and supply based on irrigated agriculture have become the most important issue for humanity. The limited crop pattern in rainfed agricultural areas changes in irrigated areas. Agricultural irrigation is still the largest water using sector in the world and in Türkiye. About 69% of the world’s water resources are used in agriculture, 19% in industry, and 12% for domestic purposes. In Türkiye, these ratios are 76% in agriculture, 24% in industry and for domestic purposes, respectively. The limited water resources and the increasing demand in all sectors in Türkiye make it necessary to use the existing water resources in the most efficiently ways. Therefore, in water management, it is necessary to ensure a fair sharing and effective use of water between sectors in harmony with the environment. This chapter deals with the works under the structural and nonstructural measures implemented in Türkiye for effective use of water in agriculture. -
Chapter 7. Energy, Economic Growth, and Climate Change in Southeast European Countries
Flora Merko, Ermira H. KalajDas Kapitel "Energie, Wirtschaftswachstum und Klimawandel in den südosteuropäischen Ländern" untersucht die zentrale Rolle der Energie bei der Förderung des Wirtschaftswachstums und des Übergangs zu saubereren Energiequellen. Es werden die historischen und politischen Kontexte diskutiert, die die Energiemärkte in Albanien, Serbien, Kroatien, Bulgarien und Rumänien prägen. Der Text untersucht den Einfluss des Energieverbrauchs auf das Wirtschaftswachstum und die unterschiedlichen empirischen Erkenntnisse zu diesem Zusammenhang. Er betont auch die Bedeutung einer nachhaltigen Landwirtschaft und die Notwendigkeit von Subventionen, um den Einsatz erneuerbarer Energietechnologien zu fördern. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Notwendigkeit einer ausgewogenen Energiepolitik, die Effizienz, Umweltauswirkungen und technologische Innovation berücksichtigt, um nachhaltiges Wachstum zu erreichen.KI-Generiert
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AbstractThis study uses annual time series data from 2000 to 2021 to investigate the relationship between primary energy consumption and growth in Albania, Serbia, Croatia, Bulgaria, and Romania. These countries are economies that are located in Southern Eastern Europe and have been through a number of episodes that have made them of particular importance to the study of periods of economic expansion and stagnation. There is an extensive body of research that focuses on the relationship between the consumption of energy and the expansion of the economy. It is fact that climate change will also affects all these. The relationship between energy and growth has significant implications from various perspectives, including theoretical, practical, and policy considerations. The real gross domestic product per capita is the dependent variable that we employ in our estimated model. The independent variables that we have selected are as follows: energy consumption per capita, real gross fixed capital formation, exports, imports, and the political instability index among others. According to the findings of our estimation, political instability is a factor that hinders the process of economic growth and development in some countries. This finding is in line with our earlier expectations. -
Chapter 8. Empowering Agriculture in the Face of Climate Change with Smart Solutions
Somayyeh RazzaghiDas Kapitel geht auf die Herausforderungen ein, vor denen die Landwirtschaft aufgrund des Klimawandels steht, wie extreme Wetterereignisse, sich verändernde Vegetationsperioden und Wasserknappheit. Es unterstreicht das Potenzial intelligenter Lösungen wie Präzisionslandwirtschaft, IoT-gestützter Technologien und Datenanalyse zur Steigerung der Widerstandsfähigkeit und Nachhaltigkeit. Der Text diskutiert auch praktische Anwendungen dieser Technologien, darunter klimatolerante Pflanzenauswahl, intelligente Bewässerungssysteme und die Integration erneuerbarer Energien. Trotz technologischer Beschränkungen betont das Kapitel die Bedeutung des Wissensaustauschs und des Kapazitätsaufbaus, um sicherzustellen, dass die Vorteile intelligenter Lösungen allen Landwirten zugänglich sind. Durch die Behandlung dieser Themen zielt das Kapitel darauf ab, die Lücke in der bestehenden Literatur zu schließen und einen Fahrplan für einen widerstandsfähigeren und nachhaltigeren Agrarsektor zu erstellen.KI-Generiert
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AbstractClimate change imposes significant agricultural obstacles, impacting productivity, water resources, crop, and soil health. This chapter explores these impacts and highlights the significance of innovative approaches to enhance resilience. The chapter started with a general view of climate change and its adverse effects on agriculture. It was indicated that smart technologies are crucial in reducing these effects. Some of these techniques like precision agriculture, the Internet of Things (IoT) enabled farming, data analytics, vertical farming, robotic farming, blockchain in supply chain management, smart irrigation systems, livestock monitoring, mobile applications, and farm management software are discussed for their capability to improve resource use and enhance productivity. Moreover, the chapter covers practical applications such as climate-resilient crop selection, adaptive irrigation management, drought monitoring, and climate-smart pest and disease management to enhance climate resilience in conjunction with soil health management, agroforestry, windbreaks, carbon sequestration practices, weather index insurance, and risk management strategies in detail and emphasized the importance of knowledge sharing and capacity building. Agriculture can endure climate change by utilizing these smart solutions, promoting sustainability and food security. This holistic strategy empowers farmers to deal with the challenges of a changing climate and strengthens a resilient agricultural future. -
Chapter 9. Conservation Techniques in Agriculture Under Climate Change
Urfan Taghiyev, Ulker YusubovaDas Kapitel "Erhaltungstechniken in der Landwirtschaft unter dem Klimawandel" geht der entscheidenden Rolle des Bodens in der Landwirtschaft und der dringenden Notwendigkeit von Erhaltungspraktiken zur Bekämpfung der Bodendegradation und des Klimawandels nach. Er beleuchtet die Prinzipien der konservierenden Landwirtschaft, wie minimale Bodenstörung, Fruchtfolge und dauerhafte Bodenbedeckung, und diskutiert verschiedene Bodenbearbeitungstechniken und ihre wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen. In diesem Kapitel werden auch die Vorteile einer konservierenden Landwirtschaft untersucht, darunter eine erhöhte Biodiversität, Arbeitseinsparungen und eine verbesserte Bodengesundheit, was sie zu einer wertvollen Ressource für Fachleute macht, die nachhaltige Anbaumethoden umsetzen wollen.KI-Generiert
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AbstractSoils, which are the main factor in crop and animal production, are a living and heterogeneous natural resource and face many negative impacts during conventional agricultural activities. This chapter presents an analysis of the results of research on the tillage system. When conducting research, our main goal was to study the negative impact on the soil during the use of agricultural aggregates, as well as the impact of resource-saving technologies on increasing soil fertility and naturally increasing both the productivity of agricultural machines and increasing yields. Conservation agriculture (CA) is a new resource management system compared with the traditional form, biological activity and physical structure are preserved. The CA also provides for the use of resource-saving technologies and organic seed material, as a result of which productivity and yield increase, as well as the number of passes through the field and environmental pollution decrease. In this chapter, the main topics such as soil vitality, minimum and/or zero tillage, weed control, cultivation techniques and economic rationale, which constitute the main function of conservation agriculture, are covered.
- Titel
- Agriculture and Water Management Under Climate Change
- Herausgegeben von
-
Öner Çetin
- Copyright-Jahr
- 2024
- Verlag
- Springer Nature Switzerland
- Electronic ISBN
- 978-3-031-74307-8
- Print ISBN
- 978-3-031-74306-1
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-3-031-74307-8
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