Approches

Bayesian Network Approach [Brésil]

  • Création :
  • Mise à jour :
  • Compilateur :
  • Rédacteur :
  • Examinateur :

Abordagem com Redes Bayesianas

approaches_1975 - Brésil

État complet : 92%

1. Informations générales

1.2 Coordonnées des personnes-ressources et des institutions impliquées dans l'évaluation et la documentation de l'Approche

Personne(s) ressource(s) clé(s)

Spécialiste GDT:
Spécialiste GDT:
Spécialiste GDT:

Steinmetz Liron

steinmetz@tu-berlin.de

Berlin Institute of Technology (Technische Universität Berlin), Environmental Assessment and Planning Research Group

Secr. EB 5, Straße des 17. Juni 145, 10623 Berlin, Germany

Nom du projet qui a facilité la documentation/ l'évaluation de l'Approche (si pertinent)
Book project: Making sense of research for sustainable land management (GLUES)

1.3 Conditions relatives à l'utilisation par WOCAT des données documentées

Quand les données ont-elles été compilées (sur le terrain)?

11/12/2015

Le compilateur et la(les) personne(s) ressource(s) acceptent les conditions relatives à l'utilisation par WOCAT des données documentées:

Oui

2. Description de l'Approche de GDT

2.1 Courte description de l'Approche

Assessment of the probability and effectiveness of management options or innovations to describe cause-effect-relationships and to make recommendations for action on sustainable land management in the Itaparica region in Northeast Brazil.

2.2 Description détaillée de l'Approche

Description détaillée de l'Approche:

The study focus was on the determinants behind the adoption of innovations developed under a scientific project. The specific innovation analysed was intended to benefit both the environment and local smallholder farmers: namely cultivating a multi-purpose, low-growing, to the prevailing harsh semiarid environment well-adapted tree species (Spondias tuberosa L. – so called umbuzeiro). The assessment method was selected as it allows the combination of qualitative and quantitative data, and can be applied even in data-scarce situations. Moreover, it allows downscaling from a broad overview to small-scale management.

Knowledge is collected from different disciplines to support decision-making through the inter- and transdisciplinary approaches of constellation analysis and Bayesian networks. A Bayesian Network (BN) is a probabilistic graphical model that represents a set of variables (elements, nodes) and their conditional dependencies. There are three input components to a Bayesian Network: (a) a set of elements representing factors relevant to a particular environmental system or problem, (b) the links between these elements, and (c) the conditional probability tables (CPTs) behind each node (element) used to calculate the state of the node. Collected data and ratings are arranged in a hierarchical Bayesian Network model in Netica software (Netica 5.12 - freeware up to 15 nodes).

The creation of a Bayesian Network model is as follows: the objectives and necessary interventions for the innovation process aimed at sustainable management are characterized, with scientists arranging a conceptual diagram, including the mapping of elements. States of the nodes are determined through study of the literature and expert consultation (by scientists, stakeholders and experts on related topics). In a final step, a sensitivity analysis is performed on the Bayesian Network to highlight crucial nodes with the highest influence on objectives in order to derive actions to be recommended.

Stakeholder participation is the core process of designing Bayesian Networks. In pre-consultations stakeholders help identifying major influencing factors and relationships. Assessments are compiled in interview sessions enabling the states of the nodes to be quantified later. In this case study, the stakeholders were farmers, farmer-supporting institutions, and expert in soils, vegetation and crops.

2.3 Photos de l'approche

2.5 Pays/ région/ lieux où l'Approche a été appliquée

Pays:

Brésil

Région/ Etat/ Province:

Pernambuco, Brazil

Autres spécifications du lieu :

Itaparica Reservoir, Petrolândia

2.6 Dates de début et de fin de l'Approche

Indiquez l'année de démarrage:

2014

Date (année) de fin de l'Approche (si l'Approche n'est plus appliquée):

2016

2.8 Principaux objectifs de l'Approche

The principle of Bayesian Network modelling is the integration of multiple issues and system components, where information from different sources can be integrated, while also handling missing data and uncertainty. The outcome may be recommendations that support local management decision-making. As the method is strong in transdisciplinary knowledge integration, it has the potential to become one of the core methods in environmental management.

2.9 Conditions favorisant ou entravant la mise en œuvre de la(des) Technologie(s) appliquée(s) sous l'Approche

normes et valeurs sociales/ culturelles/ religieuses
  • favorise
disponibilité/ accès aux ressources et services financiers
  • favorise

Potential for financial support could be through national small-scale farmer programs; suitable government-sponsored credit programs, public and governmental institutions such as bulk purchasers of agricultural commodities (for instance SEBRAE in Brazil).

cadre juridique (régime foncier, droits d'utilisation des terres et de l'eau)
  • favorise
connaissances sur la GDT, accès aux supports techniques
  • favorise

Use available free programmes. Use of visual aids such as smileys for evaluation to make questionnaire more comprehensible.

3. Participation et rôles des parties prenantes impliquées dans l'Approche

3.1 Parties prenantes impliquées dans l'Approche et rôles

  • exploitants locaux des terres / communautés locales

Farmers of a resettlement community on dryland; Representatives of the indigenous tribe of Pankararu

  • Spécialistes de la GDT/ conseillers agricoles

Experts in soil and crop sciences; Expert in vegetation and biodiversity science of the Caatinga

  • gouvernement national (planificateurs, décideurs)

Institute of Agriculture in Pernambuco (IPA); A private company as the hired institution by the National Institute for Colonization and Agrarian Reform - INCRA

  • Company of plant breeding, seed science
3.2 Participation des exploitants locaux des terres/ communautés locales aux différentes phases de l'Approche
Participation des exploitants locaux des terres/ communautés locales Spécifiez qui était impliqué et décrivez les activités
initiation/ motivation passive Interviews
planification aucun
mise en œuvre interactive Interviews
suivi/ évaluation interactive Interviews

3.3 Diagramme/ organigramme (si disponible)

Description:

Simplified work flow of Bayesian Network (BN) showing different steps:
­ Defining: apply or use already applied constellation analysis (see A_BRA003en) for information and visualization of node setting for the BN model and for stakeholder identification.
­ Identifying: clarify objectives, implementation factors, interventions, intermediates and controlling factors. Give every node a state, e.g. date, temperature range, amount of precipitation, or a classification: high / low…
­ Building: Collect data to fill the conditional probability tables (CPTs) behind every node. Prepare questionnaires, ask experts and conduct a literature search. Avoid too much states and no more than four nodes indicating the next node. Finish the model by entering all data in a programme (e.g. Netica).
­ Evaluating: Compare different scenarios by changing the state of inputs (e.g. from low to high). Show a baseline (without changes), a most improved and least improved scenario to justify recommendations. Finally, hand over recommended actions to stakeholders.

Auteur:

Liron Steinmetz, Verona Rodorff

3.4 Prises de décision pour la sélection de la Technologie/ des Technologies

Les décisions concernant la sélection de la(des) Technologie(s) ont elles été prises:
  • The approach was initiated by scientists.
Expliquez:

The approach can be applied to SLM technologies, but also can be employed for other purposes. In our data-scarce case, the method was very helpful as able to deal with different data sources and types.

Spécifiez sur quelle base ont été prises les décisions:
  • les résultats de recherches?

4. Soutien technique, renforcement des capacités et gestion des connaissances

4.1 Renforcement des capacités/ formation

Une formation a-t-elle été dispensée aux exploitants des terres/ autres parties prenantes?

Oui

Spécifiez qui a été formé:
  • exploitants des terres
  • personnels/ conseillers de terrain
Formats de la formation:
  • entre agriculteurs (d'exploitants à exploitants)
  • zones de démonstration
Formats de la formation:
  • workshops
Thèmes abordés:

Detecting decisive factors for an ideal scenario of implementation being adopted by land users. For the participants it was interesting to participate in preparing a joint view of their action space - this is generally known in its parts though not with its major interconnections and complexity. Participants especially acknowledged this value added for them.

4.2 Service de conseils

Les exploitants des terres ont-ils accès à un service de conseils?

Non

4.3 Renforcement des institutions (développement organisationnel)

Des institutions ont elles été mises en place ou renforcées par le biais de l'Approche?
  • oui, beaucoup
Spécifiez à quel(s) niveau(x), ces institutions ont été renforcées ou mises en place:
  • local
Décrivez l'institution, ses rôles et responsabilités, ses membres, etc.

Decisive factors for the adoption of innovations were identified, including favoring cultivation techniques for Umbuzeiro agriculture (e.g. soil additives).

Précisez le type de soutien:
  • renforcement des capacités/ formation

4.4 Suivi et évaluation

Le suivi et l'évaluation font ils partie de l'Approche? :

Oui

Si oui, ce document est-il destiné à être utilisé pour le suivi et l'évaluation?

Non

4.5 Recherche

La recherche a-t-elle fait partie intégrante de l’Approche?

Oui

Spécifiez les thèmes:
  • sociologie
  • économie/ marketing
  • écologie
  • technologie
Donnez plus de détails et indiquez qui a mené ces recherches:

Research on the situation of local action and governance was a major driver for the workshops. University project members prepared and held the workshops, while also did extended interpretation and integration of results across a number of different workshops.

5. Financement et soutien matériel externe

5.1 Budget annuel de la composante GDT de l'Approche

Si le budget annuel précis n'est pas connu, indiquez une fourchette:
  • < 2 000
Commentez (par ex. principales sources de financement/ principaux bailleurs de fonds):

German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) 100%

5.2 Soutiens financiers/ matériels fournis aux exploitants des terres

Les exploitants des terres ont-ils reçu un soutien financier/ matériel pour la mise en œuvre de la Technologie/ des Technologies?

Non

5.3 Subventions pour des intrants spécifiques (incluant la main d'œuvre)

  • aucun
 
Si la main d'œuvre fournie par les exploitants des terres était un intrant substantiel, elle était:
  • volontaire

5.4 Crédits

Des crédits ont-ils été alloués à travers l'Approche pour les activités de GDT?

Non

5.5 Autres incitations ou instruments

D'autres incitations ou instruments ont-ils été utilisés pour promouvoir la mise en œuvre des Technologies de GDT?

Non

6. Analyses d'impact et conclusions

6.1 Impacts de l'Approche

Est-ce que l'Approche a aidé les exploitants des terres à mettre en œuvre et entretenir les Technologies de GDT?
  • Non
  • Oui, un peu
  • Oui, modérément
  • Oui, beaucoup

The different scenarios of the BN tested highlight the good probability of adoption, which then can support sustainable land management.

Est-ce que l'Approche a autonomisé les groupes socialement et économiquement défavorisés?
  • Non
  • Oui, un peu
  • Oui, modérément
  • Oui, beaucoup

The approach was conducted especially for smallscale farmers without sophisticated irrigation tecniques and as well for the indigenous tribe Pankararu.

Est-ce que l'Approche a amélioré les questions foncières et des droits d'utilisation qui entravent la mise en œuvre des Technologies?
  • Non
  • Oui, un peu
  • Oui, modérément
  • Oui, beaucoup

The BN model offers alternative sources for soil additives in case land use rights are hindering availability.

Est-ce que l'Approche a conduit à améliorer la sécurité alimentaire et/ou la nutrition?
  • Non
  • Oui, un peu
  • Oui, modérément
  • Oui, beaucoup

Not inmediately but a long-term influence is possible.

Did the Approach lead to improved livelihoods / human well-being?
  • Non
  • Oui, un peu
  • Oui, modérément
  • Oui, beaucoup

The different scenarios of the BN tested highlight the good probability of adoption, which can then benefit the livelihoods of adopters.

6.2 Principale motivation des exploitants des terres pour mettre en œuvre la GDT

  • augmenter la production
  • augmenter la rentabilité/ bénéfice, rapport coûts-bénéfices
  • paiements/ subventions
  • conscience environnementale
  • well-being and livelihoods improvement

6.3 Durabilité des activités de l'Approche

Les exploitants des terres peuvent-ils poursuivre ce qui a été mis en œuvre par le biais de l'Approche (sans soutien extérieur)?
  • oui
Si oui, décrivez de quelle manière:

Lessons learnt (especially on most favorable soil additive mixture) improve effectiveness of potential Umbuzeiro cultivation. Stakeholder pool of BN-creation comprises business networking opportunities for land users.

6.4 Points forts/ avantages de l'Approche

Points forts/ avantages/ possibilités du point de vue du compilateur ou d'une autre personne ressource clé
The combination of input variables from any given background is possible.
Via Bayesian networks changes to the modelled system can be tested prospectively. The space and potential effects of management options can be shown to decision makers.
Combining Bayesian networks with Constellation Analysis allows easy determination of major nodes of the model and supports the process of decision-making for sustainable land management activities; methods proved to be very transdisciplinary.

6.5 Faiblesses/ inconvénients de l'Approche et moyens de les surmonter

Faiblesses/ inconvénients/ risques du point de vue du compilateur ou d'une autre personne ressource clé Comment peuvent-ils être surmontés?
The statistical component of the Bayesian network approach can be hard to grasp for less educated or near-illiterate stakeholder groups. Percentages of probability estimations can be translated to a graphical equivalent (e.g. gradual scale of emoticons).

7. Références et liens

7.1 Méthodes/ sources d'information

  • visites de terrain, enquêtes sur le terrain
  • interviews/entretiens avec les exploitants des terres

7.2 Références des publications disponibles

Titre, auteur, année, ISBN:

Rodorff V., Steinmetz L., Siegmund-Schultze M., Köppel J. (2015) Using Bayesian networks to depict favouring frame conditions for sustainable land management: Umbuzeiro-tree planting by smallholders in Brazil

Disponible à partir d'où? Coût?

Session: Methods, tools and impact applications. Tropentag ‘Management of land use systems for enhanced food security - conflicts, controversies and resolutions’, September 16 – 18, 2015, Humboldt-Universität zu Berlin, Berlin, Germany

7.3 Liens vers les informations pertinentes disponibles en ligne

Titre/ description:

Innovate project information

URL:

http://www.innovate.tu-berlin.de/v_menue/subprojects/sp7_decision_support_approach_and_project_coordination/sp7_rm1_decision_support_approach/parameter/en/

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