Essays on the economics of climate shocks, food security, and sustainable agriculture

Abstract

This dissertation studies climate change and its impact on sustainable development in Africa. My first essay is on the impact on droughts on children’s educational outcomes and health outcomes. I compile a panel dataset on Ethiopian children and monthly precipitation data to find that droughts decrease children’s likelihood of being enrolled in school and negatively affect grade completion. Results also show that droughts increase stunting and thinness among children and increase household food insecurity. My second essay analyzes factors that help determine when farmers in Ethiopia adopt Sustainable Agricultural Practices (SAPs) such as crop rotation and mixed cropping. I find that receiving agricultural assistance encourages farmers to adopt crop rotation and that both SAPs have a powerful impact on reducing food insecurity among households. In my third essay, I use machine learning machine learning (ML) techniques to predict food insecurity in four countries in Africa. Since food insecurity results from complex interactions between economic shocks, climate change and regional conflict, I compiled high frequency data on these indicators. I estimate two commonly used ML models, namely, Random Forest (RF) and Extreme Gradient Boosting (XGBoost) to predict food insecurity at district level. I find that the most important factors in predicting food insecurity are food price and vegetation indices. Overall, I find that climate shocks, which are occurring at a high frequency and intensity, have detrimental effects on children’s education, health and overall well-being. Sustainable agriculture will help farmers cope better with climate shocks and alleviate food security in the continent.

Αυτή η διατριβή μελετά την κλιματική αλλαγή και τον αντίκτυπό της στη βιώσιμη ανάπτυξη στην Αφρική. Το πρώτο μου δοκίμιο αφορά τον αντίκτυπο της ξηρασίας στα εκπαιδευτικά και υγειονομικά αποτελέσματα των παιδιών. Συντάσσω ένα παλινδρομικό σύνολο δεδομένων για παιδιά στην Αιθιοπία και μηνιαία δεδομένα βροχόπτωσης, για να διαπιστώσω ότι οι ξηρασίες μειώνουν την πιθανότητα εγγραφής των παιδιών στο σχολείο και επηρεάζουν αρνητικά την ολοκλήρωση των τάξεων. Τα αποτελέσματα δείχνουν επίσης ότι οι ξηρασίες αυξάνουν την καθυστέρηση ανάπτυξης και την αδυναμία στα παιδιά, ενώ επιδεινώνουν την επισιτιστική ανασφάλεια των νοικοκυριών. Το δεύτερο δοκίμιό μου αναλύει τους παράγοντες που καθορίζουν πότε οι αγρότες στην Αιθιοπία υιοθετούν Βιώσιμες Γεωργικές Πρακτικές (ΒΓΠ), όπως η εναλλαγή καλλιεργειών και η μικτή καλλιέργεια. Διαπιστώνω ότι η λήψη γεωργικής βοήθειας ενθαρρύνει τους αγρότες να υιοθετήσουν την εναλλαγή καλλιεργειών και ότι και οι δύο πρακτικές έχουν ισχυρό αντίκτυπο στη μείωση της επισιτιστικής ανασφάλειας στα νοικοκυριά. Στο τρίτο δοκίμιό μου, χρησιμοποιώ τεχνικές μηχανικής μάθησης (ML) για την πρόβλεψη της επισιτιστικής ανασφάλειας σε τέσσερις χώρες της Αφρικής. Δεδομένου ότι η επισιτιστική ανασφάλεια προκύπτει από σύνθετες αλληλεπιδράσεις μεταξύ οικονομικών σοκ, κλιματικής αλλαγής και περιφερειακών συγκρούσεων, συντάσσω δεδομένα υψηλής συχνότητας για αυτούς τους δείκτες. Υπολογίζω δύο ευρέως χρησιμοποιούμενα μοντέλα μηχανικής μάθησης, το Random Forest (RF) και το Extreme Gradient Boosting (XGBoost), για την πρόβλεψη της επισιτιστικής ανασφάλειας σε επίπεδο περιοχής. Διαπιστώνω ότι οι πιο σημαντικοί παράγοντες στην πρόβλεψη της επισιτιστικής ανασφάλειας είναι οι τιμές των τροφίμων και οι δείκτες βλάστησης. Συνολικά, διαπιστώνω ότι τα κλιματικά σοκ, τα οποία συμβαίνουν με υψηλή συχνότητα και ένταση, έχουν επιζήμιες επιπτώσεις στην εκπαίδευση, την υγεία και τη συνολική ευημερία των παιδιών. Η βιώσιμη γεωργία θα βοηθήσει τους αγρότες να αντιμετωπίσουν καλύτερα τα κλιματικά σοκ και να ανακουφίσουν την επισιτιστική ανασφάλεια στην ήπειρο.