Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)!...

35
Agroecology and climate change in South Africa: The contribution agriculture can make to reversing global warming Prepared for AIDC/One Million Climate Jobs campaign August 2013

Transcript of Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)!...

Page 1: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

   

       

Agroecology  and  climate  change  in  South  Africa:  The  contribution  agriculture  can  make  to  reversing  global  warming  

   

Prepared  for  AIDC/One  Million  Climate  Jobs  campaign    

   

August  2013      

Page 2: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

i    

Table  of  contents    Introduction  ...........................................................................................................................................  1  

The  agri-­‐food  system  and  climate  change  ..............................................................................................  2  

Overview  of  the  global  carbon  cycle  ......................................................................................................  4  

Carbon  sources  sinks  and  fluxes  .........................................................................................................  4  

The  soil-­‐plant  ecosystem  ....................................................................................................................  6  

Reducing  atmospheric  carbon  and  nitrogen  ......................................................................................  8  

Primary  agricultural  production  and  greenhouse  gas  emissions  in  South  Africa  ...................................  9  

Livestock  and  climate  change  in  South  Africa  ..................................................................................  10  

Synthetic  fertiliser  use  and  climate  change  in  South  Africa  .............................................................  12  

Agroecological  responses  and  challenges  ............................................................................................  13  

“Oxidise  less,  photosynthesise  more”  ..............................................................................................  15  

Livestock  and  holistic  management  .................................................................................................  18  

What  climate  impact  might  this  have?  .............................................................................................  19  

Challenges  ........................................................................................................................................  19  

Possible  employment/livelihood  impacts  ............................................................................................  20  

Technologies  and  scale  .....................................................................................................................  20  

Employment  and  livelihoods  in  primary  agriculture  ........................................................................  22  

Extension  and  R&D  ...........................................................................................................................  24  

Practical  starting  points  ........................................................................................................................  25  

Acronyms  ..............................................................................................................................................  27  

Glossary  ................................................................................................................................................  28  

Links  ......................................................................................................................................................  29  

References  ............................................................................................................................................  31  

 

Page 3: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

1    

Introduction    The  focus  of  this  paper  is  on  climate  change  and  the  agri-­‐food  system,  especially  looking  at  primary  agriculture,  i.e.  the  actual  production  of  agricultural  products  on  the  farm,  as  opposed  to  inputs  such  as  fertilizer,  animal  feed  as  well  as  processing,  transport  and  storage,  for  example.  It  is  clear  from  the  available  information  that  primary  agriculture  produces  the  largest  greenhouse  gas  emissions  throughout  agri-­‐food  chains.    Climate  change  is  one  of  nine  key  ecosystem  processes  that  are  currently  under  pressure,  to  a  greater  or  lesser  extent  as  a  result  of  human  activities1  (Rockstrom  et  al.,  2009).  It  is  one  of  the  three  ecosystem  processes  that  are  already  exceeding  their  safe  operating  boundaries,  the  other  two  being  loss  of  biodiversity  and  the  nitrogen  cycle  (Dietz  &  O’Neill,  2013:20).  These  are  all  connected,  along  with  desertification,  acidification  and  other  ecological  factors  we  are  facing  in  land  and  water  ecosystems  as  a  whole.    The  biosphere  (the  arena  of  life  on  earth)  and  atmosphere  (the  air  surrounding  the  earth)  are  systems  that  generally  are  balanced.  The  unique  conditions  this  balance  creates  allowed  for  life  to  arise  on  the  planet.  However  human  activities  threaten  that  balance.  One  of  the  most  important  is  the  gradual  warming  of  the  whole  ecosystem  caused  by  the  release  of  gasses  into  the  atmosphere  that  are  not  taken  out  again  in  a  short  time  frame.  Scientists  fear  that  human  driven  changes  to  climate  may  produce  temperatures  between  2-­‐4.5oC  warmer  than  current  average  global  temperatures  (IPCC,  2007:12).  In  Africa  this  could  be  up  to  7oC  according  to  the  United  Nations  Development  Programme2.These  temperature  increases  can  reach  a  point  where  the  delicate  balance  in  the  biosphere  and  atmosphere  is  disrupted,  with  potentially  disastrous  consequences.      Humanity  can  respond  in  one  of  two  ways  to  this  challenge.  We  can  either  reduce  our  greenhouse  gas  emissions  so  that  we  are  not  putting  more  gasses  into  the  air  than  we  are  taking  out  of  the  air.  This  requires  large-­‐scale  changes  to  industry,  transport,  housing  and  manufacturing.  On  the  other  side,  we  can  try  to  increase  absorption  of  these  gasses  out  of  the  atmosphere  at  a  rate  higher  than  we  are  putting  them  in.  Agriculture  has  a  major  role  to  play  in  responding  to  the  challenges  of  climate  change.  The  industrial  agri-­‐food  model  that  relies  on  fossil  fuel  inputs  (fertilisers,  agrochemicals,  tractors  and  other  industrial  machinery),  intensive  livestock  production  and  long  distance  transport  (including  by  air)  is  responsible  for  producing  a  large  share  of  greenhouse  gas  emissions.  We  must  change  the  way  we  produce  and  distribute  food  so  we  can  reduce  these  emissions.  On  the  other  hand,  agriculture  is  perhaps  the  best  placed  economic  activity  in  efforts  to  absorb  greenhouse  gasses  out  of  the  atmosphere.  Photosynthesis  –  the  basic  functioning  of  plants  in  combining  sunlight  and  water  into  energy  –  is  responsible  for  net  removal  of  98%  of  all  greenhouse  gasses  from  the  atmosphere.  This  paper  looks  at  both  sides  of  agriculture:  the  activities  responsible  for  emitting  greenhouse  gasses  (especially  livestock  and  the  use  of  synthetic  fertilisers)  and  the  activities  that  can  increase  absorption  and  long  term  storage  (sequestration)  of  these  gasses  in  a  beneficial  form  in  the  soil.    The  ecological  challenges  face  humanity  at  the  same  time  as  economic  systems  are  increasingly  concentrated,  causing  ever-­‐larger  numbers  of  people  to  be  passive  consumers  of  goods  and  services  produced  elsewhere  rather  than  active  economic  participants.  While  more  jobs  may  be  required,  we  also  need  a  change  in  the  economic  system  that  has  some  people  working  for  others  without  any  decision-­‐making  power  as  to  what  to  produce  or  how  to  distribute  the  wealth  created.  Again                                                                                                                            1  Climate  change,  biodiversity  loss,  nitrogen  and  phosphorous  cycles,  stratospheric  ozone  depletion,  ocean  acidification,  global  freshwater  use,  changes  in  land  use,  atmosphere  aerosol  loading  and  chemical  pollution  2  http://web.undp.org/africa/climate_change.shtml  

Page 4: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

2    

agriculture  has  a  key  role  to  play.  The  majority  of  the  world’s  agricultural  producers  are  small-­‐scale  (producing  on  small  pieces  of  land  and/or  with  relatively  small  financial  turnovers).  They  are  not  working  directly  for  someone  else  in  a  “job”  but  are  critical  actors  in  the  agricultural  and  food  economy.  In  South  Africa,  small-­‐scale  agriculture  was  long  ago  driven  to  the  margins  of  subsistence  and  a  large  corporate  model  has  become  dominant  especially  in  the  past  20  years.  But  many  middle  sized  commercial  farmers  are  finding  it  difficult  to  make  ends  meet,  and  the  chances  of  a  significant  increase  in  formal  agricultural  employment  with  decent  standards  does  not  look  very  promising.  This  paper  considers  the  connection  between  changes  to  respond  to  the  climate  challenges  required  in  agricultural  production  and  distribution,  and  the  employment  or  livelihood  implications  of  these  changes.  While  there  is  little  empirical  work  on  these  so  far,  we  can  begin  to  see  the  possibility  of  a  radical  change  in  the  structure  of  production  and  distribution  with  a  beneficial  effect  on  drawing  many  more  people  actively  into  economic  activity.    In  preparing  this  paper  I  have  relied  heavily  on  an  excellent  book  by  Judith  Schwartz  (2013),  which  directly  answers  many  questions  about  the  possible  role  of  agriculture  in  reversing  climate  change  in  a  very  practical  way.  It  is  within  human  capability  and  knowledge.  Activists  need  to  work  with  farmers  and  food  producers  to  identify  and  put  into  practice  alternative  ways  of  producing  that  are  less  ecologically  damaging.  Agricultural  production  is  essential  for  the  survival  of  the  human  species.  A  reduction  in  productivity  will  mean  less  food  at  higher  prices.  The  losers  will  first  be  those  who  do  not  have  enough  money  to  buy  food,  and  those  who  do  not  have  access  to  land  or  other  resources  to  produce  food  for  themselves.    Without  changes  in  the  ways  we  produce  and  distribute  food  we  can  expect  the  further  growth  of  enclaves  of  wealth  surrounded  by  a  sea  of  poverty.    This  paper  starts  with  an  overview  of  the  role  of  the  agri-­‐food  system3  in  greenhouse  gas  emissions,  then  turns  to  some  of  the  basic  science  behind  climate  change,  focusing  on  carbon  pools  and  fluxes  and  the  soil-­‐plant  ecosystem.  It  then  looks  at  greenhouse  gas  emissions  in  South  African  agriculture,  with  some  focus  on  livestock  and  synthetic  fertiliser  use  as  the  two  major  contributors  to  greenhouse  gases  in  our  agri-­‐food  system.  Possible  agroecological  responses  to  the  challenges  of  greenhouse  gas  emissions  are  suggested,  and  connections  are  made  between  these  activities  and  jobs  or  livelihood4  opportunities.  Very  little  work  has  been  done  on  the  overall  employment  or  livelihood  impacts  of  adopting  agroecological  practices,  and  it  is  only  possible  to  make  some  very  broad  statements  at  this  stage.  The  paper  concludes  with  a  look  at  points  where  we  might  begin  to  do  some  practical  work,  and  an  initial  list  of  organisations  and  contacts  we  could  draw  into  a  campaign.  

The  agri-­‐food  system  and  climate  change    There  are  different  estimates  on  the  contribution  of  agri-­‐food  production  and  distribution  to  overall  greenhouse  gas  (GHG)  emissions.  GRAIN  (2011)  estimates  up  to  half  of  all  human-­‐generated  GHG  emissions  are  from  the  food  system.  GRAIN  identifies  chemical  fertilisers,  heavy  machinery  and  other  petroleum-­‐dependent  farm  technologies  as  important  contributors  to  emissions  in  production.  Destruction  of  forests  and  grasslands  for  expansion  of  cultivation  and  grazing,  and  the  creation  of  climate  damaging  waste  through  too  much  packaging,  processing,  refrigeration  and  long-­‐distance  transport  of  food  are  other  causes  GRAIN  identifies  (Table  1).    

                                                                                                                         3  The  ways  in  which  agricultural  products  and  food  are  produced  and  distributed  4  The  ways  in  which  people  meet  their  basic  needs  from  day  to  day  

Page 5: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

3    

Table  1:  Estimated  contribution  of  industrial  food  system  to  total  GHG  emissions     %  of  total  anthropogenic  

emissions  Agricultural  production     11-­‐15  Land  use  change  and  deforestation   15-­‐18  Processing,  transport,  packaging  and  retail     15-­‐20  Waste     2-­‐4  Total     43-­‐57  Source:  GRAIN,  2011:4    Other  studies  show  slightly  lower  estimates  than  this,  although  the  estimates  are  still  high.  According  to  Engelhaupt  (2008:3482),  food  production  results  in  one  third  of  total  global  emissions.  A  study  on  the  food  system  in  the  United  Kingdom  worked  out  that  food  contributed  19%  of  total  GHG  emissions  (Garnett,  2008).  Vermeulen  et  al.  (2012)  calculate  that  food  systems  contribute  19-­‐29%  of  total  human-­‐produced  greenhouse  gas  emissions.      A  lifecycle  assessment  approach  (LCA)  is  useful  because  it  looks  at  the  whole  value  chain,  not  just  at  primary  production.  A  simple  value  chain  includes  production  inputs  (especially  fertilisers,  pesticides  and  feed  for  livestock);  primary  production  (the  actual  production  of  crops  or  animals  on  the  farm);  transport,  storage  and  processing;  distribution  including  retail  (such  as  supermarkets),  and  consumption  (eating  the  food  or  otherwise  using  the  product).  But  everyone  agrees  that  the  major  emissions  in  the  agri-­‐food  system  are  from  primary  production.  Growing  and  harvesting  agricultural  products  is  responsible  for  83%  of  emissions  in  the  United  States  (Engelhaupt,  2008:3482).      Vermeulen  et  al.  (2012)  estimate  that  agricultural  production,  including  land  cover  change5,  contributes  80-­‐86%  of  total  food  systems  emissions.  Most  of  this  is  from  actual  production.  Pre-­‐production  (fertiliser  manufacturing,  energy  use  in  animal  feed  production  and  pesticide  production)  is  equal  to  about  5-­‐6%  of  emissions  from  agricultural  production  itself  (Vermeulen,  et  al.,  2012:198).  As  we  will  see  in  more  detail  below,  however,  the  contribution  of  fertilisers  and  animal  feed  production  in  releasing  greenhouse  gases  in  primary  production  are  important,  so  it  is  not  only  about  their  manufacture  but  also  their  use.    Engelhaupt  (2008)  indicates  that  red  meat  and  dairy  products  are  the  agricultural  sectors  making  the  largest  contribution  to  greenhouse  gas  emissions  (30%  and  18%  in  the  US).  Cereals/carbohydrates  (11%),  fruit  and  vegetables  (11%)  and  chicken/fish/eggs  (10%)  are  other  important  emitters.    A  major  study  by  the  United  Nations’  Food  and  Agriculture  Organisation  (FAO)  showed  that  primary  production  of  livestock  is  the  major  contributor  to  emissions,  with  93%  of  emissions  from  dairy  farming  from  the  start  of  the  process  until  the  farm  gate  (FAO,  2010).    A  South  African  life  cycle  assessment  on  dairy  in  the  Western  Cape  found  that  primary  production  accounted  for  51-­‐59%  of  total  greenhouse  gas  emissions  from  dairy  (in  carbon  dioxide  equivalents6  or  CO2e),  processing  was  10-­‐18%,  the  end  consumer  produced  13-­‐18%  of  emissions,  retail  produced  10-­‐13%,  packaging  was  4-­‐6%  and  distribution  was  2-­‐4%  (Notten  &  Mason-­‐Jones,  2013:36).  The  share  from  retail  and  processing  is  quite  high  because  of  the  use  of  coal-­‐based  electricity.  The  high  proportion  of  emissions  from  the  end  consumer  is  mainly  transport  of  the  product  to  their  houses,  with  use  of  private  cars  producing  high  levels  of  emissions.  The  range  in  estimates  arises  from  differences  in  farming  practices.                                                                                                                            5  Changes  between  one  use  of  land  (e.g.  forests)  and  another  (e.g.  agriculture  or  cities)  6  A  quantity  that  describes,  for  a  given  mixture  and  amount  of  greenhouse  gas,  the  amount  of  CO2  that  would  have  the  same  global  warming  potential  (GWP),  when  measured  over  a  specified  timescale  (generally,  100  years)  -­‐  https://en.wikipedia.org/wiki/Carbon_dioxide_equivalent  

Page 6: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

4    

 Vermeulen  et  al.  (2012:198)  worked  out  that  the  contribution  of  all  post-­‐production  emissions  is  about  10-­‐17%  of  total  emissions  from  the  agri-­‐food  system.  They  drew  from  studies  in  China,  because  there  is  no  information  from  other  places.  They  thought  China  could  be  used  as  an  average  because  China  is  a  large  middle-­‐income  country.  Refrigeration  (32%  of  emissions  after  production),  and  then  storage,  packaging  and  transport  (26%)  are  the  largest  emitters  after  production.  GRAIN  (2011:3)  estimated  processing  and  packaging  of  food  at  around  8-­‐10%  of  total  GHG  emissions.  Studies  of  the  European  Union  found  that  about  a  quarter  of  overall  transportation  involves  commercial  food  transport.  All  transport  accounts  for  about  25%  of  overall  GHG  emissions,  therefore  food  transport  is  around  6%  of  total  (GRAIN,  2011:3).  It  should  be  noted  that  this  is  in  highly  industrialised  systems,  so  transport  emissions  will  be  higher  than  in  less  industrialised  countries.  As  countries  urbanise  and  industrialise,  transport  emissions  will  increase.    Food  retail  is  estimated  to  produce  around  1-­‐2%  of  total  GHG  emissions  (GRAIN,  2011:3).  Food  refrigeration  contributes  an  estimated  3-­‐3.5%  of  total  emissions  in  the  UK,  with  about  2.4%  in  manufacturing,  retail  and  domestic  food  refrigeration,  and  another  1%  for  refrigerated  transport  of  imports  (Garnett,  2007).    Tristram  Stuart  (2009:302-­‐303)  estimates  that  fully  one  third  of  world  food  supplies  are  wasted,  either  through  inefficient  feeding  of  surpluses  to  animals,  waste  in  the  supply  chain  or  food  eaten  in  excess  of  needs.  Apart  from  the  moral  questions  this  poses,  if  food  waste  was  halved,  greenhouse  gas  emissions  could  be  reduced  by  5%  or  more.  And  if  trees  were  planted  on  land  currently  used  to  grow  wasted  surpluses,  further  greenhouse  gas  emissions  could  be  offset  (Stuart,  2009:xix).    The  overall  picture,  then,  is  that  the  agri-­‐food  system  is  a  big  contributor  to  total  human-­‐generated  greenhouse  gas  emissions,  even  though  estimates  vary  from  19%  to  57%.  A  lot  depends  on  how  food  is  produced  and  distributed  in  particular  places.  In  agri-­‐food  systems,  primary  production  is  by  far  the  largest  contributor  to  greenhouse  gas  emissions,  with  general  agreement  that  it  contributes  more  than  80%  of  total  emissions  from  the  agri-­‐food  system.  And  within  primary  production,  livestock  and  livestock  products  are  the  biggest  contributors,  though  this  may  include  production  of  feed  crops.  The  focus  of  this  paper  is  on  primary  production  as  the  priority  for  intervention,  given  its  overall  contribution  to  agri-­‐food  greenhouse  gas  emissions.  But  we  shouldn’t  think  of  agriculture  only  in  terms  of  how  much  GHG  emissions  it  is  producing,  that  is,  purely  as  a  problem.  Agriculture  can  play  a  very  important,  if  not  central,  role  in  reducing  atmospheric  carbon  to  sustainable  levels  and  at  the  same  time  responding  to  other  ecological  challenges.  

Overview  of  the  global  carbon  cycle  

Carbon  sources  sinks  and  fluxes    Carbon  is  one  of  the  basic  building  blocks  of  life:  “all  living  things  are  made  of  elements,  the  most  abundant  of  which  are  oxygen,  carbon,  hydrogen,  nitrogen,  calcium  and  phosphorous.  Carbon  is  the  best  of  these  at  joining  with  other  elements  to  form  compounds  necessary  for  life,  such  as  sugars,  starches,  fats  and  proteins.  Together,  all  these  forms  of  carbon  account  for  approximately  half  of  the  total  dry  mass  of  living  things”  (University  of  New  Hampshire,  n.d.:1).    Carbon  is  also  found  in  the  Earth’s  atmosphere,  soils,  oceans  and  crust.  These  are  carbon  pools  or  reservoirs.  Any  movement  of  carbon  between  these  pools  is  called  a  flux.  Fluxes  connect  reservoirs  together  to  create  cycles  and  feedbacks  (University  of  New  Hampshire,  n.d.:1).      

Page 7: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

5    

When  there  are  too  many  greenhouse  gases  (carbon  dioxide  and  others),  they  cause    a  heat  build-­‐up  with  negative  ecological  consequences.  Increasing  emissions  of  these  gases  caused  by  human  activities  are  a  dangerous  threat  (IPCC,  2007)  which  has  the  potential  to  alter  or  destroy  the  Earth’s  ecosystem  which  sustains  life.  The  release  of  carbon  into  the  atmosphere  through  burning  fossil  fuels,  deforestation  and  other  carbon-­‐generating  human  activities  have  not  been  matched  by  increasing  absorption  of  carbon  by  natural  sinks.  The  result  is  imbalances  in  the  ecosystem  (University  of  New  Hampshire,  n.d.:2).    Figure  1  shows  that  the  largest  carbon  pool  by  far  is  the  Earth’s  crust  where  it  is  stored  in  sedimentary  rocks,  equivalent  to  about  100  trillion  Gigatons  (Gt)7  of  carbon.  Another  4,000  Gt  are  stored  as  hydrocarbons  (fossil  fuels)  in  the  Earth’s  crust.    Figure  1:  A  simplified  diagram  of  the  global  carbon  cycle  

 Pool  sizes,  shown  in  blue,  are  given  in  petagrams  (Gt)  of  carbon.  Fluxes,  shown  in  red,  are  in  Gt  per  year.  Source:  University  of  New  Hampshire,  n.d.:3    The  Earth’s  oceans  contain  about  38,000  Gt  of  carbon,  with  about  1,000  Gt  of  carbon  near  the  surface  of  the  ocean  actively  involved  in  carbon  cycling  (it  is  available  to  be  moved  from  or  to  the  earth  or  water)  (University  of  New  Hampshire,  n.d.:4).    The  atmosphere  holds  about  750  Gt  of  carbon,  mainly  in  the  form  of  carbon  dioxide  (CO2)  and  a  lesser  amount  of  other  compounds  such  as  methane  (CH4).  CO2  is  only  a  small  part  of  the  atmosphere.  About  78%  of  the  air  is  nitrogen  (N2),  21%  is  oxygen,  and  argon  is  another  0.9%  of  the  atmosphere  (total  99.9%).  The  remaining  0.1%  is  mostly  water  vapour,  with  CO2  and  other  greenhouse  gases  like  methane  and  nitrous  oxide  only  making  up  a  very  small  part  of  the  

                                                                                                                         7  One  billion  tons  

Page 8: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

6    

atmosphere,  but  with  an  influence  out  of  proportion  to  their  presence  (Roston,  2008:169).  Water  vapour  in  the  atmosphere  has  a  major  warming  effect,  but  it  recycles  in  a  few  days  or  weeks  while  about  a  third  of  CO2  stays  in  the  atmosphere  for  hundreds  of  years  or  more.  The  more  carbon  is  in  the  atmosphere,  the  longer  it  stays,  and  the  hotter  it  gets  (Roston,  2008:168).    Terrestrial  (land)  ecosystems  hold  carbon  in  the  form  of  plants,  animals,  soils  and  micro-­‐organisms  (bacteria  and  fungi).  Of  these,  plants  and  soils  are  by  far  the  largest  pools,  and  store  around  2,060  Gt  of  carbon  between  them.  Unlike  the  Earth’s  crust  and  oceans,  most  of  this  carbon  is  in  organic  forms  (living  things  and  decomposed  remains  of  formerly  living  things).  Terrestrial  ecosystems  are  the  focus  of  this  paper,  and  shortly  we  will  look  in  more  detail  at  the  working  of  soil-­‐plant  interactions.    Life  on  Earth  has  survived  for  as  long  as  it  has  because  there  has  been  a  balance  in  the  amount  of  carbon  being  released  into  the  atmosphere  and  being  absorbed  back  into  the  Earth.  This  has  allowed  the  formation  of  the  right  ecological  conditions  for  life  to  flourish.  But  human-­‐generated  activities  over  the  past  150  years  have  caused  an  imbalance  by  releasing  more  carbon  into  the  atmosphere  than  is  being  reabsorbed.  Figure  1  shows  the  estimated  amount  of  carbon  that  moves  between  different  pools  every  year.  Burning  fossil  fuels  release  between  4  and  6  Gt/year  of  carbon  into  the  atmosphere  without  any  counterbalance  of  drawing  carbon  out.  Deforestation  (cutting  down  trees  and  not  replacing  them)  and  land-­‐use  change  (paving  over  soil  or  otherwise  stripping  land  of  plant  cover)  release  another  1  Gt  of  carbon  into  the  atmosphere  every  year.  This  carbon  in  the  air  causes  the  ecosystem  to  heat  up,  which  is  ok  in  some  instances,  but  can  also  have  unpredictable  effects  on  the  fragile  balance  within  which  we  can  thrive.    But  the  main  movement  of  carbon  between  pools  is  in  the  terrestrial  ecosystem  (plants  and  soil).  Photosynthesis8  draws  120  Gt  of  carbon  from  the  atmosphere  every  year  (of  which  half  goes  into  the  soil  through  the  absorption  of  dead  organic  matter).  Trees  are  the  main  store  of  carbon  amongst  plants  because  wood  is  dense  and  trees  can  be  large  (University  of  New  Hampshire,  n.d.:5).  This  flux  of  carbon  out  of  the  atmosphere  is  balanced  by  the  release  of  60  Gt/year  of  carbon  into  the  atmosphere  by  plant  respiration  (breathing)  and  another  60  Gt  per  year  by  soil  respiration.  Photosynthesis  accounts  for  98%  of  movement  of  carbon  out  of  the  atmosphere  (Soil  Carbon  Centre,  2004).  This  is  of  absolute  importance,  because  the  aim  is  to  move  extra  carbon  out  of  the  atmosphere.  Increasing  photosynthesis,  and  keeping  the  carbon  in  the  terrestrial  ecosystem  once  it  has  been  brought  out  of  the  atmosphere,  is  the  only  way  to  do  it.  That  means  storing  it  in  the  soil,  which  is  like  a  sponge  for  carbon  because  human  activities  have  depleted  an  estimated  50-­‐80%  of  soil  carbon  stores  since  the  start  of  the  industrial  era  (Schwartz,  2013:12).  

The  soil-­‐plant  ecosystem    One  of  the  most  important  functions  of  soil  is  the  recycling  of  nitrogen,  phosphorous,  carbon  and  other  nutrients.  This  occurs  in  interaction  with  plants,  and  the  two  cannot  be  separated  in  this  process.    

                                                                                                                         8  Photosynthesis  is  the  plant’s  ability  to  take  energy  from  the  Sun  and  combine  it  with  water  and  carbon  dioxide  to  make  food  and  mass.  It  is  the  basic  process  for  life  on  earth.  

Page 9: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

7    

   On  short  time  scales  (seconds  and  minutes)  plants  draw  carbon  (the  basis  for  plant  organic  compounds)  out  of  the  atmosphere.  Christine  Jones,  a  soil  scientist  from  Australia,  talks  about  the  “liquid  carbon  pathway”,  with  the  plant  as  a  two-­‐way  pump.  “The  upward  flow  is  water,  minerals  and  other  substances  the  plant  needs;  the  downward  flow  is  soluble  carbon  (dissolved  organic  carbon)  that  seeps  into  and  out  through  the  plant’s  roots  so  as  to  feed  other  organisms  in  the  soil”  (Schwartz,  2013:34).  These  other  organisms  are  vital  to  the  task  of  capturing  and  storing  carbon  in  the  soil.    Mycorrhizal  fungi  (meaning  ‘root  fungi’)  forge  symbiotic  associations9  with  the  roots  of  plants.  They  get  their  energy  in  liquid  form  from  the  roots  of  plants,  attaching  themselves  to  the  plant  root  and  producing  a  network  of  threads  that  extend  the  root  system  into  the  soil.  They  act  as  a  connection  between  the  plant  and  the  soil,  drawing  carbon  from  the  plant  and  in  exchange  taking  nutrients  from  the  soil,  such  as  phosphorous,  zinc,  calcium,  boron,  copper  and  organic  nitrogen,  and  providing  these  to  the  plant  (Jones,  2009:4).  Mycorrhizal  fungi  work  together  with  many  other  living  organisms  in  the  soil  that  assist  the  process.  Mycorrhizae  play  a  critical  role  in  forming  soil.    On  longer  time  scales,  carbon  from  dead  plant  material  can  be  incorporated  into  soils  where  it  might  reside  for  years,  decades  or  centuries  before  being  broken  down  by  soil  microbes  and  released  back  into  the  atmosphere  (University  of  New  Hampshire,  n.d.).      The  other  side  of  the  cycle  is  respiration  (where  some  of  the  carbon  is  released  back  into  the  atmosphere),  and  oxidation  or  combustion  (burning),  which  turn  carbon  compounds  back  into  CO2  and  water  and  release  energy.      Carbon  isn’t  the  only  greenhouse  gas.  Greenhouse  gas  emissions  from  agriculture  are  dominated  by  non-­‐CO2  gases  methane  (CH4)  and  nitrous  oxide  (N2O)  from  crop  and  livestock  production  and  management  activities  (FAOSTAT,  2013)10.  Methane  is  a  natural  gas  emitted  through  anaerobic  respiration  (breathing  without  oxygen)  by  organisms  that  live  in  landfills  and  the  guts  of  ruminants11  (e.g.  cattle)  and  termites.  It  is  a  very  strong  greenhouse  gas,  with  about  25  times  the  warming  effect  of  CO2  over  100  years12.  Methane  lasts  for  a  shorter  time  in  the  atmosphere  than  CO2,  but  its  effect  is  far  greater  during  this  time.      

                                                                                                                         9  Relationships  in  which  both  the  plants  and  the  fungi  benefit  from  the  interaction  10  http://faostat.fao.org/site/705/default.aspx    11  Mammals  that  digest  plants  by  softening  them  in  one  part  of  the  stomach  first,  mainly  through  the  actions  of  bacteria,  and  then  regurgitating  the  semi-­‐digested  mass  and  chewing  it  again  12  https://en.wikipedia.org/wiki/Methane  

Box  1:  Some  key  soil  facts    

• A  sample  of  mineral  soil  consists  of  (by  mass)  minerals  (25-­‐95%),  water  (15-­‐35%),  air  (15-­‐35%)  and  organic  matter  (5%).  

• In  some  temperate  ecosystems,  5  tons  of  living  organisms  can  be  found  in  one  hectare  of  soil  –  most  of  which  still  need  to  be  studied.  

• Soil  can  reduce  the  risk  of  floods  and  protect  underground  water  supplies.  Soil  organic  matter  can  store  more  than  10  times  its  weight  of  water.  

• The  soils  of  Africa  store  about  200  Gigatons  of  organic  carbon  –  about  2.5  times  the  amount  contained  in  the  plant  communities  of  the  continent.  

 Source:  Jones  et  al.,  2013:9  

Page 10: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

8    

Unlike  for  carbon,  the  atmosphere  is  the  sole  major  nitrogen  sink,  with  99.999%  of  all  nitrogen  stored  in  the  atmosphere  (FAO,  2006:102).  The  molecular  nitrogen  (N2)  found  in  the  atmosphere  is  neither  a  greenhouse  gas  nor  an  air  polluter.  Although  N2  is  found  everywhere  in  the  atmosphere,  it  is  not  readily  available  for  plant  or  animal  use.  Only  a  few  natural  processes  (including  nitrogen  fixation  by  soil  bacteria)  can  convert  it  into  usable  form.  Lack  of  availability  of  nitrogen  in  the  form  needed  is  a  limit  to  plant  growth13.  Humans  invented  techniques  (known  as  the  Haber-­‐Bosch  process  after  its  inventors)  in  the  1930s  to  produce  nitrogen  synthetically  (through  manufacturing)  for  crop  production  (FAO,  2006:86).      Nitrogen  that  can  be  used  by  plants  and  animals  is  called  reactive  nitrogen  (Nr)  because  it  takes  a  chemical  form  that  can  react  with  other  chemicals.  )    Reactive  nitrogen,  especially  in  the  form  of  nitrous  oxide  (N2O)  is  a  very  strong  greenhouse  gas,  with  298  times  the  warming  effect  of  CO2  over  100  years.  Thus  despite  its  low  concentrations  in  the  atmosphere,  it  is  the  third  largest  contributor  to  greenhouse  gases  (behind  CO2  and  CH4)14.        The  use  of  synthetic  fertilisers  led  to  an  increase  in  plant  yields,  but  also  to  an  increase  in  reactive  nitrogen  in  the  ecosystem,  because  reactive  nitrogen  is  inefficiently  used  by  plants  and  animals.  About  50%  of  synthetic  nitrogen  from  fertilisers  is  transported  downstream  or  downwind.    Reactive  nitrogen  has  become  widely  dispersed  in  the  water  and  air,  and  is  accumulating  in  the  environment  because  creation  rates  are  greater  than  removal  rates  (Galloway,  et  al.,  2003:342-­‐3).  Soils  reach  a  nitrogen  saturation  point,  and  the  excess  either  oxidises  to  become  N2O  or  leaches  into  water  as  nitrate  (Schwartz,  2013:49).  Seepage  of  reactive  nitrogen  into  water  ecosystems  leads  to  eutrophication  (too  much  plant  growth  and  decay),  hypoxia  (loss  of  oxygen  in  the  water),  loss  of  biodiversity,  increase  in  acid  levels  and  habitat  degradation  (Galloway,  et  al.,  2003:343).    Too  much  reactive  nitrogen  in  the  soil  removes  soil  carbon.  It  speeds  up  the  growth  of  micro-­‐organisms  that  feed  on  nitrogen  at  the  expense  of  other  soil  dwellers,  and  these  microbes  eat  the  humus  (Schwartz,  2013:49-­‐50).  Humus  is  the  nutrient-­‐rich  layer  of  the  soil  plants  require  to  survive.  Too  much  nitrogen  also  decreases  biodiversity  in  many  natural  habitats  (Calloway,  et  al.,  2003:343).  Human  activity  is  thought  to  produce  about  30%  of  all  nitrous  oxide  released  into  the  atmosphere,  with  livestock  producing  about  65%  of  human-­‐related  nitrous  oxide15.  Elsewhere  the  US  Environmental  Protection  Agency  (EPA)  says  most  human-­‐generated  N2O  released  into  the  atmosphere  is  caused  by  the  application  of  nitrogen-­‐based  fertilisers16.    

Reducing  atmospheric  carbon  and  nitrogen    There  are  only  a  few  places  that  humans  can  intervene  to  reduce  the  levels  of  atmospheric  greenhouse  gases.  We  can  either  intervene  to  reduce  their  release  into  the  atmosphere,  or  to  increase  absorption  (especially  of  carbon)  out  of  the  atmosphere.    Reducing  the  amount  of  greenhouse  emissions  into  the  atmosphere  means  reductions  in  burning  fossil  fuels  and  cutting  down  trees.  Primary  agriculture  has  an  obvious  role  here,  since  some  fossil  fuel  emissions  come  from  agricultural  system  (machinery)  and  agriculture  (especially  industrial  agriculture)  is  responsible  for  clearing  forests  to  expand  cattle  grazing.      

                                                                                                                         13  Although  this  is  not  the  case  in  all  ecosystems,  for  example  tropical  ecosystems  are  limited  by  phosphorous  rather  than  nitrogen.  14  https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrous_oxide  15  https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrous_oxide  16  http://epa.gov/climatechange/ghgemissions/gases/n2o.html  

Page 11: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

9    

We  can  also  reduce  unnecessary  synthetic  nitrogen  use  in  agriculture.  The  problem  with  nitrogen  is  that  we  need  additional  nitrogen  for  agriculture,  because  natural  processes  do  not  convert  enough  into  a  form  we  can  use  in  agriculture.  We  can  improve  the  way  we  use  nitrogen  in  agriculture,  especially  as  half  of  synthetic  nitrogen  leaks  out  of  the  system  in  a  form  that  contributes  to  global  warming.  One  way  is  to  recycle  nitrogen  back  into  agriculture  again,  for  example  by  using  crop  residues  and  manure  as  fertilisers  About  13%  of  reactive  nitrogen  produced  by  animals  can  easily  be  collected  from  intensive  feedlots17,  and  39%  of  human  waste  (the  share  that  goes  through  urban  municipal  sewerage  systems)  is  also  easily  collectible.  It  can  either  be  removed  or  used  productively  such  as  for  biogas  for  energy  production  (Galloway,  et  al.,  2003:353).    The  only  possible  way  to  draw  carbon  out  of  the  atmosphere  is  to  increase  photosynthesis,  which  means  encouraging  more  plant  growth.    Before  dealing  with  the  details  of  these  proposals,  we  should  look  at  GHG  emissions  from  South  African  agriculture  to  see  what  other  issues  there  might  be.  

Primary  agricultural  production  and  greenhouse  gas  emissions  in  South  Africa    In  South  Africa,  primary  agriculture  produced  about  5%  of  total  greenhouse  gas  emissions  in  2000.  In  comparison  the  ‘energy  sector’  contributed  around  79%  (DEAT  2009:iii-­‐iv).  The  share  of  primary  agriculture  in  South  Africa  is  slightly  lower  than  estimates  elsewhere  as  indicated  in  the  section  on  agri-­‐food  chain  emissions  above.  This  may  partly  be  because  of  methodologies  based  on  estimates  and  standard  conversion  rates  rather  than  actual  measurements.  Of  course,  all  economic  sectors  consume  energy  and  so  that  has  to  be  distributed  into  the  various  sub-­‐sectors,  including  agriculture.  According  to  the  Department  of  Environmental  Affairs  and  Tourism  (DEAT),  energy  sector  emissions  in  agriculture  were  3,718  Gg  CO2e  in  2000  (99.7%  of  which  was  CO2).  This  equals  just  1%  of  total  energy  emissions  in  South  Africa  (DEAT  2009:20).    Agricultural  machinery  is  reported  separately  from  transport  emissions  where  possible  (DEAT  2009:26),  and  agricultural  vehicles  on  paved  roads  are  included  under  road  transport  (DEAT  2009:27).  But  energy  use  in  agriculture  is  obviously  not  a  priority  point  for  intervention  at  the  outset  because  it  is  a  small  amount.    Table  2:  South  African  agricultural  greenhouse  gas  emissions/removals  (Gigagrams),  2000  GHG  source  and  sink  category     CO2   CH4   N2O   Total  3.  Agriculture,  forestry  and  land  use     -­‐20  279.43   22  136.94   18  636   20  493.51  A.  Enteric  fermentation18       18  969.09     18  969.09  B.  Manure  management19       1  904.70   415.40   2  320.10  C.  Forest  land     -­‐13  020.52       -­‐13  020.52  D.  Cropland     -­‐7  730.15       -­‐7  730.15  F.  Wetlands       190.89     190.89  I.  GHG  emissions  from  biomass  burning     471.24   1072.26   793.6   2  337.10  M.  Indirect  N2O  emissions  from  managed  soils  

    17  427   17  427  

Source:  DEAT  2009:iv    Agriculture,  forestry  and  land  use  had  net  emissions  of  20,492.51  Gg  CO2e  in  2000,  according  to  the  latest  South  African  government  statistics  (Table  2).  This  is  mainly  in  the  form  of  methane  and  nitrous  oxide.  With  reference  to  CO2  itself,  agriculture  and  forestry  is  a  major  carbon  reservoir.  

                                                                                                                         17  Confined  or  concentrated  animal  feeding  operations  where  livestock  are  fattened  for  market  18  The  digestive  process  by  which  carbohydrates  are  broken  down  by  microorganisms  into  simple  molecules  for  absorption  into  the  bloodstream  of  an  animal  19  The  capture,  storage,  treatment,  and  utilization  of  animal  manures  

Page 12: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

10    

 If  we  break  down  the  information  in  this  table,  we  can  make  it  more  readable:  Livestock:  enteric  fermentation  plus  manure  management  =  net  emissions  of  21,289.19  Gg  CO2e  Forests  and  cropping:  forest  land  plus  crop  land  plus  indirect  N2O  emissions  from  managed  soils  =  net  storage  of  3,323.67  Gg  CO2e  –  biomass  burning  could  be  added  to  this,  but  there  would  still  be  a  net  capture  and  long-­‐term  storage  of  986.57  Gg  CO2e.    So  according  to  these  figures,  the  major  challenge  in  South  African  primary  agriculture  is  enteric  fermentation,  followed  by  indirect  N2O  emissions  from  managed  soils.    Table  3:  South  African  agricultural  GHG  emissions,  201020  

Item   CO2e  (Gigagrams)  

%  of  total  

Enteric  fermentation   12,666.82   47.5  Manure  left  on  pasture   9,704.69   36.4  Synthetic  fertilizers   2,570.19   9.6  Crop  residues21   732.92   2.7  Manure  management   605.08   2.3  Burning  crop  residues   198.65   0.7  Manure  applied  to  soils   183.62   0.7  Cultivated  organic  soils   25.91   0.09  Rice  cultivation   6.47   0.02  Total   26,694.34   100  Source:  FAOSTAT,  http://faostat.fao.org/site/705/default.aspx    Later  figures  published  for  South  Africa  by  FAO  (FAOSTAT,  2010)  show  an  overall  increase  in  CO2e  produced  by  agriculture  and  forestry,  but  they  do  not  provide  a  breakdown  of  the  types  of  gases  emitted  (Table  3).  The  figures  emphasise  the  point  that  livestock  produces  the  main  emissions:  enteric  fermentation  and  manure  left  on  pastures  contribute  84%  of  all  primary  agricultural  emissions  between  them.  Synthetic  fertilisers  contribute  another  9.6%.  So  these  three  produce  nearly  95%  of  emissions  from  agricultural  production,  and  we  need  to  focus  on  them.  Much  smaller  amounts  are  released  through  crop  residues  and  manure  management.  

Livestock  and  climate  change  in  South  Africa    There  is  some  debate  about  the  role  of  livestock  in  climate  change.  It  is  a  difficult  question  because  of  the  wide  variation  in  structures  and  practices  of  production,  for  example  industrial  feedlots,  extensive  grazing  on  grasslands  and  pastures,  and  extensive  grazing  with  supplementary  feed  production.  Each  of  these  has  its  own  processes  that  release  and  absorb  greenhouse  gas  emissions.    As  we  have  seen,  the  largest  greenhouse  gas  emissions  in  agrofood  systems  including  in  South  Africa  are  from  enteric  fermentation  from  ruminants  (for  South  Africa  particularly  cattle,  sheep  and  goats).  This  functioning  of  the  ruminant’s  gut,  incorporating  micro-­‐organisms,  produces  methane.  In  addition,  nitrogen  fertilisers  for  the  production  of  feed  crops,  and  emissions  from  animal  manure  exposed  to  the  sun  both  release  reactive  nitrogen  into  the  air  (FAO,  2006).  As  we  saw  earlier  methane  and  nitrous  oxide  are  both  far  stronger,  unit  for  unit,  as  greenhouse  gases  than  CO2.  

                                                                                                                         20  All  computed  at  Tier  1  following  the  2006  IPCC  Guidelines  for  National  Greenhouse  Gas  Inventories,  Vol.  4,  Chapters  2,5,10  &  11;  available  by  country,  with  global  coverage  and  relative  to  the  period  1990-­‐2010,  with  annual  updates.  21  Materials  left  in  the  field  after  the  crop  has  been  harvested,  including  stalks,  stems,  leaves  and  pods.  

Page 13: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

11    

 

   In  South  Africa,  about  three  quarters  of  beef  sold  through  markets  passes  through  feedlots  (SAFA,  2013),  although  the  majority  of  cattle  are  not  marketed  in  the  formal  system  (Palmer  &  Ainslie,  2006).  There  is  a  split  in  systems  of  production.  Most  resource-­‐poor  farmers  rely  on  uncontrolled  extensive  grazing  without  providing  additional  feed.  Both  feedlots  and  uncontrolled  extensive  grazing  have  damaging  ecological  effects,  including  unnecessarily  high  levels  of  reactive  nitrogen  production  and  release.    There  is  disagreement  amongst  scientists  about  how  important  feedlot  production  is  in  producing  greenhouse  gases.  Thinking  about  climate  change,  the  main  issue  is  manure  management.  Feedlots  handle  manure  in  liquid  form,  in  lagoons  or  holding  tanks,  which  are  ideal  for  creating  methane.  If  cattle  graze  on  fields  in  lowered  concentration  rather  than  in  feedlots  (where  they  do  not  graze  but  are  fed  in  closed  areas),  the  manure  becomes  fertiliser  (Schwartz,  2013:27).  Others  argue  that  intensive  (feedlot)  production  is  better  than  grazing  because  it  limits  overgrazing  on  large  pieces  of  land  (FAO,  2006;  Galloway  et  al.,  2003).  But  this  depends  on  grazing  management.    To  manage  methane  emissions  from  existing  feedlots,  technologies  (such  as  controlled  anaerobic  digestion  in  a  closed  vessel)  exist  to  produce  biogas.  Using  this  gas  for  energy  can  reduce  methane  emissions  by  up  to  three  quarters  in  warm  climates  and  by  half  in  cool  climates  when  compared  with  storage  in  liquid  slurry  form  (FAO,  2006:121).  This  can  significantly  reduce  nitrogen  losses  in  industrial  feedlots.      Production  of  feed  crops  for  concentrated  feed  uses  a  lot  of  synthetic  nitrogen  fertiliser,  producing  a  large  amount  of  extra  reactive  nitrogen  that  damages  the  environment.  Maize  is  a  very  heavy  nitrogen  feeder,  and  47%  of  maize  in  South  Africa  is  used  for  livestock  feed  (Grant,  et  al.,  2012:13).  An  increase  in  cattle  grazing  in  fields  will  reduce  nitrogen  fertiliser  use  by  replacing  feed  crops  with  natural  grass.    When  we  think  about  feedlots  we  should  not  only  think  of  the  climate  effects  but  should  also  think  about  animal  health  and  social  issues.  Bovine  spongiform  encephalopathy  (BSE  or  ‘mad  cow’  disease)  started  in  feedlots  when  non-­‐meat  eating  animals  (cattle)  were  fed  the  diseased  remains  of  other  animals.  Socially  we  should  think  about  the  impact  of  the  ever-­‐greater  concentration  of  ownership  and  exclusion  of  most  people  from  active  participation  in  production  created  by  feedlots.    

Box  2:  Livestock  and  climate  change  globally    • Livestock  accounts  for  40%  of  agricultural  GDP  globally  • It  employs  an  estimated  1.3  billion  people  • Livestock  products  provide  one-­‐third  of  humanity’s  protein  intake  • Grazing  covers  26%  of  the  ice-­‐free  terrestrial  surface  of  the  planet  • Feedcrop  production  covers  another  33%  of  total  land  • Overgrazing,  leading  to  land  degradation,  and  deforestation  for  expansion  of  grazing  are  

major  problems  • Livestock  is  responsible  for  18%  of  greenhouse  gas  emissions  measured  in  CO2e,  and  9%  

of  human-­‐generated  emissions  • Livestock  emits  37%  of  human-­‐generated  methane  and  65%  of  human-­‐generated  N2O  • Ammonia  emissions  add  to  acid  rain  and  acidification  of  ecosystems.    Source:  FAO,  2006  

Page 14: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

12    

But  it  is  not  only  commercial  farming  that  poses  ecological  challenges.  Uncontrolled  extensive  grazing  is  also  a  problem,  leading  to  overgrazing  and  soil  and  veld  degradation  of  grasslands.  In  South  Africa  degradation  is  worst  in  the  communal  areas  of  the  former  homelands  (although  this  isn’t  necessarily  because  of  the  type  of  ownership  –  it  is  more  a  question  of  grazing  management  techniques).  In  the  early  1990s  52%  of  cattle  in  South  Africa  were  held  on  less  than  one-­‐fifth  (17%)  of  the  total  farming  area  in  the  former  homelands  (Palmer  &  Ainslie,  2006:12).  There  are  high  stock  numbers  in  these  areas  with  few  or  no  controls  over  movement  and  gazing  patterns  (Palmer  &  Ainslie,  2006:19).  Grasslands  are  major  carbon  sinks,  so  their  degradation  both  releases  greenhouse  gases  and  prevents  the  sequestration  (storage)  of  these  gases  in  the  land.    In  Southern  Africa  as  a  whole,  nitrous  oxide  emissions  from  livestock  went  down  a  lot  between  1970  and  2005  mainly  because  people  were  burning  less  grassland.  Fire  is  an  important  management  tool  in  keeping  grassland  systems  operating  properly  in  the  region  (Trollope  &  Trollope,  2004)  and  grassland  burning  was  still  the  biggest  source  of    nitrous  oxide  emissions  from  agriculture  in  the  region  in  2005  (about  52%  of  emissions)  (Hickman,  et  al.,  2011:371).  Emissions  from  pastures,  ranges  and  paddocks  constituted  another  34%  of  agricultural  nitrous  oxide  in  2005.  So  we  need  to  think  of  ways  to  change  practices  in  both  commercial  and  ‘traditional’  livestock  systems.      As  noted  earlier,  there  is  a  debate  about  the  role  of  livestock  in  methane  production.  It  is  not  clear  how  methane  and  the  number  of  ruminants  are  related.  A  joint  programme  of  FAO  and  the  International  Atomic  Energy  Agency  (IAEA)  noted  that  between  1999  and  2007  atmospheric  methane  concentrations  were  stable  while  the  population  of  ruminants  worldwide  increased  rapidly  (FAO/IAEA,  2010).  According  to  FAO  (2006:96)  “assessing  methane  emission  from  enteric  fermentation  in  any  particular  country  requires  a  detailed  description  of  the  livestock  population  (species,  age  and  productivity  categories),  combined  with  information  of  the  daily  feed  intake  and  the  feed’s  methane  conversion  rate”.  This  means  we  have  to  look  at  the  relationship  in  specific  contexts.    According  to  a  FAO  report  (2010),  emissions  from  dairy  production  are  about  4%  of  total  global  greenhouse  gas  emissions  from  human  activity,  looking  throughout  the  value  chain  (cradle  to  grave).  Milk  production,  processing  and  transportation  account  for  about  2.7%  of  total  emissions.  Sub-­‐Saharan  Africa  has  the  highest  emissions  per  kilogram  of  milk  products  of  any  region  in  the  world  (FAO,  2010:10).  Grassland  systems  have  higher  emissions  than  mixed  farming  systems  (where  crops,  animals  and  trees  are  grown  together).  About  93%  of  total  dairy  emissions  on  average  are  from  cradle  to  farm  gate.  This  means  inputs  and  primary  production  are  the  most  significant  sources  of  greenhouse  gas  emissions  across  the  value  chain.  Methane  is  the  main  greenhouse  gas  (about  52%)  produced  by  dairy,  while    nitrous  oxide  and  carbon  dioxide  emissions  from  dairy  are  greater  in  industrial  production  systems  than  in  less  industrialised  ones.  As  indicated  earlier,  an  LCA  done  on  dairy  in  the  Western  Cape  showed  primary  production  accounted  for  51-­‐59%  of  total  greenhouse  gas  emissions  from  dairy  (Notten  &  Mason-­‐Jones,  2013).    Ruminant  livestock  do  not  use  nitrogen  very  efficiently  (there  is  a  lot  of  waste),  and  absorb  only  about  14-­‐20%  of  nitrogen  from  feed.  The  rest  is  released,  although  –  if  used  as  organic  fertiliser,  or  directly  deposited  on  grassland  or  crop  fields  –  some  reactive  nitrogen  can  re-­‐enter  the  crop  cycle  (FAO,  2006:107).    

Synthetic  fertiliser  use  and  climate  change  in  South  Africa    Agricultural  soils  in  South  Africa  were  a  net  sink  of  CO2  in  the  early  1990s  (DEAT  2009:54).  The  main  greenhouse  gas  emissions  from  cropping,  as  indicated  above,  are  from  reactive  nitrogen  emissions  from  fertilisers.  For  Southern  Africa  as  a  whole,  direct  emissions  of  N2O  (production  by  bacteria  in  

Page 15: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

13    

agricultural  fields)  was  only  7.7%  of  total  agricultural  N2O  emissions  in  2005.  Indirect  emissions  (leaching22,  runoff  etc)  were  just  2.5%  of  the  total  (Hickman,  et  al.,  2011:371).  One  reason  these  are  so  low  is  because  of  low  levels  of  fertiliser  use  in  most  of  Southern  Africa.  South  Africa  uses  much  more  fertiliser  (51.34kg/ha  on  average  between  2002  and  2009)  compared  with  other  countries  in  the  region.  For  example,  Mozambique  only  used  an  average  of  4.43kg/ha  in  the  same  period,  with  other  countries  in  the  region  going  up  to  34kg/ha23.  The  emphasis  of  the  Green  Revolution24  is  to  increase  fertiliser  use,  and  this  is  supported  by  African  governments  in  the  2006  Abuja  Declaration25  on  expanding  fertiliser  use.  As  we  have  seen,  some  fertiliser  addition  is  needed  for  plants  to  grow.  Although  these  inputs  are  not  always  ideal  (e.g.  reactive  nitrogen  has  damaging  ecological  effects),  they  make  an  essential  contribution  to  food  production.  But  the  indiscriminate  use  of  these  chemicals  upsets  the  balance  of  the  ecosystem  and  may  not  always  be  the  best  answer.      Table  4:  Estimated  fertiliser  use  in  South  Africa  by  crop  (‘000  tons  of  nutrients  and  %  of  total),  2006-­‐2007     Cereals   Sugar  cane   Fruit  &  veg   Oilseeds   Other  crops   Total     Maize   Total  cereals  N+P+K   310  (39.5%)    378  (48.1%)   142  (18%)   112  (14.3%)   35  (4.5%)   119  (15.1%)   786  N   206  (48%)   243  (56.6%)   49  (11.5%)   49  (11.5%)   18  (4.2%)   68  (15.9%)   429  P2O5   84  (41%)   107  (52.5%)   27  (13%)   24  (12%)   14  (6.9%)   31  (15.2%)   204  K2O   21  (13.5%)   29  (19%)   66  (43%)   38  (25%)   2  (1.3%)   18  (11.8%)   153  *N=nitrogen;  P2O5=phosphorous;  K2O=potassium  Source:  Heffer,  2008:9    In  South  Africa  maize  is  by  far  the  largest  user  of  fertilisers  (40%  of  total  NPK26),  followed  by  sugar  cane  and  fruit  and  veg  (18%  and  14.3%  respectively)  (Table  4).  According  to  the  (then)  Department  of  Environmental  Affairs  and  Tourism27  (DEAT,  2009:39)  N2O  from  the  production  of  fertiliser  itself  in  South  Africa  is  negligible.  We  saw  earlier  that  fertiliser  production  was  a  small  part  of  total  agri-­‐food  system  emissions.  Around  40-­‐60%  of  nitrogen  for  fertiliser  production  in  South  Africa  is  imported  (FAO,  2005:20).  Managing  for  the  amount  of  fertiliser  and  the  form  and  timing  of  applications  can  increase  efficiency  by  up  to  70%  (FAO,  2006:106).  

Agroecological  responses  and  challenges    The  principle  underlying  agroecological  responses  is  to  adapt  production  to  the  environmental  and  social  conditions  rather  than  trying  to  bend  these  conditions  to  suit  the  production  goal.  Ojiem  et  al  refer  to  the  ‘socio-­‐ecological  niche’,  defined  as  “the  convergence  of  agroecological,  socio-­‐cultural,  economic  and  ecological  factors  to  describe  a  multidimensional  environment  for  which  compatible  technologies  can  be  predicted”  (Ojiem  et  al.,  2006:79).  Simply  put,  we  must  understand  the  place  well  before  we  try  to  introduce  technologies.  Technologies  that  developed  over  long  periods  of  time  through  experience  in  response  to  local  conditions  should  be  identified,  supported  and  built  up,  and                                                                                                                            22  Where  the  nitrogen  leaves  the  soil  through  drainage  water  23  World  Bank,  “World  Databank”,  http://databank.worldbank.org/data/home.aspx  24  The  Green  Revolution  is  a  way  of  farming  and  a  set  of  technologies  on  which  commercial  agriculture  everywhere  in  the  world  rests,  based  on  synthetic  fertiliser  and  pesticides,  hybrid  seeds,  debt/credit  and  sometimes  irrigation,  which,  if  successfully  applied,  can  lead  to  higher  yields  but  can  also  produce  greater  social  inequality  through  concentration  of  land  holdings  and  ecological  damage.  There  is  a  strong  push  for  the  adoption  of  these  technologies  and  methods  in  Africa  at  present,  spearheaded  by  Northern  governments  and  corporations  with  support  from  some  African  governments.      25  http://www.nepad.org/foodsecurity/knowledge/doc/1815/abuja-­‐declaration-­‐fertilizer-­‐african-­‐green-­‐revolution  26  Nitrogen,  phosphorous,  potassium  27  The  Department  of  Environmental  Affairs  (DEA)  since  2009  

Page 16: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

14    

maybe  blended  with  outside  technologies,  but  should  not  be  thrown  out  and  completely  replaced  by  outside  technologies.    Agroecological  responses  to  climate  change  focus  on  building  soil  life  or  “carbon  farming”,  which  requires  nurturing  soil  life  as  the  basic  starting  point.  It  is  a  longstanding  organic  principle  that  you  feed  the  soil,  not  the  plant.  The  antidote  to  oxidation  of  organic  soil  carbon  is  regenerative  agriculture;  working  the  land  with  the  goal  of  building  the  topsoil,  encouraging  the  growth  of  deep-­‐rooted  plants  and  increasing  biodiversity.  As  carbon  levels  in  the  soil  are  built,  land  productivity,  plant  diversity  and  resilience  amid  changing  conditions  will  follow  (Schwartz,  2013:12).    Agroecological  practices  are  best  understood  as  resource-­‐conserving,  life-­‐enhancing  methods  and  practices  of  producing  food,  applying  the  principles  of  nature  to  agricultural  production.  Box  3  highlights  core  permaculture  principles.  Permaculture  is  one  of  many  production  systems  that  fit  within  the  broad  umbrella  of  agroecology.  These  principles  are  a  great  guide  for  thinking  about  how  to  integrate  agricultural  production  into  the  ecosystem  in  a  mutually  beneficial  rather  than  extractive  way.  Plenty  has  been  written  on  the  practical  ways  to  go  about  doing  this.  There  is  a  long  history  of  organic,  agroecological,  conservation  farming,  bio-­‐dynamics,  permaculture  and  other  systems  of  production  with  key  similarities.  Many  of  these  connect  with  so-­‐called  ‘traditional’  farming  methods  based  on  trial  and  error  in  locally  unique  contexts.  These  many  practices  are  entirely  compatible  with  the  notion  of  “carbon  farming”  and  nurturing  the  soil  life  as  the  basis  for  increased  healthy  plant  life.  We  would  make  a  mistake  to  get  stuck  on  one  name  or  another.    Key  elements  of  agroecology  include  cover  cropping,  crop  rotation,  no  till/minimum  till  and  no  synthetic  chemicals,  planting  trees  integrated  with  other  agricultural  activities  and  holistic  livestock  management.  The  combination  of  these  can  make  a  big  contribution  to  absorbing  carbon  from  the  air  while  still  producing  enough  food  for  human  and  animal  needs.    

Page 17: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

15    

 

“Oxidise  less,  photosynthesise  more”28    Keeping  carbon  and  nitrogen  in  the  soil  and  increasing  photosynthesis  are  two  sides  of  the  same  coin.  Photosynthesis  is  the  basic  process  for  generating  life.  It  is  the  photosynthetic  capacity  of  living  plants  rather  than  the  amount  of  dead  biomass  added  to  the  soil  that  is  the  main  driver  for  soil  carbon  accumulation  (Jones,  2009:5).  The  idea  is  to  make  top  soil  using  good  farming  practice.  Maintaining  ground  cover,  increasing  biological  activity,  and  imposing  levels  of  disturbance  that  add  oxygen  and  moisture  (as  can  be  done  with  livestock)  can  accelerate  the  process  (Schwartz,  2013:20).    The  conventional  capitalist  technological  response  to  nutrient  deficiencies  is  to  respond  to  the  most  obvious  elements  that  are  missing  and  make  and  add  them  if  enough  of  the  nutrients  cannot  be  found  naturally.  The  focus  is  on  short-­‐term  plant  growth  instead  of  on  long-­‐term  soil  life.  The  result  is  that  the  soil  becomes  an  inert  carrier  of  short-­‐term  nutrients  for  plant  growth,  but  is  unable  to  carry  out  its  critical  role  in  the  nutrient  cycle.  Chemical  farming  is  based  on  clearing  the  land  of  vegetation,  ploughing  and  replanting  every  season.  This  is  highly  damaging  to  the  soil:  soil  exposed  to  the  sun  and  rain  loses  its  fertility  and  oxidisation  happens  at  a  fast  rate;  and  ploughing  disturbs  the  soil  structure  and  prevents  the  activity  of  living  organisms  in  the  soil.  Soil  carbon  needs  to  be  built  by  biological  processes,  and  is  hindered  by  the  very  additions  and  changes  (agrochemicals  and  synthetic  fertilisers)  that  produce  large  yields  (Schwartz,  2013:30).    

                                                                                                                         28  Borrowed  from  Schwartz,  2013  

Box  3:  Permaculture  principles    

1. Observe   and   interact   -­‐   By   taking   time   to   engage   with   our   environment   we   can   design  solutions  that  suit  our  particular  situation.  

2. Catch  and  store  energy  -­‐  By  developing  systems  that  collect  resources  at  peak  abundance,  we  can  use  them  in  times  of  need.  

3. Obtain  a  yield  -­‐  Ensure  you  are  getting  truly  useful  rewards  as  part  of  the  work  you  are  doing.  4. Apply  self-­‐regulation  and  accept  feedback  -­‐  We  need  to  discourage  inappropriate  activity  to  

ensure  that  systems  can  continue  to  function  well.  5. Use  and  value  renewable  resources  and  services  -­‐  Make  the  best  use  of  nature's  abundance  

to  reduce  our  consumptive  behaviour  and  dependence  on  non-­‐renewable  resources.  6. Produce  no  waste   -­‐  By  valuing  and  making  use  of  all   the   resources   that  are  available   to  us,  

nothing  goes  to  waste.  7. Design   from  patterns   to  details   -­‐   By   stepping  back,  we   can  observe  patterns   in  nature   and  

society.  These  can  form  the  backbone  of  our  designs,  with  the  details  filled  in  as  we  go.  8. Integrate  rather  than  segregate   -­‐  By  putting  the  right  things   in  the  right  place,  relationships  

develop  between  those  things  and  they  work  together  to  support  each  other.  9. Use  small  and  slow  solutions  -­‐  Small  and  slow  systems  are  easier  to  maintain  than  big  ones,  

making  better  use  of  local  resources  and  producing  more  sustainable  outcomes.  10. Use   and   value   diversity   -­‐   Diversity   reduces   vulnerability   to   a   variety   of   threats   and   takes  

advantage  of  the  unique  nature  of  the  environment  in  which  it  resides.  11. Use   edges   and   value   the   marginal   -­‐   The   interface   between   things   is   where   the   most  

interesting   events   take   place.   These   are   often   the   most   valuable,   diverse   and   productive  elements  in  the  system.  

12. Creatively  use  and  respond  to  change  -­‐  We  can  have  a  positive  impact  on  inevitable  change  by  carefully  observing,  and  then  intervening  at  the  right  time.  

http://permacultureprinciples.com/principles.php  

Page 18: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

16    

Factors  that  inhibit  mycorrhizae  (the  essential  root  fungi  mentioned  earlier)  include  lack  of  continuous  groundcover,  single  species  crops  and  pastures  (monocultures)  and  applications  of  herbicides,  pesticides,  fungicides  and  large  quantities  of  water-­‐soluble  phosphorous  (another  main  ingredient  in  commercial  fertilisers).  The  result  is  few  of  the  fungi  in  annual-­‐based  or  conventionally-­‐managed  agricultural  landscapes.  Fungi  that  survive  in  these  conditions  are  non-­‐mycorrhizal,  and  rely  on  dead  organic  matter  for  their  energy  source  rather  than  on  plants.  They  have  much  smaller  networks  into  the  soil  (Jones,  2009:4-­‐5).  Therefore  different  practices  are  required  to  encourage  the  growth  of  mycorrhizae:  continuous  groundcover,  polycultures  (many  different  plant  and  animal  species  growing  together),  exclusion  of  use  of  synthetic  poisons  or  chemical  additives,  and  a  focus  on  mycorrhizae-­‐compatible  crops.    Cover  cropping  is  a  basic  organic  practice.  Avoid  bare  soil:  “without  plant  cover,  soil  carbon  is  prone  to  bind  with  oxygen  and  go  airborne”  (Schwartz,  2013:47).  Mycorrhizal  fungi  die  if  there  are  no  plants,  since  they  only  get  their  energy  from  plants.  This  requires  permanent  cover  on  the  land,  and  a  change  from  annual  to  perennial  ground  cover,  including  grasses.  Perennial  grasslands  (those  that  survive  over  many  years)  are  the  most  important  plant-­‐soil  carbon  sinks  because  of  their  dense  root  networks.  The  section  on  livestock  below  offers  one  proposed  way  to  regenerate  grasslands.  In  South  Africa,  grasslands  are  a  major  ecosystem,  covering  most  of  the  central  plateau  (highveld).  However,  degradation  is  an  issue.    A  method  called  ‘pasture  cropping’  has  been  developed  in  Australia,  where  conditions  are  similar  to  South  African  ecological  conditions  in  many  ways.  Pasture  cropping  works  within  grasslands  rather  than  replacing  grasslands  in  order  to  grow  crops.  The  method  is  to  sow  annual  winter  crops  into  perennial  (preferably  indigenous)  summer  pasture29.  Crops  are  sown  into  existing  plant  and  litter  cover  without  eliminating  other  plants.  Livestock  are  used  as  nutrient  recyclers  through  intensive  time-­‐controlled  grazing  as  an  alternating  land  use  (see  the  section  on  livestock  below).  Perennial  grasslands  inter-­‐planted  with  broadleaf  crops30  are  used  to  build  up  mycorrhizal  networks  and  plant  guilds.  A  cover  crop  mix  is  added  to  create  crop  diversity,  add  nutrients  and  build  soil  organic  matter.  This  is  an  experimental  method  that  is  spreading  rapidly,  although  it  is  reliant  on  mechanised  technologies  (tractors  and  appropriate  planters)  and  access  to  large  amounts  of  pasture  or  grassland.    It  is  apparent  that  crop  rotations  are  a  central  part  of  these  methods.  Cover  cropping  requires  a  permanent  cover  on  the  land  to  protect  the  soil  life.  If  the  crops  are  seasonal  they  need  to  be  rotated  with  one  another  seasonally.  A  standard  organic  technique  is  to  rotate  between  nitrogen  fixers  (legumes),  fruiting  plants  (plants  where  the  nutritional  component  for  humans  is  the  fruit  or  grain,  e.g.  tomatoes  or  maize),  root  plants  (e.g.  potatoes  or  carrots)  and  leaf  plants  (e.g.  spinach).  ,.  Each  of  these  types  of  plants  uses  different  nutrients.  If  the  same  species  is  planted  in  the  same  place  for  more  than  one  season  in  a  row,  the  plants  will  deplete  the  soil  of  those  specific  nutrients.  Churning  crop  residues  back  into  the  soil  enables  the  recycling  of  carbon,  nitrogen  and  other  nutrients.  Crop  rotations  therefore  both  encourage  more  efficient  nutrient  use  and  protect  soil  life.    No  till  is  a  production  methodology  that  aims  to  limit  or  entirely  stop  soil  disturbance  in  production.    Every  time  the  soil  is  disrupted,  the  fragile  networks  coming  from  the  mycorrhizae  are  broken.  Not  only  mycorrhizae  but  all  the  microbes  and  fungi  working  in  the  root  zone  are  disrupted  or  destroyed.  For  grasslands,  pasture  cropping  and  direct  drilling  into  grasslands  instead  of  stripping  (removing  vegetation  and  ground  cover),  ploughing  and  replanting  can  ensure  the  soil  is  not  unduly  disturbed.  The  densest  networks  of  mycorrhizal  fungi  are  found  in  perennial  grasslands.  Inter-­‐planting  to                                                                                                                            29  http://www.pasturecropping.com/  30  Legumes  (crops  harvested  for  dry  seed,  such  as  dry  beans  or  lentils)  which  fix  nitrogen,  or  brassicas  (mustard  family,  including  cabbage,  cauliflower,  broccoli  etc)  

Page 19: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

17    

include  perennial  grasses  can  produce  guilds  (common  networks  between  different  mycorrhizal-­‐compatible  plant  species)  that  allow  for  exchange  of  nutrients  and  water  (Jones,  2009:5).  Weeds  can  be  an  issue  with  no-­‐till  cropping.  Prevention  of  weeds  will  have  to  be  managed  through  cover  cropping  and  other  agroecological  methods.      The  third  principle  we  can  propose  is  no  chemical  use.  Application  of  broad  spectrum  chemicals  (including  glyphosate,  the  most  widely  used  herbicide  and  the  chemical  agent  in  Monsanto’s  RoundUp  and  other  similar  products)  destroys  all  life  forms  in  a  certain  category,  not  only  those  they  aim  to  kill.  This  includes  beneficial  microbes  like  mycorrhizae.  The  more  that  Roundup  is  used,  the  longer  it  stays  in  the  soil.  A  response  requires  the  use  of  biological  techniques  for  management  of  insects  and  diseases.  These  techniques  are  knowledge  intensive  and  can  be  more  suited  to  smaller  scales  of  production.  The  approach  requires  the  integration  of  diversity  onto  the  farm  in  all  spheres.    Agroforestry  (integrating  trees  and  agricultural  production)  is  central  to  increasing  the  carbon  absorption  of  the  plant-­‐soil  carbon  sink.  Trees  are  very  good  carbon  sinks  because  of  their  woody  stems.  Trees  have  multiple  functions:  they  are  a  carbon  sink,  they  provide  food,  fuel  and  forage.  Trees  must  be  integrated  into  the  agroecological  conditions.  This  could  mean  a  return  to  older  and  indigenous  varieties  that  are  more  stable  in  the  specific  environment.  Diversity  remains  at  the  centre.  Another  example  of  the  multiple  beneficial  effects  of  trees  is  that  they  bring  bees.  Bees  play  a  fundamental  role  in  crop  production  (pollination)  and  are  also  a  sustainable  food  source  and  income  generator  (honey).  Again,  agroforestry  and  beekeeping  require  technical  and  management  skills.    Conservation  agriculture  (CA)  is  one  response  from  the  mainstream,  including  FAO  and  some  of  the  agrochemical  companies.  Support  from  this  quarter  gives  us  pause  to  consider  the  content  of  CA.  Agrochemical  companies  and  their  allies  talk  about  no-­‐till  agriculture,  winter  cropping  (crop  rotation)  and  use  of  legumes  for  nitrogen  fixing  (the  Alliance  for  a  Green  Revolution  in  Africa  (AGRA31)  is  a  good  example),  but  within  a  chemical  and  mechanised  farming  context  (e.g.  rotating  maize  with  soya,  but  using  genetically  modified  plants  and  their  associated  herbicides,  or  operating  on  an  industrial  scale).  Christine  Jones  (2009:5)  argues  that  “biologically  friendly  farming  practices  based  on  living  plant  cover  throughout  the  year  (e.g.  cover  cropping  or  pasture  cropping)  and  the  use  of  bio-­‐fertilisers  enhance  mycorrhizal  abundance  and  diversity  and  are  more  beneficial  for  soil  health  than  chemical  farming  systems  based  on  intermittently  bare  soils  and  minimal  soil  disturbance”.  Conservation  agriculture  and  its  practitioners  are  worth  paying  attention  to,  but  we  must  be  aware  of  the  nuances.    There  is  some  debate  about  the  value  of  these  types  of  agroecological  interventions.  Giller,  et  al.  (2009)  question  whether  the  evidence  supports  claims  that  conservation  agriculture  increases  yields  and  improves  soil  fertility.  They  highlight  a  point  made  later  that  ecological  and  socio-­‐economic  conditions  are  important  determinants  of  whether  these  practices  can  succeed.  The  International  Assessment  on  Agricultural  Science  and  Technology  in  Development  (IAASTD)32  pointed  to  the  positive  sides  of  CA,  but  also  indicated  that  CA  increases  production  of  N2O  and  CH4  due  to  higher  denitrification  rates,  increased  vulnerability  to  pests  and  diseases  and  in  some  systems  increased  need  for  herbicides  (IAASTD,  2008:4).Many  others  indicate  benefits  of  CA  in  African  conditions  (e.g.  Thierfelder  et  al.,  2013).  Benefits  are  best  checked  in  specific  circumstances  rather  than  making  blanket  statements  of  how  effective  these  methods  are.  Farmers  will  need  to  find  out  through  their  own  experience  what  works  and  what  doesn’t.  Nevertheless,  there  is  a  broad  map,  

                                                                                                                         31  www.agra.org  32  The  IAASTD  was  a  very  large,  multi-­‐year  study  supported  by  many  governments  and  multinational  agricultural  institutions  that  more  or  less  called  for  a  shift  to  agroecological  practices  on  a  large  scale.  It  reported  its  findings  in  2009.  

Page 20: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

18    

with  relatively  widespread  scientific  agreement,  of  the  types  of  techniques  to  start  experimenting  with,  that  have  worked  in  many  different  socio-­‐ecological  niches.  

Livestock  and  holistic  management    As  shown  above,  livestock  accounts  for  the  largest  proportion  of  agri-­‐food  system  greenhouse  gas  emissions.  Ruminants  require  more  feed  than  monogastric33  animals  (pigs  and  poultry)  and  therefore  emissions  per  kilogram  of  product  are  higher  for  ruminants  (Vermeulen,  et  al.,  2012:199).      Grasslands  are  a  major  potential  carbon  sink  but  have  been  degraded  through  incorrect  management.  Overgrazing  is  the  greatest  cause  of  degradation  of  grasslands.  According  to  FAO  (2006:118),  “improved  pasture  management  could  potentially  sequester  more  carbon  than  any  other  practice”.  Grassland  grazing  on  land  not  suitable  for  cropping  will  reduce  emissions  associated  with  land  use  change  (Vermeulen,  et  al.,  2012:199).  Dry  land  pastures  have  great  potential  as  a  carbon  sink  because  of  historic  carbon  losses  and  because  dry  soils  are  less  likely  than  wet  soils  to  lose  carbon  (FAO,  2006:118).  Livestock  are  a  natural  part  of  the  ecosystem.  It  is  a  question  of  how  it  is  integrated  into  the  ecosystem.    There  are  practices  that  retain  large  herds  of  livestock  but  manage  them  in  such  a  way  that  they  regenerate  the  grasslands.  Allan  Savory  is  the  founder  of  the  holistic  management  movement34,  which  seeks  to  regenerate  grasslands  and  degraded  land  by  increasing  the  number  of  livestock  but  using  time-­‐controlled  livestock  management  techniques.  Savory  argues  that  animals  must  be  put  back  on  the  land,  with  domestic  livestock  managed  to  copy  the  behaviour  of  wild  herbivores  that  used  to  roam  the  same  land  in  the  past.  According  to  this  view,  overgrazing  is  a  function  of  time  not  numbers  of  animals  (Gretel  Erlich,  foreword  in  Schwartz,  2013:xiii).  In  areas  with  degraded  grazing  land,  livestock  is  mostly  allowed  to  roam  at  will  across  vast  areas  of  land.  The  herder  follows  the  rhythm  of  the  animals  as  they  move  a  bit,  stop  to  nibble,  move  a  bit  further,  drop  some  dung,  move  a  bit  further,  and  so  on.  Plants  are  not  disturbed  enough  to  produce  new  growth.  The  dry  tops  oxidise  and  the  nutrients  are  not  made  available  to  the  soil  in  the  form  of  litter.  Soil  life  suffers.  Over-­‐resting  is  as  much  a  problem  as  overgrazing,  because  perennial  plant  species  become  moribund  and  unproductive  if  there  are  no  natural  disturbances  of  the  plants  and  soil  (Dugmore,  2012:61).    But  with  more  intensive  livestock  management,  these  areas  can  be  regenerated.  “To  restore  healthy  soil  to  the  seasonally  humid  and  dry  grasslands  of  the  world  requires  substantial  numbers  of  large  herbivores  on  the  land,  tightly  herded  together,  grazing,  trampling,  dunging  and  urinating  on  a  piece  of  land  and  then  moving  on  after  a  brief  period,  just  as  the  great  wildlife  herds  once  did”  (Dugmore,  2012:60).  According  to  the  holistic  management  method,  smaller  areas  of  land  are  grazed  more  intensively  for  a  day  or  two  and  then  the  animals  are  moved  to  another  small  area  of  land  where  they  are  bunched  to  graze  intensively  again  (Dugmore,  2012:61).  In  the  process,  they  release  a  lot  of  nutrients  in  a  relatively  small  space,  break  down  the  dead  layer  of  grasses  or  crop  residues  that  fall  to  the  ground  and  become  available  to  the  soil  as  litter.  Litter  build-­‐up  also  slows  down  water  and  soil  runoff,  evaporation  and  wind  erosion  (Dugmore,  2012:62).  “Herbivores  aerate,  nourish  and  graze  the  land  in  ways  that  regenerate  all  the  basic  building  blocks,  increase  biological  activity  and  increase  productivity”  (Gretel  Erlich,  foreword  in  Schwartz,  2013:xiii).  The  herder  directs  the  herd  rather  than  following  it.  After  animals  have  passed  through  an  area,  farmers  can  then  plant  maize  and  other  crops  directly  into  the  soil  without  further  treatment  (Allan  Savory,  cited  in  Schwartz,  2013:67-­‐68).  Holistic  management  proposes  an  orientation  to  perennial  pastures  instead  of  fertiliser  

                                                                                                                         33  Animals  with  a  simple,  single-­‐chambered  stomach  34  www.savoryinstitute.com/  

Page 21: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

19    

intensive  grain  production  (Jones,  2010),  which  also  contributes  to  easing  the  ecological  damage  of  industrial  grain  production  by  reducing  demand.  

What  climate  impact  might  this  have?    Measures  of  climate  impact  are  fragmented,  with  different  reports  referring  to  different  aspects  or  impact  indicators  –  ultimately,  the  science  is  not  perfect  and  we  should  also  use  our  critical  faculties  and  intuition  to  guide  us.    

   It  is  clear  there  are  major  debates  about  the  role  of  livestock.  Livestock  will  release  a  large  amount  of  greenhouse  gases.  But  if  they  are  managed  in  tune  with  the  ecosystem,  they  will  also  contribute  to  absorbing  their  share  and  probably  more,  because  the  soil  is  a  hungry  carbon  sink,  and  livestock  have  a  role  to  play  in  restoring  it.    The  science  of  methane  is  also  a  bit  cloudy  at  the  moment.  It  is  clear  that  it  is  a  greenhouse  gas  stronger  than  CO2  in  its  atmospheric  warming  effect.  It  is  partially  clear  that  livestock  are  a  primary  cause  of  human-­‐induced  greenhouse  gas  emissions,  although  figures  have  shown  a  disconnection  between  the  growth  rate  of  these  two  in  recent  years  as  indicated  above.  Methane  can  be  used  as  a  biogas,  and  so  efforts  have  to  be  made  to  find  ways  of  capturing  and  recycling  this  gas.  The  key  question  is  whether  these  processes  are  net  greenhouse  gas  sources  or  sinks.  We  require  sinks  that  can  form  part  of  a  productive  ecosystem.    Evidence  of  the  impact  of  no  till  farming  on  nitrous  oxide  emissions  is  mixed.  There  are  very  many  variables  that  affect  the  extent  of  emissions,  including  soil  temperature,  water  content,  presence  of  other  chemicals  etc  (Omonode,  et  al.,  2011).  

Challenges    These  are  technology-­‐based  adaptation  strategies.  But  realisation  of  agroecological  responses  is  not  as  easy  as  it  seems:  there  are  major  institutional  and  social  challenges,  and  knowledge  intensity  which  requires  interaction  with  a  formal  knowledge  system,  i.e.  a  functioning  agricultural  research  and  development  (R&D)  system.    The  key  point  made  by  Ojiem,  et  al.  (2006)  is  that  even  if  a  technology  makes  perfect  scientific  sense  and  has  benefits  for  the  environment,  people  will  not  automatically  adopt  it.  Adoption  of  new  

Box  4:  Estimations  on  sequestration  potential  of  agroecological  practices    • The  Intergovernmental  Panel  on  Climate  Change  (IPCC)  says  the  “global  technical  mitigation  potential”  of  agriculture  is  estimated  to  be  in  the  region  of  5,500-­‐6,000  MtCO2e/yr  (Smith  et  al.,  2007:499).  

• “Soil  carbon  restoration  can  potentially  store  about  one  billion  tons  of  atmospheric  carbon  per  year.  This  would  offset  around  8  to  10  percent  of  total  annual  carbon  dioxide  emissions  and  one-­‐third  of  annual  enrichment  of  atmospheric  carbon  that  would  otherwise  be  left  in  the  air”  (Schwartz,  2013:5).  

• Increasing  soil  organic  matter  can  allow  the  offset  of  between  24-­‐30%  of  current  annual  global  GHG  emissions  (GRAIN,  2011:5).  

• Conservation  tillage,  cover  crops,  agroforestry  and  other  measures  could  sequester  up  to  1.3  tons  of  carbon  per  hectare  per  year,  with  additional  amounts  available  through  restoration  of  desertified  pastures  (FAO,  2006:xxii).  

     

Page 22: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

20    

technologies  is  influenced  not  only  by  scientific  factors  but  also  by  cultural  and  social  factors.  Taking  these  factors  into  account  requires  working  together  with  farmers  in  their  embedded  ‘socio-­‐ecological  niches’  on  production  technologies.  This  requires  effort  to  be  put  into  social,  institutional  and  organisational  structure  as  well  as  science.  Many  studies  indicate  the  challenges  in  translating  effective  technologies  into  accepted  practices.  Salomon  (2012),  as  one  recent  example,  provides  a  detailed  study  on  the  failure  of  efforts  to  develop  rotational  grazing  systems  in  KwaZulu-­‐Natal.  There  is  a  lot  of  experience  in  South  Africa  and  regionally  on  the  challenges  facing  communal  property  institutions  such  as  communal  property  associations  (CPAs)  and  community-­‐based  natural  resource  management  (CBNRM).  We  should  engage  more  closely  with  this  body  of  knowledge  and  the  practitioners.  However,  this  is  a  question  of  methodology  and  approach  rather  than  a  problem  in  principle  with  collective  land  and  natural  resource  management.  It  is  not  a  short-­‐term  fad  but  a  long-­‐term  restructuring  of  the  social  structures  that  relate  people  to  the  land.  What  changes  are  required  and  where  do  they  come  from?  They  incorporate  ‘traditional’  and  ecologically-­‐attuned  practices  and  knowledge,  e.g.  seed  identification,  saving  and  sharing;  methods  of  sharing  knowledge;  dryland  cropping  practices;  livestock  management  practices.  These  might  not  be  perfect,  but  there  are  things  to  learn  from  them  as  from  formal  science-­‐based  agriculture.  We  need  to  break  down  the  specific  detailed  tasks  for  producing  plants  and  thus  food,  and  develop  a  practically  verifiable  system  of  regenerative  agriculture  based  on  socio-­‐agro-­‐ecologically-­‐appropriate  (socio-­‐ecological)  practices.    At  a  minimum,  the  proposed  agroecological  practices  are  highly  knowledge  intensive  and  require  intensive  community-­‐based  extension  support  (Thierfelder  &  Wall,  2009).  To  this  we  can  add  that  on  the  ground  support  must  be  linked  to  a  broader  R&D  system,  with  extension  workers  as  possible  facilitators  between  these  two  zones  of  practice  and  research.    In  the  face  of  high  levels  of  poverty,  a  key  consideration  must  be  the  ability  of  people  to  benefit  from  their  productive  activity,  and  to  secure  relatively  immediate  returns  on  production.  There  is  a  challenge  of  yield  dips  as  farms  adapt  out  of  chemical  farming,  especially  at  the  outset.  There  is  less  information  available  on  productivity  changes  in  adapting  from  ‘traditional’  agricultural  practices  to  specifically  agroecological  practices.  A  number  of  studies  indicate  yield  increases  in  other  parts  of  Africa  (e.g.  Pretty  et  al.,  2006;  UNEP-­‐UNCTAD,  2008;  UK  Government’s  Office  for  Science,  2009).  But  this  is  new  territory  in  South  Africa  and  the  production  base  is  different.  In  most  other  African  countries,  small-­‐scale  agricultural  production  has  endured  through  colonialism  as  the  primary  form  of  production,  whereas  in  South  Africa  small-­‐scale  agriculture  is  emerging  from  a  very  weak  base  of  sub-­‐subsistence  production,  for  all  the  historical  reasons  we  know  and  which  have  been  repeated  ad  naseum.  

Possible  employment/livelihood  impacts  

Technologies  and  scale    These  are  the  technical  responses  to  the  ecological  challenges  posed  by  industrial  capitalist  agriculture  and  climate  change.  This  technical  response  is  to  some  extent  neutral  with  regard  to  land  ownership  and  organisation  of  production.  That  is,  it  can  be  carried  out  on  privately-­‐owned  as  much  as  on  collectively-­‐owned  land,  and  can  take  the  form  of  capitalist  enterprise  (owners  and  workers,  with  expropriation  of  surplus  by  the  owners)  or  collective  enterprise  (democratically-­‐decided  organisation  of  production  and  distribution  of  the  wealth  generated  by  production).    Much  work  has  been  done  on  the  multi-­‐functionality  of  agriculture  which  suggests  that  farms  with  some  resources  to  start  with  are  best  situated  to  make  a  transition  to  multi-­‐functional  agriculture  

Page 23: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

21    

(Wilson,  2008).  Multi-­‐functionality  refers  to  many  different  uses  of  agriculture35.  There  are  positive  externalities36  from  agricultural  practice  that  are  essential  for  sustaining  ecosystems  and  the  social  fabric.  There  are,  of  course,  questions  about  what  social  fabric  is  being  maintained  by  existing  agricultural  systems,  with  commercial  agriculture  in  South  Africa  still  based  on  starvation  wages  for  workers  (see  BFAP,  2012).  We  need  to  imagine  a  different  social  fabric  in  agrarian  transformation,  but  it  is  important  to  recognise  the  (potential  and  actual)  positive  non-­‐commodity  roles  agriculture  plays.  At  the  macro-­‐level  these  include  landscape  maintenance,  climate  regulation  and  social  stability  (again,  with  a  question  on  the  latter  if  it  means  continuing  servitude  of  some  to  others).  At  more  localised  levels  they  can  include  water  provision,  waste  treatment  capacity,  nutrient  management,  watershed  functions  and  others  (IAASTD,  2009:462).    Wilson  (2008:368)  presents  a  spectrum  of  multi-­‐functionality  ranging  from  strong  to  weak,  with  strong  multi-­‐functionality  characterised  by  strong  local  embeddedness  with  strong  governance  structures,  co-­‐operation  in  the  food  supply  chain,  high  environmental  sustainability,  localisation  of  food  chains,  weak  integration  into  global  capitalist  markets,  lower  farming  intensity  and  productivity,  and  higher  food  quality  with  differentiated  food  demand  from  consumers  (different  people  wanting  different  things).  The  scale  slides  away  from  each  of  these  dimensions  as  multi-­‐functionality  gets  weaker.  However,  Wilson  also  indicates  that  farmers  do  not  have  equal  opportunities  to  move  towards  strong  multi-­‐functionality.  Farm  type  and  agroecological  context  determine  the  possibilities  of  farm-­‐level  multi-­‐functionality.  Wilson  says  it  will  be  hardest  for  small,  economically  marginal  farms  in  developing  countries  to  realise  strong  multi-­‐functionality.  Similarly,  he  says  it  is  more  difficult  for  multi-­‐owner  (collectively  owned)  farms  than  single  owner-­‐occupied  farms  to  move  to  strong  multi-­‐functionality  because  majority  or  consensus  decisions  are  required  to  make  changes  on  the  farm  (Wilson,  2008:373).    But  these  farmers  are  still  less  constrained  than  tenants  (people  living  on  farms  who  do  not  own  them)  who  have  very  little  decision-­‐making  power  at  farm  level.    In  relation  to  multi-­‐functionality,  we  need  some  further  thinking  around  attitudes  towards  payment  for  ecosystem  services  (PES).  Here  ecosystem  services  are  measured,  a  value  is  placed  on  them  and  custodians  of  the  land  (including  farmers)  are  paid  for  these  services  according  to  a  money  value  that  is  placed  on  them.  The  concept  of  PES  is  supported  by  FAO,  the  World  Bank  and  others,  including  the  International  Assessment  on  Agricultural  Science  and  Technology  for  Development  (IAASTD,  2009)  which  is  seen  by  many  as  a  blueprint  for  a  shift  to  agroecology.  There  are  pros  and  cons  to  PES.    Pros  include  an  income  source  for  people  owning  or  managing  land  where  agricultural  production  is  not  likely  to  produce  much.  Ecological  management  of  the  land  performs  an  important  function  and  this  can  be  recognised  as  an  economic  activity  without  forcing  production  on  land  unsuitable  for  it.    Of  course,  a  lot  depends  on  how  these  ‘services’  are  defined  and  valued.    Cons  include  the  measurement  and  placing  of  a  market  value  on  ecosystem  services,  which  opens  the  door  for  these  services  to  become  yet  another  conduit  for  the  circulation  of  capital.  This  is  the  main  reason  it  is  being  proposed  in  the  first  place,  with  the  climate  crisis  seen  as  an  opportunity  for  further  accumulation  of  capital.  This  logic  is  as  clear  as  day  with  the  banks  and  financial  institutions  in  contemporary  capitalism.  GRAIN  (2005)  suggests  that  constructing  these  ‘positive  externalities’  as  ecosystem  services  can  bind  small  farmers  into  particular  activities  which  both  reduce  their  flexibility  

                                                                                                                         35  The  paragraphs  on  multifunctionality  and  ecosystem  services  draw  from  an  unpublished  paper  on  agroecology  in  South  Africa  prepared  for  Surplus  People  Project  in  2011.  36  A  benefit  (or  cost,  in  the  case  of  a  negative  externality)  from  an  activity  that  affects  someone  else  who  didn’t  choose  it  

Page 24: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

22    

and  present  potential  dangers  of  them  losing  their  land  if  they  do  not  carry  out  these  services  in  accordance  with  top-­‐down  agreements  of  unknown  length.      In  implementing  these  agroecological  approaches,  scale  of  production  will  vary.  Pastures  and  holistic  land  management  for  livestock  require  large  amounts  of  land.  But  there  is  nothing  in  principle  to  prevent  this  from  being  managed  collectively.  This  suits  South  African  ecological  conditions  where  most  land  is  most  suitable  for  livestock.    Crop  production  will  best  happen  on  smaller  units  than  are  currently  farmed  in  South  Africa.  It  requires  intensive  management.  This  can  also  suit  South  Africa’s  context,  especially  the  need  to  get  more  people  onto  the  land  and  using  it  productively.  But  the  support  system,  especially  knowledge/information  interactions,  needs  to  be  working.  Allan  Savory  identifies  natural  resources,  labour  and  human  creativity  as  the  three  core  ingredients  for  the  ability  to  nurture  and  benefit  from  the  land.  Labour  and  creativity  are  in  potentially  plentiful  supply  in  our  context.  We  must  prioritise  the  struggle  for  access  to  natural  resources.  Without  widespread  secure  access  to  land  and  water,  any  practical  work  on  agroecology  will  remain  contained  within  a  small  core  of  relatively  wealthy  land  owners.    Given  that  agroecological  practices  do  not  necessarily  require  a  small  scale  (although  for  crops  there  is  a  closer  connection)  or  a  redistribution  of  land,  it  is  for  us  to  assert  the  importance  of  redistribution  and  support  for  a  wider  productive  base.  The  positive  thing  is  that  agroecological  practices  can  also  work  at  a  smaller  scale,  and  therefore  can  have  social  and  ecological  benefits  at  this  scale.    Diversity  is  an  underlying  principle  of  sustainable  agriculture.  This  is  not  only  biodiversity,  but  also  diversity  in  the  production  structure.  In  South  Africa,  it  is  imperative  to  involve  more  people  in  productive  activity,  not  merely  as  workers  being  told  what  to  do,  but  as  agents  who  can  make  and  implement  decisions  about  what  and  how  to  produce,  using  their  own  and  collective  creativity.  

Employment  and  livelihoods  in  primary  agriculture    The  employment  or  livelihoods  link  is  through  increasing  the  number  of  opportunities  to  be  involved  in  and  benefit  from  production.  The  National  Development  Plan  (NDP)  outlines  some  approaches  that  can  increase  agriculture’s  contribution  to  livelihoods/employment  by  supporting  a  combination  of  targeted  interventions  in  large-­‐scale  agriculture  and  by  supporting  the  expansion  of  small-­‐scale  agriculture  especially  combined  with  irrigation  (NPC,  2011:195-­‐214).  But  it  is  based  on  a  commercial  farming  model  where  small-­‐scale  farmers  are  inserted  into  existing  corporate-­‐controlled  value  chains  and  where  chemical  farming  remains  the  norm.    Aliber,  et  al.  (2009)  in  a  report  for  the  Institute  for  Poverty,  Land  and  Agrarian  Studies  (PLAAS)  at  the  University  of  the  Western  Cape  have  done  some  preliminary  work  on  the  potential  for  an  increase  in  livelihood  opportunities  through  the  expansion  of  small-­‐scale  agriculture  (Table  5).  One  of  the  scenarios  Aliber  et  al.  considered  was  the  transfer  of  30%  of  commercial  farm  land  to  small-­‐scale  producers,  and  the  retention  of  the  remainder  in  the  hands  of  a  commercially  competitive  core.  We  might  want  to  go  beyond  this,  but  this  scenario  gives  an  indication  of  what  might  be  expected  from  an  employment/livelihoods  point  of  view.  The  three  sub-­‐scenarios  are:  first,  all  land  redistributed  to  semi-­‐commercial  smallholders  only  (scenario  1  in  Table  5);  second,  20%  to  large-­‐scale  black  farmers,  60%  to  semi-­‐commercial  smallholders  and  20%  to  semi-­‐subsistence  farmers  (scenario  2);  and  scenario  3  is  the  same  as  the  second  one  but  with  two-­‐thirds  of  the  land  being  unutilised  land.  As  the  table  shows,  the  last  will  have  least  impact  on  formal  employment,  but  will  have  a  lower  impact  on  employment/livelihood  opportunities  for  black  smallholder  farmers  and  workers  on  their  farms.  

Page 25: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

23    

Overall,  however,  it  is  apparent  that  redistribution  of  land  to  smallholders  can  have  significant  positive  effects  on  livelihood  opportunities.  There  is  an  issue  about  the  quality  of  employment,  especially  for  workers  on  smallholder  farms,  and  that  is  a  question  about  class  formation  and  the  types  of  alliances  that  can  be  forged  in  the  process  of  transforming  the  agrarian  structure.  The  social  conditions  in  which  these  classes  are  forming  in  deeply  embedded  in  local  histories  and  cannot  simply  become  a  binary  between  workers  and  owners.  There  is  a  deep  social  intertwining  between  people  that  is  older  than  capitalist  classes.    Table  5:  Potential  employment  from  successful  redistribution  of  30%  of  commercial  farm  land  and  maintenance  of  a  commercially  competitive  core     Scenario  1  –  All  transfers  to  

smallholders  Scenario  2  –  ‘Balanced’  land  

reform  Scenario  3  –  ‘Balanced’  land  reform  targeting  unutilised  

land  No.   %  change  

relative  to  2020  baseline  

No.   %  change  relative  to  

2020  baseline  

No.   %  change  relative  to  

2020  baseline  Formal  agricultural  employees  

407  998   -­‐30%   442  950   -­‐24%   536  156   -­‐8%  

Large-­‐scale  black  farmers  

4  000   0%   14  996   275%   14  996   275%  

Black  smallholders  

1  002  666   301%   701  600   181%   701  600   181%  

Semi-­‐subsistence  farmers  

5  000  000   0%   6  077  275   22%   6  077  275   22%  

Smallholder  employees  

501  333   301%   350  800   181%   350  800   181%  

Source:  Aliber,  Baiphethi  &  Jacobs,  2009:147    Small-­‐scale  agriculture  is  not  necessarily  a  panacea  to  all  ills.  There  are  limits  to  what  it  might  achieve.  But  the  production  structure  in  South  Africa  is  skewed  too  far  towards  concentrated  corporate  production.  This  is  recognised  across  the  board,  from  the  World  Bank  in  the  early  1990s  to  mainstream  agricultural  economists  today  as  well  as  by  activists  who  favour  an  orientation  towards  small  scale  agriculture  in  government  policy  and  practice.  Michael  Aliber  and  others  refer  to  a  ‘missing  middle’  in  the  South  African  agrarian  structure:  millions  of  very  small  sub-­‐subsistence  farmers  –  mainly  farming  in  the  former  homelands  -­‐  on  the  one  hand,  and  a  small  core  of  very  large  producers  on  the  other  hand.  Diversity  is  a  principle  of  ecological  design,  and  this  applies  to  the  structure  of  production  as  much  as  it  does  to  biodiversity.  Creating  a  more  diverse  and  distributed  production  structure  where  many  more  people  are  actively  involved  in  economic  activity  rather  than  passive  consumers  of  corporate  or  government  goods  and  services  requires  support  and  growth  for  many  more  smaller  producers  in  the  missing  middle.  A  key  issue  is  how  they  can  compete  with  the  largest  producers.  But  there  are  niches  where  small-­‐scale  production  is  an  advantage  (e.g.  labour  intensive  fruit  and  vegetable  production)  and  small-­‐scale  production  for  more  local  markets  can  generate  product  attributes  (e.g.  freshness,  type,  authenticity)  favoured  by  consumers.  Aliber  (2013)  suggests  that  South  Africa’s  over-­‐concentrated  agri-­‐food  structure  has  produced  supply  chain  inefficiencies  (e.g.  raw  materials  produced  in  rural  areas,  transported  to  centralised  processing  facilities  and  then  being  transported  back  to  rural  areas  for  consumption  at  inflated  prices).    Aliber  et  al.  say  nothing  about  types  of  production.  The  connection  still  needs  to  be  made  in  practice  between  land  redistribution  for  small-­‐scale  production  and  farming  practices  that  build  soil  life.  According  to  Savory  and  Butterfield  (1999),  the  originators  of  holistic  management  as  described  above,  money  and  labour  are  interchangeable.  If  you  are  in  an  environment  with  limited  money  

Page 26: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

24    

resources,  a  combination  of  human  creativity,  labour  and  natural  resources  can  substitute.  Labour-­‐intensive  agroecological  approaches  can  therefore  work  without  necessarily  having  a  lot  of  financial  resources,  but  do  require  the  availability  of  labour  (including  their  own),  secure  access  to  natural  resources  and  knowledge.    The  Industrial  Development  Corporation  (IDC)  estimates  that  activities  that  support  soil  carbon  sequestration  can  produce  up  to  240,000  jobs  in  management  alone.  The  IDC  does  not  elaborate  any  further  on  this  figure.  However,  because  of  lack  of  baseline  information  and  –  according  to  the  IDC  -­‐  lack  of  a  local  level  carbon  trading  system  figures  cannot  readily  be  supplied  on  potential  employment  benefits  of  carbon  sequestration.  The  IDC  cites  international  studies  that  show  sustainable  agricultural  techniques  as  discussed  above  (e.g.  conservation  agriculture,  reducing  synthetic  fertilisers  etc)  can  increase  labour  requirements  by  between  7%  and  75%  depending  on  the  specific  practices  (Maia  et  al.,  2011:146).      The  Industrial  Policy  Action  Plan  2  (IPAP2)  shows  agriculture  has  the  fifth  highest  employment  multiplier  of  any  sector  of  the  economy,  with  food  at  10  and  wood  at  11  out  of  42  sectors  (DTI,  2011:35).  The  plan  identifies  organic  agriculture  as  an  industry  with  the  potential  to  create  20,000  jobs  over  5  years  (DTI,  2011:125).  It  does  appear  that  the  DTI  does  not  consider  the  possibility  of  expansion  through  land  redistribution  and  agrarian  transformation,  preferring  to  remain  within  the  framework  of  the  existing  agrarian  structure.  

Extension  and  R&D    Building  the  right  kind  of  knowledge  can  be  a  limitation  but  also  an  opportunity.  Agroecological  practices  are  knowledge-­‐intensive  and  while  some  of  this  knowledge  already  exists  in  indigenous  systems,  a  lot  has  been  lost  and  it  is  unevenly  spread  amongst  agricultural  producers.  Western  science  also  has  a  lot  to  offer  in  understanding  production,  but  most  people  have  not  studied  formal  science  in  their  lives.  An  opportunity  exists  to  build  hybrid  knowledge  systems  –  adapting  to  change  with  a  blend  of  traditional  and  technologically-­‐improved  practices  -­‐  through  a  state-­‐supported  extension  service.  People  may  at  times  oppose  new  technologies,  but  both  the  technologies  and  the  contestations  are  part  of  building  collective  knowledge.  This  requires  skilled  workers  and  therefore  has  direct  connections  to  broader  educational  and  research  and  development  (R&D)  systems,  and  back  to  the  material  world.  The  extension  service  is  at  the  fulcrum  between  formal  R&D  and  producers.    Inherited  extension  services  in  South  Africa  follow  the  general  split  in  the  production  system:  highly-­‐qualified  support  staff  and  material  resources  for  commercial  farmers  and  poorly-­‐qualified  staff  with  few  resources  for  homeland  farmers.  Publically-­‐funded  extension  services  were  run  down  as  deregulation  and  withdrawal  of  the  state  took  effect  in  the  agricultural  sector  in  the  1990s.  Extension  services  for  commercial  farmers  were  privatised  and  captured  the  core  of  qualified  staff,  while  resource-­‐poor  farmers  had  to  make  do  with  an  inefficient,  weak  and  poorly-­‐equipped  public  service.    In  2009  there  were  2,210  extension  officers  in  South  Africa  (DAFF,  2009:3).  Extrapolating  from  the  figures  of  farmers  identified  in  its  survey,  the  Department  of  Agriculture,  Forestry  &  Fisheries  (DAFF)  indicated  that  there  should  be  between  3,858  and  7,715  extension  officers  in  the  country  (DAFF,  2009:47-­‐50).  This  means  that  even  in  the  existing  system,  another  1,650  to  5,500  skilled  workers  are  required.  Why  are  they  not  being  produced?  Is  it  that  these  are  unfunded  posts,  or  that  the  money  is  not  being  spent?  Based  on  international  standards,  DAFF  proposes  one  extension  officer  per  250  up  to  500  people  (depending  on  crop  type  and  character  of  farmer).  If  the  farmer  base  expands,  the  base  of  skilled  extension  workers  will  also  need  to  expand.  For  every  250-­‐500  new  farmers,  an  

Page 27: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

25    

additional  extension  officer  will  be  required.  If  we  use  Aliber  et  al.’s  figures  in  scenario  2  or  scenario  3  (Table  5)  of  the  additional  number  of  producers  with  a  redistribution  of  just  30%  of  agricultural  land  (even  underutilised  land),  we  can  extrapolate  that  an  additional  3,400  extension  officers37  would  be  required  to  meet  the  new  demand.  To  this  must  be  added  the  ‘multiplier’  effects  of  new  decentralised  agricultural  colleges  and  the  employment  these  would  create.  These  would  be  skilled  jobs.  We  can  go  further  and  talk  about  the  possibility  of  setting  up  semi-­‐voluntary  community-­‐based  extension  workers  that  come  from  the  locality  and  work  closely  with  groups  of  farmers  (e.g.  7  groups  of  7  farmers  each)  and  also  perform  the  function  of  being  the  intermediary  between  farmers  and  the  extension  officers.  This  is  a  well-­‐developed  methodology  used  globally  including  in  Zimbabwe  (Practical  Action,  2010).    The  key  question  is  what  training  extension  workers  receive.  Eighty  percent  of  current  extension  workers  in  South  Africa  have  a  diploma  or  lower  qualification,  while  government  norms  and  standards  require  a  degree  or  higher  (DAFF,  2009:3).    And  still  there  is  a  question  of  the  content  of  the  training.  Government  has  started  a  process  of  developing  an  agroecology  strategy,  but  this  is  viewed  as  a  niche  that  is  not  integrated  into  mainstream  agricultural  policy.  It  is  unclear  whether  the  strategy  is  even  moving  at  the  moment.  Agroecology  needs  to  be  mainstreamed  into  the  training  system,  and  accompanied  by  an  overhaul  of  the  entire  R&D  structure,  in  the  form  of  participatory  R&D  in  constant  and  direct  interaction  with  farmer  organisations.  Extension  services  can  play  the  role  of  a  bridge  and  facilitator  between  the  formal  R&D  system  and  farmers  and  their  organisations.  Cuba  offers  a  good  example  of  a  public  system  explicitly  oriented  to  agroecological  production.  Highly  qualified  scientific  workers  interact  with  organised  farmer  associations  to  generate  technologies  that  can  support  agroecological  practices,  and  participatory  extension  systems  driven  by  farmer  associations  play  a  critical  role  in  supporting  sharing  and  learning  (Funes  et  al.,  2002).  The  Cuban  example  indicates  what  can  be  done  if  a  government  makes  a  decision  to  orient  towards  agroecology,  and  is  willing  to  alter  structures  in  support  of  this  goal.  So  when  we  are  thinking  about  changes  even  in  primary  agriculture,  it  has  ripple  effects  on  the  structure  of  support  services  with  positive  employment  and  skills  implications.    It  is  clear  that  very  little  work  has  been  done  on  the  employment/livelihood  impacts  of  adopting  agroecological  practices.  The  primary  benefits  of  adopting  these  practices  are  ecological,  whether  they  are  carried  out  on  large-­‐scale  commercial  farms  or  on  smaller  pieces  of  land.  The  main  benefits  to  employment  will  come  from  redistribution  of  natural  resources  to  allow  more  people  to  apply  their  labour  and  creativity  to  the  land  and  thereby  to  create  wealth  under  their  own  control.  It  is  for  us  to  make  the  connection  between  redistribution  of  natural  resource  ownership  and  management  and  agroecological  practices.  They  do  work  hand  in  hand,  so  the  challenge  is  to  develop  an  agenda  that  can  push  both  of  these  in  combination.  

Practical  starting  points    We  need  to  start  with  the  land  question.  People  cannot  begin  producing  until  they  have  secure  access  to  land  to  do  so  (whether  individually  or  collectively  owned  and  managed).  There  are  two  sides  here:  i)  access  to  land  for  productive  use,  including  grazing  land;  and  ii)  access  to  land  for  demonstrations  and  experimentation,  working  in  interaction  with  farmers  in  specific  areas.  We  can  try  to  connect  to  the  existing  R&D  infrastructure  (e.g.  the  Agricultural  Research  Council)  where  they  have  outreach  programmes.    

                                                                                                                         37  Based  on  one  extension  worker  for  every  500  semi-­‐subsistence  farmers  and  one  worker  for  every  250  smallholder  farmers  

Page 28: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

26    

We  need  to  learn  about  and  develop  our  understanding  of  the  practice  of  collective  land  ownership  and  management.  We  should  argue  for  and  test  approaches  that  combine  land  transfer  with  agroecological  techniques/”carbon  farming”.    We  need  practical  demonstration  farms  run  in  a  participatory  way  with  small-­‐scale  farmers,  and  as  a  model  for  research  and  extension  (integrated  livestock,  crops  and  trees).  Approach  Farmer  Support  Group  (FSG)  and  Surplus  People  Project  (SPP)  to  provide  guidance  and  technical  support,  and  offer  them  our  support  to  get  practical  agroecological  demonstration  farms  operating.    We  need  practical,  farmer-­‐driven  training  and  knowledge  sharing  on  agroecological  practices.  We  should  start  working  with  the  various  movements  and  organisations  already  espousing  these  approaches  (ranging  from  Food  Sovereignty  movements  in  South  Africa  and  Africa  to  Holistic  Management  advocates).  We  could  do  some  work  together  with  interested  farmer  organisations  to  match  them  with  appropriate  technical  support  and  document  the  process  for  sharing.  This  increasingly  has  benefits  on  a  regional  level,  to  widen  the  pool  of  experience  and  sharing  in  small-­‐scale  agricultural  production.    Connect  up  with  soil  scientists,  livestock  farmers  and  support  services  and  other  practitioners  working  on  these  and  related  issues  in  South  Africa,  the  region  and  globally.  There  are  already  people  doing  this  kind  of  work.  We  don’t  have  to  reinvent  the  wheel,  but  can  work  with  them.  We  should  identify  and  approach  these  people  together  with  farmer  organisations  to  see  if  there  are  ways  to  work  together.      We  can  look  at  the  LandCare  programme,  holistic  management  and  conservation  agriculture  in  South  Africa  as  starting  points  for  possible  intersection  with  the  state  and  commercial  agriculture.  While  we  can  learn  from  them  and  also  support  transitions  towards  agroecology  in  commercial  agriculture,  we  should  also  be  on  the  lookout  for  permaculture  and  other  organisations  and  practitioners  that  might  be  able  to  provide  support  to  resource-­‐poor  small  scale  farmers  to  move  towards  agroecological  practices.    We  can  engage  with  government  around  the  agroecology  strategy  and  content  of  extension  services.  These  are  current  policy  processes  that  require  a  push  from  progressive  organisations  and  farmer  associations  to  mainstream  and  support  implementation  of  agroecological  strategies  as  widely  as  possible.  We  can  also  engage  with  the  DEA  because  agriculture  is  both  a  major  greenhouse  gas  emitter  and  potentially  a  major  greenhouse  gas  sink.      

Page 29: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

27    

Acronyms    AGRA     Alliance  for  a  Green  Revolution  in  Africa  C     Carbon  CA     Conservation  agriculture  CH4     Methane  CO2     Carbon  dioxide  CO2e     Carbon  dioxide  equivalent  CPA     Communal  property  association  DEAT     Department  of  Environmental  Affairs  and  Tourism  EPA     Environmental  Protection  Agency  (US)  FAO     Food  and  Agriculture  Organisation  of  the  UN  Gg     Gigagram  (one  thousand  tons)  GHG     Greenhouse  gas  GWP     Global  warming  potential  Gt     Gigaton  (one  billion  tons)  IAASTD     International  Assessment  on  Agricultural  Science  and  Technology  in  Development  IAEA     International  Atomic  Energy  Agency  IPCC     Intergovernmental  Panel  on  Climate  Change  LCA     Life  cycle  assessment  N     Nitrogen  N2     Nonreactive  nitrogen  N2O     Nitrous  oxide  Nr     Reactive  nitrogen  NDP     National  Development  Plan  NPK     Nitrogen,  phosphorous,  potassium  O     Oxygen  PES     Payment  for  ecosystem  services  Gt     Petagram  (equals  one  Gigaton)  R&D     Research  and  development  SAFA     South  African  Feedlot  Association        

Page 30: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

28    

Glossary    Anaerobic  respiration     respiration  without  oxygen  Atmosphere       layer  of  gasses  surrounding  the  Earth  that  is  retained  by  Earth’s  

gravity  Biosphere       the  global  sum  of  all  living  ecosystems  Carbon  cycle       biogeochemical  cycle  by  which  carbon  is  exchanged  between  pools  Denitrification       microbially  facilitated  process  of  nitrate  reduction  Enteric  fermentation     digestive  process  by  which  carbohydrates  are  broken  down  by  

micro-­‐organisms  into  simple  molecules  for  absorption  into  the   bloodstream  of  an  animal  

Global  Warming  Potential   relative  measure  of  how  much  heat  a  greenhouse  gas  traps  in  the  atmosphere,  expressed  as  a  factor  of  carbon  dioxide  (whose  GWP  is  standardised  to  1)  

Greenhouse  effect     process  by  which  thermal  radiation  from  the  planet’s  surface  is  absorbed  by  greenhouse  gases  and  re-­‐radiated  in  all  directions  

Land  use  change     changes  between  one  use  of  land  (e.g.  forests)  and  another  (e.g.  agriculture  or  cities)  

Nitrogen  cycle       biogeochemical  cycle  by  which  nitrogen  is  exchanged  between  pools  Rhizobia  fixation     nitrogen  fixation  by  soil  bacteria            

Page 31: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

29    

Links    [Others  should  be  added]    Abalemi  Bezekhaya,  Cape  Flats  http://www.abalimi.org.za/    African  Centre  for  Biosafety  (ACB)  www.acbio.org.za  African  Centre  for  Food  Security,  University  of  KwaZulu-­‐Natal  http://acfs.ukzn.ac.za/  Agricultural  and  Rural  Development  Research  Institute  (ARDRI)  (link  provided  doesn’t  work)  Agricultural  Research  Council-­‐Vegetable  and  Ornamental  Plant  Institute  (ARC-­‐VOPI)  Crop  Science  

Unit  http://www.arc.agric.za/home.asp?pid=6425  Association  for  Rural  Advancement  (AFRA)  www.afra.co.za  Biodynamic  Agricultural  Association  of  Southern  Africa  http://www.bdaasa.org.za/  Biowatch  http://www.biowatch.org.za/  Catholic  Development  Centre,  Mthatha  -­‐  email:  [email protected]  Centre  for  Rural  Community  Empowerment  (CRCE),  University  of  Limpopo  

http://www.ul.ac.za/application/downloads/crce/crce_index.html    Church  Land  Programme,  based  in  Pietermaritzburg  http://churchland.org.za/index.php  Cooperative  and  Policy  Alternative  Centre  (COPAC)  www.copac.org.za      Earthfirst  http://www.earthfirst.co.za/  Eastern  Cape  Agricultural  Research  Project  (ECARP)  Ecosystems  http://www.ecosystems.co.za/  Environmental  Education  and  Sustainability  Unit  (ELRC),  Rhodes  University  

http://www.ru.ac.za/elrc/  Farm  and  Garden  National  Trust  http://farmgardentrust.org  Food  and  Agricultural  Workers’  Union  (FAWU)  Food  and  Trees  for  Africa  (FTFA)  http://www.trees.co.za/  Food  Gardens  Foundation  (FGF)  http://www.foodgardensfoundation.org.za/  Food  Sovereignty  Campaign  Farmer  Support  Group  (FSG),  UKZN  email  [email protected]  Go  Organic  http://www.go-­‐organic.co.za/  Institute  of  Natural  Resources  (INR)  –  email  [email protected]  Jakkalskloof  Permaculture  Farm,  Swellendam  http://xhabbofarmcommunity.co.za/  Klein  Karoo  Sustainable  Drylands  Permaculture  Project  (KKSDPP)  http://berg-­‐en-­‐dal.co.za/    Land  Access  Movement  of  South  Africa  (LAMOSA),  www.lamosa.org.za  Living  Seeds  http://livingseeds.co.za  Mahlatini  Organics  http://sites.google.com/site/mahlathiniorganics/  Midlands  Meander  Association  Education  Project  http://www.mmaep.co.za/  National  Organic  Produce  Initiative  (NOPI)  –  email  [email protected]  National  Union  of  Metalworkers  of  South  Africa  (Numsa)  Network  for  Ecofarming  in  Africa  (NECOFA)  http://www.necofa.org/  Organic  Freedom  Project  (aims  for  20,000ha  under  small  scale  organic  production,  partnering  with  

Pick  n  Pay  and  Anglo  Coal)  -­‐  Heinrich  Schultz  cell:  083  287  2699  Pan  African  Conservation  Education  Project  (PACE)  http://www.paceproject.net/index.asp  Participatory  Ecological  Land  Use  Management  (PELUM)  http://www.pelumrd.org/  Promoting  Local  Innovation  (PROLINNOVA)  South  Africa  http://www.prolinnova.net/South_Africa/  Rainman  Landcare  Foundation  http://www.rainman.co.za/  School  Environmental  Education  Development  (SEED)  –training  in  schools  http://www.seed.org.za/    South  African  National  Biodiversity  Institute  (SANBI)  http://www.sanbi.org  Southern  Africa  Food  Lab,  Stellenbosch  University  www.southernafricafoodlab.org  Southern  Cape  Land  Committee  (SCLC),  www.sclc.co.za  Surplus  People  Project  (SPP),  www.spp.org.za  

Page 32: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

30    

The  Valley  Trust  http://www.thevalleytrust.org.za/  Tlholego  Ecovillage,  near  Rustenburg  http://www.sustainable-­‐futures.com/  Transkei  Land  Service  Organisation  (Tralso)  Trust  for  Community  Outreach  and  Education  (TCOE)  www.tcoe.org.za    Tshintsha  Amakhaya  (TA)  https://sites.google.com/site/tshintshaintranet/programme  Tsogang  Water  and  Sanitation  www.tsogang.org  Wilgespruit/Ecohope,  Johannesburg  -­‐  email  [email protected]    Zululand  Centre  for  Sustainable  Development  http://www.ecosystems.co.za/zcsd.htm    Technical:    Savory  Institute  Jodie  Butterfield,  Director  of  Southern  Africa  Programmes  www.savoryinstitute.com/  Rolf  Pretorius  (SA  Savory  Institute  hub  leader,  Eastern  Cape)  www.savoryinstitute.com/    Jozua  Lambrechts,  SA  Holistic  Management  educator,  083  310-­‐1940  and  [email protected]  Andre  Mentz,  holistic  farming  practitioner,  034  312  9207  and  [email protected]    Africa  Centre  for  Holistic  Management  (ACHM,  part  of  Savory  Institute)  operates  from  

Dimbangombe  Ranch  in  Victoria  Falls,  Zimbabwe  www.achmonline.org        Huggins  Matanga  (Zimbabwe  Savory  Institute  hub  leader,  ACHM  director)  [email protected]    FSG,  SPP,  TCOE,  SCLC,  AFRA  and  others  have  technical  knowledge  to  share,  as  well  as  organising  

methodologies  Erna  Kruger,  agroecological  specialist  associated  with  NGOs,  [email protected]  Paul  Cohen,  Tlolego  Ecovillage,  North  West  prov,  [email protected]    Allan  Savory  [email protected]    Government  processes    Agroecology  policy  –  Thabo  Ramashala  Director:  Plant  Production,  012  319  6079  and  [email protected]    Extension  policy  -­‐  Rick  de  Satgé  [email protected]    US  organisations    Savory  Institute  www.savoryinstitute.com/  Soil  Carbon  Coalition  (US)  www.soilcarboncoalition.org          

Page 33: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

31    

References    Aliber,  M.  2013  “Conceptualising  approaches  to  smallholders  and  markets”,  in  S.  Greenberg  (ed.)  

Smallholders  and  agro-­‐food  value  chains  in  South  Africa:  Emerging  practices,  emerging  challenges.  PLAAS,  Bellville  

Aliber,  M.,  Baiphethi,  M.  &  Jacobs,  P.  2009  “Agricultural  employment  scenarios”,  in  R.  Hall  (ed.)  Another  countryside?  Policy  options  for  land  and  agrarian  reform  in  South  Africa.  PLAAS,  Bellville  

BFAP  (Bureau  for  Food  and  Agricultural  Policy)  2012  “Farm  sectoral  determination:  An  analysis  of  agricultural  wages  in  South  Africa”,  BFAP,  Stellenbosch  

DAFF  (Department  of  Agriculture,  Forestry  &  Fisheries)  2009  “Report  on  the  profiling  of  the  current  government-­‐employed  extension  and  advisory  service  officers,  2007”,  DAFF,  Pretoria    

DEAT  (Department  of  Environmental  Affairs  and  Tourism)  2009  “Greenhouse  gas  inventory  South  Africa  1990  to  2000.  National  inventory  report”,  DEAT,  Pretoria    

Dietz,  R.  &  O’Neill,  D.  2013  Enough  is  enough:  Building  a  sustainable  economy  in  a  world  of  finite  resources.  Berrett-­‐Koehler  Publishers,  San  Francisco  

DTI  (Department  of  Trade  and  Industry)  2011  “Industrial  Policy  Action  Plan  2011/12-­‐2013/14:  Economic  sectors  and  employment  cluster”,  DTI,  Pretoria  

Dugmore,  H.  2012  “Large  herds  on  the  move  revitalise  degraded  veld”,  Farmer’s  Weekly,  4  May,  pp.60-­‐63  

Engelhaupt,  E.  2008  “Do  food  miles  matter?”,  Environmental  Science  and  Technology,  42:10,  p.3482  FAO  (Food  and  Agriculture  Organisation)  2005  “Fertiliser  use  by  crop  in  South  Africa”,  FAO,  Rome  FAO  (Food  and  Agriculture  Organisation)  2006  “Livestock’s  long  shadow:  Environmental  issues  and  

options”,  FAO,  Rome  FAO  (Food  and  Agriculture  Organisation)  2010  “Greenhouse  gas  emissions  from  the  dairy  sector:  A  

life  cycle  assessment”,  FAO,  Rome  FAO/IAEA  (Food  and  Agriculture  Organisation/International  Atomic  Energy  Agency)  2010  “The  

Agency  is  assisting  member  states  to  reduce  the  amount  of  methane  produced  by  ruminant  livestock”,  Joint  FAO/IAEA  Programme  on  Nuclear  Techniques  in  Food  and  Agriculture,  http://www-­‐naweb.iaea.org/nafa/news/2010-­‐methane-­‐ruminant-­‐livestock.html  

Funes,  F.,  Garcia,  L.,  Bourque,  M.,  Perez,  N.  &  Rosset,  P.  2002  Sustainable  agriculture  and  resistance:  Transforming  food  production  in  Cuba.  Food  First,  Oakland  

Galloway,  J.,  Aber,  J.,  Erisman,  J.,  Seitzinger,  S.,  Howarth,  R.,  Cowling,  E.  &  Cosby,  B.  2003  “The  nitrogen  cascade”,  BioScience,  53:4,  pp.341-­‐356  

Garnett,  T.  2007  “Food  refrigeration:  What  is  the  contribution  to  greenhouse  gas  emissions  and  how  might  emissions  be  reduced?”,  Food  Climate  Research  Network,  Centre  for  Environmental  Strategy,  University  of  Surrey  

Garnett,  T.  2008  “Cooking  up  a  storm:  Food,  greenhouse  gas  emissions  and  our  changing  climate”,  Food  Climate  Research  Network,  Centre  for  Environmental  Strategy,  University  of  Surrey  

Giller,  K.,  Witter,  E.,  Corbeels,  M.  &  Tittonell,  P.  2009  “Conservation  agriculture  and  smallholder  farming  in  Africa:  The  heretics’  view”,  Field  Crops  Research,  114,pp.23-­‐34  

GRAIN  2005  “No,  air,  don't  sell  yourself...”,  Seedling,  April,  pp.34-­‐41  GRAIN  2011  “Food  and  climate  change:  The  forgotten  link”,  Against  the  Grain,  Sept  2011  Grant,  W.,  Wolfaardt,  A.  &  Louw,  A.  2012  “Technical  report.  Maize  value  chain  in  the  SADC  region”,  

paper  prepared  for  USAID  Southern  Africa,  Gaborone  Heffer,  P.  2009  “Assessment  of  fertiliser  use  by  crop  at  a  global  level,  2006/07  -­‐  2007/08”,  

International  Fertiliser  Association,  Paris  http://www.fertilizer.org/ifa/HomePage/LIBRARY/Publication-­‐database.html/Assessment-­‐of-­‐Fertilizer-­‐Use-­‐by-­‐Crop-­‐at-­‐the-­‐Global-­‐Level-­‐2006-­‐07-­‐2007-­‐08.html2  

Hickman,  J.,  Havlikova,  M.,  Kroeze,  K.,  &  Palm,  C.  2011  “Current  and  future  nitrous  oxide  emissions  from  African  agriculture”,  Environmental  Sustainability,  3,  pp.370-­‐378  

Page 34: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

32    

IAASTD  (International  Assessment  of  Agricultural  Science  and  Technology  for  Development)  2008  “Towards  multifunctional  agriculture  for  social,  environmental  and  economic  sustainability”,  IAASTD,  www.agassessment.org    

IAASTD  (International  Assessment  of  Agricultural  Science  and  Technology  for  Development)  2009  “Agriculture  at  a  crossroads:  International  Assessment  of  Agricultural  Knowledge,  Science  and  Technology  for  Development  global  report”,  Washington  DC,  Centre  for  Resource  Economics  

IPCC  (Intergovernmental  Panel  on  Climate  Change)  2007  “IPCC  4th  assessment  report:  Climate  change”,  https://www.ipcc.ch/publications_and_data/publications_and_data_reports.shtml#.UdaPgm34Udo  

Jones,  A.,  Breuning-­‐Madsen,  H.,  Brossard,  M.,  Dampha,  A.,  Deckers,  J.,  Dewitte,  O.,  Gallali,  T.,  Hallett,  S.,  Jones,  R.,  Kilasara,  M.,  Le  Roux,  P.,  Micheli,  E.,  Montanarella,  L.,  Spaargaren,  O.,  Thiombiano,  L.,  Van  Ranst,  E.,  Yemefack,  M.  ,  Zougmore  R.  (eds)  2013  Soil  Atlas  of  Africa.  European  Commission,  Publications  Office  of  the  European  Union,  Luxembourg.  

Jones,  C.  2009  “Mycorrhizal  fungi  –  powerhouse  of  the  soil”,  Evergreen  Farming  newsletter,  Sept,  pp.4-­‐5,  http://www.amazingcarbon.com/PDF/JONES-­‐MycorrhizalFungiEVERGREEN%28Sept09%29.pdf  

Maia,  J.,  Giordano,  T.,  Kelder,  N.,  Bardien,  G.,  Bodibe,  M.,  Du  Plooy,  P.,  Jafta,  X.,  Jarvis,  D.,  Kruger-­‐Cloete,  E.,  Kuhn,  G.,  Lepelle,  R.,  Makaulule,  L.,  Mosoma,  K.,  Neoh,  S.,  Netshitomboni,  N.,  Ngozo,  T.  &  Swanepoel,  J.  2011  “Green  jobs:  An  estimate  of  the  direct  employment  potential  of  a  greening  South  African  economy”,  IDC/DBSA/TIPS,  Pretoria  

Notten,  P.  &  Mason-­‐Jones,  K.  2013  “The  life  cycle  impacts  of  milk”,  Greenhouse  News,  http://tgh.co.za/wp-­‐content/uploads/The-­‐life-­‐cycle-­‐impacts-­‐of-­‐milk.pdf  

NPC  (National  Planning  Commission)  2011  “National  Development  Plan,  Vision  for  2030”,  NPC,  Pretoria  

Ojiem,  J.,  de  Ridder,  N.,  Vanlauwe,  B.  &  Giller,  K.  2006  “Socio-­‐ecological  niche:  A  conceptual  framework  for  integration  of  legumes  in  smallholder  farming  systems”,  International  Journal  of  Agricultural  Sustainability,  4:1,  pp.79-­‐93  

Omonode,  R.  A.,  Smith,  D.  R.,  Gál,  A.  &  Vyn,  T.  J.  2011  “Soil  nitrous  oxide  emissions  in  corn  following  three  decades  of  tillage  and  rotation  treatments”,  Soil  Science  Society  of  America  Journal,  75:1,  pp.152-­‐163  

Palmer,  T.  &  Ainslie,  A.  2006  “South  Africa  country  pasture/forage  resource  profile”,  FAO,  Rome  Potter,  C.  &  Tilzey,  M.  2007  “Agricultural  multifunctionality,  environmental  sustainability  and  the  

WTO:  Resistance  or  accommodation  to  the  neoliberal  project  for  agriculture?”,  Geoforum,  38,  pp.1290-­‐1303  

Practical  Action  2010  “Participatory  extension  approaches  (PEA)  in  Zimbabwe”,  Ministry  of  Agriculture,  Mechanisation  and  Irrigation  Development/Practical  Action  Southern  Africa,  Harare  

Pretty,  J.,  Noble,  A.,  Bossio,  D.,  Dixon,  J.,  Hine,  R.,  Penning  de  Vries,  F.  &  Morison,  J.  2006  “Resource-­‐conserving  agriculture  increases  yields  in  developing  countries”,  Environmental  Science  and  Technology,  40:4,  pp.1114-­‐1119  

Rockström,  J.,  Steffen,  W.,  Noone,  K.,  Persson,  Å.,  Chapin,  F.S.,  Lambin,  E.,  Lenton,  T.M.,  Scheffer,  M.,  Folke,  C.,  Schellnhuber,  H.J.,  Nykvist,  B.,  de  Wit,  C.A.,  Hughes,  T.,  van  der  Leeuw,  S.,  Rodhe,  H.,    Sörlin,  S.,  Snyder,  P.K.,  Costanza,  R.,  Svedin,  U.,  Falkenmark,  M.,  Karlberg,  L.,  Corell,  R.W.,  Fabry,  V.J.,  Hansen,  J.,  Walker,  B.,  Liverman,  D.,  Richardson,  K.,  Crutzen,  P.  and  Foley,  J.  2009  “Planetary  boundaries:  Exploring  the  safe  operating  space  for  humanity”,  Ecology  and  Society,  42:2,  art.32  

Roston,  E.  2008  The  carbon  age:  How  life’s  core  element  has  become  civilisation’s  greatest  threat.  Walker  &  Co.,  New  York  

SAFA  (South  African  Feedlot  Association)  2013  “About  us”,  http://www.safeedlot.co.za/index.asp?Content=90  

Page 35: Agroecology)and)climatechangein)South)Africa ......1!! Introduction)! The!focus!of!this!paper!is!onclimate!change!and!theagriCfood!system,!especially!lookingat!primary! agriculture,i.e.!the!actual!production

33    

Salamon,  M.  2011  “Keeping  cattle  in  a  changing  rural  landscape:  Communal  range  management  in  Okhombe,  KwaZulu-­‐Natal,  South  Africa”,  PhD  thesis,  Centre  of  Environment,  Agriculture  and  Development,  University  of  KwaZulu-­‐Natal,  Pietermaritzburg  

Savory,  A.  &  Butterfield,  J.  1999  Holistic  management:  A  new  framework  for  decision  making.  Island  Press,  Washington  DC  

Schwartz,  J.  2013  Cows  save  the  planet,  and  other  improbable  ways  of  restoring  soil  to  heal  the  earth,  Chelsea  Green  Publishing,  White  River  Junction,  VT  

 Smith,  P.,  Martino,  D.,  Cai,  Z.,  Gwary,  D.,  Janzen,  H.,  Kumar,  P.,  McCarl,  B.,  Ogle,  S.,  O’Mara,  F.,  Rice,  

C.,  Scholes,  B.  &  Sirotenko,  O.  2007  “Agriculture”,  in  B.  Metz,  O.R.  Davidson,  P.R.  Bosch,  R.  Dave,  &  L.A.  Meyer  (eds)  Climate  Change  2007:  Mitigation.  Contribution  of  Working  Group  III  to  the  Fourth  Assessment  Report  of  the  Intergovernmental  Panel  on  Climate  Change,  Cambridge  University  Press,  Cambridge/New  York  

Stuart,  T.  2009  Waste:  Uncovering  the  global  food  scandal.  Penguin,  London  Thierfelder,  C.  &  Wall,  P.  2009  “Effects  of  conservation  agriculture  techniques  on  infiltration  and  soil  

water  content  in  Zambia  and  Zimbabwe”,  Soil  and  Tillage  Research,  105:2,  pp.217-­‐227    Thierfelder,  C.,  Mwila,  M.  &  Rusinamhodzi,  L.  2013  “Conservation  agriculture  in  eastern  and  

southern  provinces  of  Zambia:  Long-­‐term  effects  on  soil  quality  and  maize  productivity”,  Soil  and  Tillage  Research,  126,  pp.246-­‐258  

Trollope,  W.  &  Trollope,  L.  2004  “Prescribed  burning  in  African  grasslands  and  savannas  for  wildlife  management”,  Arid  Lands  Newsletter,  55,  http://ag.arizona.edu/oals/ALN/aln55/trollope.html  

UK  Government  Office  for  Science  2009  “Foresight  project  on  global  food  and  farming  futures.  Synthesis  report  C9:  Sustainable  intensification  in  African  agriculture  –  analysis  of  cases  and  common  lessons”,  London,  UK  Government  Office  for  Science  

UNEP-­‐UNCTAD  2008  “Organic  agriculture  and  food  security  in  Africa”,  New  York/Geneva,  United  Nations  

University  of  New  Hampshire  n.d.  “An  introduction  to  the  global  carbon  cycle”,  http://globecarboncycle.unh.edu/CarbonCycleBackground.pdf  

Vermeulen,  S.,  Campbell,  B.  &  Ingram,  J.  2012  “Climate  change  and  food  systems”,  Annual  Review  of  Environment  and  Resources,  37:  pp.195-­‐222  

Wilson,  G.  2008  “From  'weak'  to  'strong'  multifunctionality:  Conceptualising  farm-­‐level  multifunctional  transitional  pathways”,  Journal  of  Rural  Studies,  24,  pp.367-­‐383