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Mapping the benefits: a new decision tool for tsetse and trypanosomiasis interventions

La mise en carte des bénéfices :un nouvel outil de prise de décisions pour la lutte

contre les glossines et les trypanosomoses

Alexandra Shaw, Guy Hendrickx, Marius Gilbert, Raffaele Mattioli, Victorin Codjia, Balabadi Dao, Oumar Diall,

Charles Mahama, Issa Sidibé & William Wint

DFID Animal Health Programme

Centre for Tropical Veterinary MedicineUniversity of Edinburgh

Easter Bush, Roslin Midlothian EH25 9RG UK

Telephone +44 (0)131 650 6287Fax +44 (0)131 650 7348E-mail [email protected]

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DFID

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T–FAO

Programme Against African Trypanosomiasis

Animal Production and Health DivisionFood and Agriculture Organization of the United Nations

Viale delle Terme di Caracalla00100 Rome Italy

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Healthier livestock, wealthier peopleThe DFID Animal Health ProgrammeThe research strategy of the UK Government’s Department for International Development (DFID) is to generate new knowledge and to promote its uptake and application to improve the livelihoods of poor people. The bilateral component of the strategy is organised as research programmes covering agriculture, forestry, livestock and fisheries, managed by institutions contracted by DFID. The Animal Health Programme (AHP) is managed by the Centre for Tropical Veterinary Medicine (CTVM), University of Edinburgh, Scotland, under the leadership of Professor Ian Maudlin. Livestock are vital to the lives and livelihoods of two thirds of the world’s poor – close to 700 million people. But chronic endemic diseases and zoonoses constrain livestock productivity and endanger human health, thereby contributing to the perpetuation of poverty. Bringing together veterinary, medical and social scientists from the UK, Africa and South Asia, DFID’s AHP funds research leading to better control of these diseases. Effective dissemination and uptake of AHP research findings can enhance the livelihoods and health of poor livestock keepers. For more information contact AHP:Website: www.dfid-ahp.org.ukE-mail: [email protected]

The Programme Against African TrypanosomiasisThe Programme Against African Trypanosomiasis (PAAT) is an international alliance that treats the tsetse/trypanosomiasis problem as an integral part of development and poverty alleviation, assuring positive and lasting results in trypanosomiasis-affected areas. PAAT forms the umbrella for an inter-agency alliance comprising the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), the International Atomic Energy Agency, the African Union Inter-African Bureau for Animal Resources, the World Health Organization, research institutions, field programmes, non-governmental organisations, and national agricultural research and extension systems and donors, with the overall goal of improving the livelihoods of rural people in the 37 tsetse-affected countries of sub-Saharan Africa. A key element of PAAT is information dissemination and communication. This allows the PAAT partners to interact and communicate with scientific and technical staff, policy makers and planners in Africa. The PAAT Secretariat is based at FAO Headquarters in Rome and produces scientific/technical bulletins, policy and position papers and organises meetings.For more information contact PAAT:Website: www.fao.org/ag/againfo/programmes/en/paat/home.htmlE-mail: [email protected]

The views expressed in this publication are those of the authors and do not necessarily reflect the views of the Department for International Development (DFID) nor of the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). The mention or omission of specific companies, their products or brand names does not imply any endorsement or judgement by the Department for International Development (DFID) nor the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO).

Editing, Design and Layout: Green Ink Publishing Services Ltd, UK (www.greenink.co.uk)

Printing: Pragati Offset Pvt. Ltd, India (www.pragati.com)

Le Programme de Santé Animale du DFIDLa stratégie du Department for International Development (DFID) du gouvernement britannique en matière de recherche est de générer de nouvelles connaissances et d’encourager leur adoption et leur application pour améliorer les moyens d’existence des populations pauvres. La composante bilatérale de la stratégie est organisée sous forme de programmes de recherche englobant l’agriculture, la sylviculture, l’élevage et la pêche, gérés par des institutions avec lesquelles le DFID a passé un contrat. Le Programme de Santé Animale (AHP) est géré par le Centre for Tropical Veterinary Medicine (CTVM), Université d’Édimbourg, en Écosse, sous la direction du Professeur Ian Maudlin.L’élevage est essentiel pour la vie et les moyens d’existence de deux tiers des pauvres dans le monde – près de 700 millions de personnes. Mais les maladies chroniques endémiques et les zoonoses limitent la productivité du bétail et menacent la santé des humains, contribuant de ce fait à perpétuer la pauvreté. Rassemblant des chercheurs en sciences vétérinaires, en médecine et en sciences sociales du Royaume-Uni, d’Afrique et d’Asie du Sud, l’AHP du DFID finance une recherche conduisant à l’amélioration de la lutte contre ces maladies. Une diffusion et une adoption efficaces des résultats de la recherche de l’AHP peuvent améliorer les moyens d’existence et la santé des éleveurs pauvres. Pour plus d’information, veuillez contacter l’AHP :Site web : www.dfid-ahp.org.uk Mél : [email protected]

Le Programme de Lutte contre la Trypanosomose AfricaineLe Programme de Lutte contre la Trypanosomose Africaine (PLTA) est une alliance internationale qui traite du problème des glossines/trypanosomose en tant que partie intégrante du développement et de l’atténuation de la pauvreté, assurant des résultats positifs et durables dans les zones affectées par la trypanosomose. Le PLTA est l’organisation-cadre d’une alliance inter-organisations comprenant l’Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture (FAO), l’Agence Internationale de l’Energie Atomique, le Bureau Interafricain des Ressources Animales de l’Union Africaine, l’Organisation Mondiale de la Santé, des instituts de recherche, des programmes de terrain, des organisations non-gouvernementales, ainsi que des systèmes nationaux de recherche et de vulgarisation agricole et des bailleurs de fonds, dont l’objectif global est d’améliorer les moyens d’existence des populations rurales dans les 37 pays affectés par les glossines en Afrique subsaharienne.Un élément-clé du PLTA est la diffusion de l’information et la communication. Cela permet aux partenaires du PLTA de dialoguer et de communiquer avec le personnel scientifique et technique, les décideurs et les planificateurs en Afrique. Le Secrétariat du PLTA, basé au siège de la FAO à Rome, produit des bulletins scientifiques et techniques, des documents de politique, des notes d’information et organise des réunions.Pour plus d’information, veuillez contacter le PLTA :Site web : www.fao.org/ag/againfo/programmes/en/paat/home.htmlMél : [email protected]

Les opinions exprimées dans la présente publication sont celles des auteurs et ne reflètent pas nécessairement celles du Department for International Development (DFID) ni celles de l’Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture (FAO). La mention ou l’omission de sociétés précises, de leurs produits ou de leurs marques, n’implique aucun appui ou jugement de la part du Department for International Development (DFID) ni de l’Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture (FAO).

La mise en carte des bénéfices :un nouvel outil de prise de décisions

pour la lutte contre les glossines et les trypanosomoses

Mapping the benefits:a new decision tool for tsetse and

trypanosomiasis interventions

Bénéfices potentiels cartographiés sur une période de 20 ans : gain en $EU/ km2 si la trypanosomose était éliminée

The potential benefits mapped over a period of 20 years: US$ gained / km2 if trypanosomiasis were removed

Unsuitable/protected

Total benefit (US$/km2) 0 – 500 500 – 1000 1000 – 2000 2000 – 3000 3000 – 4000 4000 – 5000 5000 – 6000 6000 – 70007000+

No tsetseWater

100 0 100 200 300 kilometres

DFID Animal Health Programme / Le Programme de Santé Animale du DFIDFAO Programme Against African Trypanosomiasis (PAAT) /

Le Programme FAO de Lutte contre la Trypanosomose Africaine (PLTA)

Mapping the benefits:a new decision tool for tsetse and

trypanosomiasis interventions

Alexandra Shaw, Guy Hendrickx, Marius Gilbert, Raffaele Mattioli, Victorin Codjia, Balabadi Dao, Oumar Diall, Charles Mahama,

Issa Sidibé & William Wint

La mise en carte des bénéfices :un nouvel outil de prise de décisions

pour la lutte contre les glossines et les trypanosomoses

First published 2006

All rights reserved. The publisher encourages fair use of this material provided proper citation is made. No reproduction, copy or transmission of this publication may be made without prior written permission from the joint copyright holders: Department for International Development ( DFID ) and the Food and Agriculture Organization of the United Nations ( FAO ). Applications for such permission should be addressed to the Animal Health Programme, Centre for Tropical Veterinary Medicine, University of Edinburgh, Easter Bush, Roslin, Midlothian EH25 9RG, UK, or by e-mail to [email protected], or to the Chief, Publishing Management Service, Information Division, FAO, Viale delle Terme di Caracalla, 00100 Rome, Italy, or by e-mail to [email protected].

Correct citationShaw, A., Hendrickx, G., Gilbert, M., Mattioli, R., Codjia, V., Dao, B., Diall, O., Mahama, C., Sidibé, I. and Wint, W. ( 2006 ) Mapping the benefits: a new decision tool for tsetse and trypanosomiasis interventions. Research Report. Department for International Development, Animal Health Programme, Centre for Tropical Veterinary Medicine, University of Edinburgh, UK and Programme Against African Trypanosomiasis, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy.

Publié pour la première fois en 2006

Tous droits réservés. L’éditeur encourage une utilisation du présent matériel à condition que la source des informations soit clairement indiquée. La présente publication ne peut être reproduite, photocopiée ni transmise sans l’autorisation écrite préalable des détenteurs conjoints des droits d’auteur : le Department for International Development ( DFID ) et l’Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture ( FAO ). Les demandes d’autorisation devront être adressées au : Programme de la Santé Animale, Centre for Tropical Veterinary Medicine, Université d’Édimbourg, Easter Bush, Roslin, Midlothian EH25 9RG, RU, ou par messagerie électronique à [email protected], ou Chef du Service de la gestion des publications, Division de l’Information, FAO, Viale delle Terme di Caracalla, 00100 Rome, Italie, ou, par messagerie électronique, à [email protected].

Citation correcteShaw, A., Hendrickx, G., Gilbert, M., Mattioli, R., Codjia, V., Dao, B., Diall, O., Mahama, C., Sidibé, I. et Wint, W. ( 2006 ) La mise en carte des bénéfices : un nouvel outil de prise de décisions pour la lutte contre les glossines et les trypanosomoses. Rapport de Recherche. Programme de la Santé Animale, Centre for Tropical Veterinary Medicine, Université d’Édimbourg, RU et Programme de Lutte contre la Trypanosomose Africaine, Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation at l’Agriculture, Rome, Italie.

v

Mapping the benefits

Trypanosomiasis is one of the greatest constraints to animal health in sub-Saharan Africa. It also

affects human health, agricultural output and land use. However, despite its importance, decisions

relating to trypanosomiasis control are often made on the basis of very limited information, which

may lead to some extremely costly errors. The authors of this study address the decision-making

process by innovatively combining the analytical potential of geographic information systems with

production systems analysis and economics. The study presents economic variables in a way that is

accessible to both decision-makers and those concerned with trypanosomiasis control in the field,

and which should also provide insights into aspects of the control of other animal and crop health

problems.

We are very pleased to present this study as a joint publication: as one of the ‘blue series’ of

Research Reports from the Department for International Development–Animal Health Programme

(DFID–AHP), and as a Position Paper from the Programme Against African Trypanosomiasis

(PAAT). This joint publication also reflects the shared funding of the work by the Food and

Agriculture Organization of the United Nations (FAO), the International Atomic Energy Agency

(IAEA) and DFID–AHP. It complements the other FAO publications in the highly successful PAAT

Technical and Scientific Series as well as the three related publications in the AHP’s blue series.

It is also the first publication in any of these series to appear in a bilingual format.

Ian Maudlin Jan Slingenbergh

Manager Senior Officer

Animal Health Programme, DFID Animal Health Service, FAO

Edinburgh, 2006 Rome, 2006

Preface

vi

La mise en carte des bénéfices

La trypanosomose est l’une des plus grandes contraintes pour la santé animale en Afrique subsaharienne. Elle affecte également la santé des humains, la production agricole et l’utilisation des terres. Toutefois, malgré son importance, les décisions de lutte contre la trypanosomose sont souvent prises sur la base d’informations partielles et limitées, ce qui peut conduire à des erreurs extrêmement onéreuses. Les auteurs de la présente étude abordent le processus de prise de décisions en combinant de façon novatrice les possibilités analytiques des systèmes d’information géographique à l’analyse des systèmes de production et des systèmes économiques associés. L’étude présente les variables économiques d’une façon qui soit accessible à la fois aux décideurs et aux personnes chargées de la lutte contre la trypanosomose sur le terrain et qui intègre également certains aspects de la lutte contre d’autres problèmes de santé des animaux et des cultures.

Nous sommes très heureux de présenter la présente étude sous forme de publication conjointe, comme élément de la collection « série bleue » du Programme de Santé Animale du Department for International Development (DFID–AHP) et comme note d’information du Programme de Lutte contre la Trypanosomose Africaine (PLTA). Cette double identité reflète également le partage du financement de l’étude par l’Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture (FAO), l’Agence Internationale de l’Energie Atomique (AIEA) et le DFID–AHP. Elle complète les autres publications de la FAO dans la série technique et scientifique couronnée de succès du PLTA ainsi que les trois publications connexes dans la série bleue de l’AHP. Il s’agit également de la première publication bilingue de ces deux séries.

Ian Maudlin Jan SlingenberghDirecteur Fonctionnaire PrincipalProgramme de Santé Animale, DFID Service de Santé Animale, FAOÉdimbourg, 2006 Rome, 2006

Préface

vii


The purpose of this study was to investigate the feasibility of linking quantitative economic

variables to a geographical information system (GIS) spatial framework in order to provide

new insights and reinforce the decision-making process for tsetse and trypanosomiasis (T&T)

interventions. Hitherto, GIS studies have mapped a series of ecological, demographic and socio-

economic indicators, but have stopped short of mapping a derived measure quantified in monetary

units. Furthermore, the economic aspects of T&T control have historically been dealt with

separately from their other effects, with results usually expressed in terms of benefit–cost ratios

or extra income per head of livestock. Even when they have been expressed in terms of US dollars

per square kilometre (US$/km2) these results have not been mapped; instead they have been used

as inputs for benefit–cost type analyses. In contrast, the approach developed here combines – for

the first time – economic herd models with mapping of both breed/production systems and the

expansion of livestock populations under various scenarios.

The first phase of the work tackled Benin, Ghana and Togo. The second phase extended

the work to cover parts of Burkina Faso and Mali. A range of standardised livestock population,

production and price data were collected at country, province and district level from each of these

five countries, together with the most recent livestock population, cropping and disease data. These

were amalgamated with the corresponding data layers derived and adapted from the Programme

Against African Trypanosomiasis Information System (PAAT-IS). At the mapping stage, the data

were extrapolated to cover the areas around the five countries, notably including Côte d’Ivoire for

which considerable data already existed in the authors’ archives and databases.

Four breed/production systems were defined and mapped: a predominantly taurine system

with minimal use of animal traction; a crossbred taurine×zebu system with moderate use of

animal traction; a crossbred zebu×taurine system with very high use of animal traction; and a zebu

system with moderate animal traction use. By combining these definitions with the new data and

the PAAT-IS data layers, a new distribution map was produced that linked trypanotolerant and

susceptible cattle breeds to production systems.

Existing information on the disease’s impact on cattle production parameters was

incorporated in a series of deterministic herd models, which projected the cattle populations

Summary

viii


L’objectif de la présente étude était d’examiner la possibilité de lier des variables économiques quantitatives au cadre spatial d’un système d’information géographique (SIG) afin de fournir de nouvelles connaissances et de consolider le processus de prise de décisions dans les interventions contre les glossines et la trypanosomose. Jusqu’ici, les études de SIG ont cartographié une série d’indicateurs écologiques, démographiques et socioéconomiques mais ne sont pas allées jusqu’à mettre en carte une mesure synthétique quantifiée en unités monétaires. En outre, dans le passé, les aspects économiques de la lutte contre les glossines et la trypanosomose ont été traités séparément de leurs autres effets ; les résultats étaient généralement exprimés en termes de rapports bénéfices-coûts ou de revenus supplémentaires par tête de bétail. Même lorsque présentés en dollars par kilomètre carré ($EU/km2), ces résultats n’ont jamais été mis en carte, étant plutôt utilisés dans des analyses bénéfices-coûts. L’approche mise au point ici combine – pour la première fois – des modèles économiques de troupeaux avec une cartographie à la fois des systèmes de production/race et de l’expansion des populations de bétail selon divers scénarios.

La première phase des travaux s’est concentrée sur le Bénin, le Ghana et le Togo. La seconde phase a étendu les travaux pour couvrir des parties du Burkina Faso et du Mali. Une gamme de données normalisées sur les populations, la production et les prix du bétail a été recueillie au niveau national, provincial et départemental de chacun de ces cinq pays. Les données les plus récentes sur la population de bétail, l’agriculture et la maladie ont été rassemblées. Ces données ont été amalgamées avec les couches de données correspondantes tirées et adaptées du Système d’Information du Programme de Lutte contre la Trypanosomose Africaine (PLTA-SI). Lors de la mise en carte, les données ont été extrapolées pour couvrir les régions entourant les cinq pays, y compris notamment la Côte d’Ivoire pour laquelle des données considérables existaient déjà dans les archives et les bases de données des auteurs.

Quatre systèmes de production/race ont été définis et cartographiés : un système essentielle-ment taurin associé à une utilisation minimum de la traction animale ; un système de croisements taurins×zébus avec une utilisation modeste de la traction animale ; un système de croisements zébus×taurins avec une utilisation très importante de la traction animale ; et un système zébu avec une utilisation modeste de la traction animale. En combinant ces définitions avec les nouvelles données et les couches de données du PLTA-SI, une nouvelle carte de répartition, qui associe les races bovines trypanotolérantes et trypanosensibles à des systèmes de production, a été produite.

L’information existante concernant l’impact de la maladie sur les paramètres de production de bovins a été incorporée dans une série de modèles déterministes qui projetaient les effectifs

Résumé

ix

and calculated the income derived from them over a period of 20 years. These modelled the

situation both with and without the presence of trypanosomiasis in the ‘core’ population area,

(where cattle populations are currently located) and in the ‘export’ areas (into which cattle

populations are likely to expand over the period analysed). Thus 2 × 2 or four interrelated models

were produced for each cattle breed/production system. For the purposes of the study, each herd

model had two main outputs: an estimate of cattle population growth and an estimate of income.

Income from cattle was calculated as the value of meat, milk, animal traction, and herd growth

less production costs. By comparing income in the absence and presence of trypanosomiasis, the

potential benefits of T&T interventions could be estimated for the different cattle breed/production

systems over the 20-year period. These were then discounted to their present value and converted

to a single US$ amount, expressed as benefits per head of cattle present at the end of the time

period and split between those generated by cattle remaining in the core area and those arising

from cattle populations that had expanded into export areas.

The final part of the study mapped livestock population distributions. By applying the

estimates of the cattle population growth rates provided by the herd models to maps of the current

distribution of cattle, it was possible to map the estimated distribution of livestock in 20 years’

time. This future population was compared to the land’s estimated carrying capacity to identify

those areas where cattle numbers exceeded resources available to sustain them. For these situations,

a step-wise spatial expansion model was applied to show how ‘excess’ cattle populations might

spread into nearby areas where grazing was available. The cattle populations that remained in their

original locations were those modelled as the core population; the cattle that spread to new areas

were defined as the export herd. This spatial expansion model made it possible to quantify the

potential benefits of the removal of trypanosomiasis from areas into which new cattle populations

would migrate. The need to find ways to estimate the benefits from this type of expansion of

livestock production has been a major unresolved issue in analysing the T&T problem.

The results of the work are depicted in a series of maps throughout the text, culminating in

the map shown as the frontispiece to this report. This map illustrates the geographical distribution

of the potential US$ benefits from the removal of trypanosomiasis throughout the zone studied.

As with all modelling and mapping exercises, care must be taken not to interpret the figures as

absolute values providing exact answers, but to keep in mind that combining a number of estimates

in this way will always generate results that include a greater or lesser margin of error. That said,

the resulting maps very clearly illustrate that combining economic and biophysical variables adds

a dimension beyond that which has previously been mapped. The summary map highlights the

enormous potential benefits to be gained over the 20-year timeframe from those areas where there

is already a high reliance on draught power: in the northern fringes of the tsetse distribution. It also

Summary

x


bovins et calculaient le revenu tiré de l’élevage sur une période de 20 ans. Ceux-ci simulaient l’évolution à la fois en présence et en absence de trypanosomose dans la zone de population d’« origine » (dans laquelle les populations de bovins sont actuellement localisées), et dans les zones d’« exportation » (dans lesquelles les populations de bovins s’étendront probablement au cours de la période analysée). Ainsi, 2 × 2 ou quatre modèles étroitement liés ont été produits pour chaque système de production/race de bovins. Pour cette étude, deux quantificateurs de rendements ont été appréciés pour chaque modèle de troupeau : une estimation de la croissance de la population bovine et une estimation du revenu. Le revenu tiré des bovins a été calculé en tant que valeur de la viande, du lait, de la traction animale et de la croissance du troupeau moins les coûts de production. En comparant le revenu en l’absence et en la présence de trypanosomose, les bénéfices potentiels des interventions contre les glossines et la trypanosomose (T&T) pouvaient être estimés pour les différents systèmes de production/race de bovins sur la période de 20 ans. Ils ont ensuite été actualisés et convertis en une seule somme en $EU, exprimée en tant que bénéfice par tête de bovin présent à la fin de cette période. Dans cette somme ont été différenciés les revenus générés par les bovins restant dans la zone d’origine et ceux provenant des populations de bovins qui s’étaient étendues aux zones d’exportation.

La partie finale de l’étude s’est appliquée à cartographier les répartitions d’animaux d’élevage. En appliquant les estimations des taux de croissance de la population de bovins fournies par les modèles de troupeau aux cartes de la répartition actuelle, il a été possible de cartographier une projection à 20 ans. Cette population future a été comparée à la capacité de charge des terres estimée afin d’identifier les zones dans lesquelles le nombre de têtes de bovins dépassait les ressources disponibles pour les nourrir. Dans ces situations, un modèle d’expansion spatiale par étape a été appliqué pour indiquer comment les populations de bovins « excédentaires » pourraient se répandre dans les zones voisines où des pâturages étaient disponibles. Les populations de bovins qui restaient dans leur emplacement d’origine étaient celles qui étaient modélisées sous la forme de population d’origine ; les bovins qui s’étaient répandus dans les nouvelles zones étaient définis en tant que troupeau d’exportation. Ce modèle d’expansion spatiale a permis de quantifier les bénéfices potentiels de l’élimination de la trypanosomose dans les zones où les nouvelles populations de bovins migreront. La nécessité de définir des méthodes permettant d’estimer les bénéfices de ce type d’expansion a été un manque majeur, jamais comblé, de l’analyse d’impact des T&T.

Les résultats des travaux sont décrits dans une série de cartes tout au long du texte. Ils aboutissent à la carte affichée en tant que frontispice du présent rapport. Cette carte illustre la répartition géographique des bénéfices potentiels en $EU suite à l’élimination de la trypanosomose dans l’ensemble de la zone étudiée. Comme avec tout exercice de modélisation et de cartographie, le lecteur prendra soin de ne pas interpréter les chiffres comme des valeurs absolues fournissant des réponses exactes mais de garder à l’esprit que la combinaison d’un certain nombre d’estimations génèrera toujours des résultats qui incluent une marge d’erreur plus ou moins grande. Cela étant dit, les cartes qui en résultent illustrent très clairement le fait que la combinaison de variables économiques et biophysiques ajoute une nouvelle dimension à la cartographie effectuée jusqu’à présent. La carte sommaire met en évidence les bénéfices potentiels énormes qui peuvent être

xi


shows that, within this time period, significant benefits from the removal of trypanosomiasis are

unlikely to be gained in land to the south of this area for two reasons. Firstly, the cattle numbers

are too low, even after expansion of cattle populations into new areas has been accounted for and,

secondly, this area makes limited use of animal traction, even taking into account the potential for

a significant increase in its use if the constraint of trypanosomiasis were removed.

The complexity of the analysis imposed a number of limitations that point to areas where

either the modelling approach or the quality of the data could be improved. In particular, it was

impractical to model more than the four production systems considered; these in themselves

required 16 herd models, with the resulting US$ values mapped for 12 categories of cattle. The

data on the effects of the disease on cattle production parameters are mostly based on in-depth

studies conducted in relatively small localities. This inevitably adds more uncertainties about their

extrapolation to large areas and slightly different production systems. Another tricky aspect to

the study was in determining the level of tsetse challenge and the prevalence of trypanosomiasis

in the cattle populations. In particular, the levels of challenge in the areas that are on the limits of

tsetse distribution need more study. These aspects were factored into the calculations indirectly,

as general effects of the disease within each production system. Finally, the economic models are

also highly sensitive to the use made and the value of animal traction, and more fieldwork on these

aspects would make the calculations more precise. Nevertheless, the results are in line with those

found in other studies and modelling exercises.

From the point of view of decision-making within the field of T&T interventions, having

mapped the benefits the obvious next step is to consider mapping the costs. This would, however,

first require undertaking a similar exercise to the current one to combine cost models with spatial

data. The regions that show benefits that exceed the costs calculated for different interventions

could then be mapped, as could the benefit–cost ratios for the various control options.

Thus, this report provides ‘proof of concept’ that mapping economic benefits in this way

does add an extra dimension and new insights to the existing range of mapped variables. It goes

beyond simply mapping cattle and tsetse distributions and makes it possible to calibrate the

effects of the disease in relation to the key components of livestock incomes and to place a value

on income generated in new areas into which livestock populations could expand. By combining

a demographic variable with projections of economic benefits for a range of production system

layers, and taking account of expansion into new areas, this approach could have wide applicability

in the analysis of other production constraints affecting agricultural expansion and productivity.

xii


obtenus au terme d’une période de 20 ans dans les zones où l’agriculture dépend déjà beaucoup de la traction animale : ces zones se localisent dans les limites nord de la répartition des glossines. Elle indique également qu’à ce terme, il est peu probable que des bénéfices significatifs soient obtenus dans les terres situées au sud de cette zone suite à l’élimination des trypanosomoses, et ceci pour deux raisons. D’abord, le nombre de têtes de bovins est trop faible, même après avoir tenu compte de l’expansion des populations de bovins dans de nouvelles zones et, ensuite, l’utilisation de la traction animale est limitée, même en tenant compte de l’accroissement potentiel après levée de la contrainte trypanosomienne.

La complexité de l’analyse a imposé un certain nombre de limitations indiquant des domaines dans lesquels soit l’approche de modélisation, soit la qualité des données pouvait être améliorée. En particulier, il était peu pratique de modéliser un plus grand nombre de systèmes de production ; 4 systèmes nécessitaient 16 modèles de troupeau et les valeurs en $EU en résultant étaient cartographiées pour 12 catégories de bovins. Les données concernant les effets de la maladie sur les paramètres de production de bovins sont essentiellement basées sur des études approfondies effectuées dans des localités relativement petites. Cela ajoute inévitablement des incertitudes supplémentaires lors de leur extrapolation à de vastes zones et à des systèmes de production légèrement différents. Un autre aspect épineux de l’étude a été de déterminer le niveau d’exposition aux glossines et la prévalence de la trypanosomose dans les populations de bovins. En particulier, les niveaux d’exposition dans les zones situées aux limites de la zone de répartition des glossines nécessiteraient davantage d’études. Ces aspects ont été pris en compte indirectement dans les calculs, en tant qu’effets généraux de la maladie dans chaque système de production. Finalement, les modèles économiques sont également très sensibles à l’utilisation et à la valeur de la traction animale et davantage de recueil d’information sur le terrain rendrait les calculs plus précis. Néanmoins, les résultats correspondent à ceux trouvés dans d’autres études et exercices de modélisation.

Du point de vue de l’intérêt en terme de prise de décisions pour l’intervention contre les glossines et la trypanosomose : après avoir cartographié les bénéfices, l’étape suivante est logiquement la cartographie des coûts. Cela nécessiterait un exercice similaire pour combiner des modèles des coûts aux données spatiales. Les régions qui présentent des bénéfices supérieurs aux coûts calculés pour différentes interventions ainsi que les rapports bénéfices–coûts des diverses options de lutte pourraient être ensuite cartographiés.

En conclusion, le présent rapport fournit une évaluation de la pertinence d’un modèle selon lequel la cartographie des bénéfices économiques ajoute une dimension supplémentaire et de nouvelles connaissances à la gamme de variables cartographiées qui existe. Elle dépasse une cartographie simple des répartitions des bovins et des glossines et elle permet d’étalonner les effets de la maladie par rapport aux composants-clés des revenus des animaux d’élevage et de donner une valeur au revenu généré dans les zones nouvelles où les populations de bétail pourraient s’étendre. En combinant une variable démographique à des projections de bénéfices économiques pour une gamme de systèmes de production et en tenant compte de l’expansion dans de nouvelles zones, cette approche pourrait être largement appliquée à l’analyse d’autres contraintes à la production affectant l’expansion et la productivité agricole.

xiii


Acknowledgements xv

Acronyms xvii

1. Introduction 1 1.1 The methodology 3

2. Data collection 5

3. Herd models 9 3.1. Structure of the herd models 9 3.2. Economic methodology 19 3.3. Breed/production systems modelled 21 3.4. Inputs to the herd models 25 3.5. Results from herd modelling 37 3.6. Sensitivity analysis 41

4. Mapping breeds 45 4.1. Background 45 4.1.1. History of cattle breeds in West Africa 45 4.1.2. Cattle breed maps of West Africa 47 4.1.3. Cattle phenotypes and farming systems 51 4.1.4. Decision tree for compiling a cattle breed map for West Africa 55 4.2. Breed/phenotype map for West Africa 55 4.2.1. Modelling the boundaries of the zebu distribution 55 4.2.2. Crossbreeding in the taurine area 59 4.2.3. Possible improvements 61

5. Mapping the change in livestock distributions 63 5.1. Overview 63 5.2. Mapping carrying capacity 63 5.3. The spread model 67 5.4. Livestock population growth 71

6. Mapping the benefits 73

7. Conclusion 77

References 83

Appendices 89

The authors 145

Contents

xiv


Remerciements xviAcronymes xvii1. Introduction 2 1.1 La méthodologie 4

2. Collecte des données 6

3. Modèles de troupeau 10 3.1. Structure des modèles de troupeau 10 3.2. Méthodologie économique 20 3.3. Systèmes de production/race modélisés 22 3.4. Intrants des modèles de troupeau 28 3.5. Résultats de la modélisation des troupeaux 36 3.6. Analyse de sensibilité 42

4. Cartographie des races 46 4.1. Contexte 46 4.1.1. Historique des races bovines en Afrique de l’Ouest 46 4.1.2. Cartes des races bovines en Afrique de l’Ouest 48 4.1.3. Phénotypes des bovins et systèmes d’exploitation 50 4.1.4. Arbre de décision permettant l’élaboration d’une carte des races bovines pour l’Afrique de l’Ouest 54 4.2. Carte des races/phénotypes pour l’Afrique de l’Ouest 54 4.2.1. Modélisation des limites de la répartition des zébus 54 4.2.2. Croisements dans la zone des taurins 56 4.2.3. Améliorations possibles 58

5. Cartographie des changements dans la répartition du bétail 64 5.1. Vue d’ensemble 64 5.2. Cartographie de la capacité de charge 64 5.3. Le modèle de dispersion 68 5.4. Croissance de la population animale 70

6. Cartographie des bénéfices 747. Conclusion 78Références 83Annexes 94Les auteurs 146

Table des matières

xv


Appendices / Annexes 1. Country questionnaires 89

Questionnaires nationaux 94

2. Selected information for Benin 99

3. Selected information for Burkina Faso 108

4. Selected information for Ghana 119

5. Selected information for Mali 128

6. Selected information for Togo 134

List of tables / Liste des tableaux 1. Herd models and the impact of trypanosomiasis 1980–2000 11

Modèles de troupeau et impact de la trypanosomose de 1980 à 2000 12

2. Breed/production system definitions 23

Définitions des systèmes de production/race 24

3. Effect of trypanosomiasis on selected cattle production parameters 26

Effet de la trypanosomose sur des paramètres de production bovine sélectionnés 28

4. Production parameter assumptions by breed/production system 35

Hypothèses sur les paramètres de production par système de production/race 32

5. Baseline results by breed/production system 39

Résultats de base par système de production/race 38

6. Sensitivity analyses for different scenarios 41

Analyses de sensibilité pour les différents scénarios 42

List of boxes / Liste des encadrés 1. Basic steps taken in the study 3

Étapes fondamentales de l’étude 4

2. Mapping husbandry systems in Togo 53

Cartographie des systèmes d’élevage au Togo 52

3. Modelling areas suitable for zebu phenotypes 57

Modélisation des zones convenant au phénotype zébu 56

4. Steps taken in the creation of a GIS model for a West African cattle breed map 61

Étapes de la création d’un modèle de SIG pour produire une carte des races bovines en Afrique de l’Ouest 60

xvi


List of figures / Liste des figures 1. The three integrated components / Les trois composantes à intégrer 3 / 4 2. Tsetse presence in the study area / Présence des glossines dans la zone d’étude 7 3. Cattle population density in the study area / Densité de la population bovine dans la zone d’étude 7 4. Model structure for individual herd projections / Structure du modèle pour la projection de troupeaux individuels 13 / 14 5. Model structure showing the four linked herd projections undertaken for each breed/production system / Structure du modèle indiquant les quatre projections de troupeaux liées effectuées pour chaque système de production/race 17 / 18 6. Existing breed distribution maps / Cartes existantes de la répartition des races 47 7. Togo cattle phenotype distribution maps / Cartes de la répartition des phénotypes des bovins au Togo 51 8. Farming systems in West Africa / Systèmes d’exploitation en Afrique de l’Ouest 55 9. Decision tree for producing a cattle phenotype map / Arbre de décision pour produire une carte des phénotypes des bovins 57 / 54 10. Zebu distribution map / Carte de la répartition des zébus 58 11. Cattle breeds/production systems for use in the herd models / Systèmes de production/race à utiliser dans les modèles de troupeau 60 12. Livestock carrying capacity and annual rainfall / Capacité de charge de bétail et pluviométrie annuelle 65 13. Carrying capacity and human population density / Capacité de charge et densité de la population humaine 66 14. Calculated carrying capacity (tropical livestock units) / Capacité de charge calculée (en unités de bétail tropical) 67 15. Dispersal kernel for spread model / Kernel de dispersion du modèle 69 16. Areas identified for sequential spread of cattle, in presence of trypanosomiasis / Zones identifiées pour une expansion séquentielle des bovins, en présence de trypanosomose 70 17. Areas identified for sequential spread of cattle following removal of trypanosomiasis / Zones identifiées pour une expansion séquentielle des bovins suite à l’élimination de la trypanosomose 71 18. Cattle population density after 20 years, with trypanosomiasis present / Densité de la population bovine au bout de 20 ans, en présence de trypanosomose 72 19. Estimated change in cattle population density after 20 years if trypanosomiasis were removed / Changements estimés dans la densité de la population bovine au bout de 20 ans dans le cas où la trypanosomose était éliminée 72 20. Benefits after 20 years from removal of trypanosomiasis in the absence of exports to new areas / Bénéfices au bout de 20 ans suite à l’élimination de la trypanosomose en l’absence d’exportations à de nouvelles zones 73 21. Benefits after 20 years from removal of disease in cattle exported from overstocked areas / Bénéfices au bout de 20 ans suite à l’élimination de la maladie chez les bovins exportés des zones surchargées 74 22. Total benefits after 20 years from removal of trypanosomiasis / Bénéfices totaux au bout de 20 ans suite à l’élimination de la trypanosomose 75

xvii


The authors would like to thank the Animal Health Programme of the United Kingdom’s

Department for International Development for funding this work and, in particular, Professor

Ian Maudlin for his encouragement and support. They also thank the Food and Agriculture

Organization of the United Nations and the International Atomic Energy Agency for their financial

support. The authors would like to express their gratitude to Professor David Rogers and his

Trypanosomiasis and Land-use in Africa research group at the University of Oxford for providing

the satellite imagery used to model the vector and livestock distributions. The editorial team at

Green Ink Publishing Services, especially Michelle Grayson, are thanked for their many helpful

suggestions and Christel Blank for putting together such an attractive layout. And finally, they

would like to thank Michèle Russell-Smith for producing a meticulous translation as well as

Doctor Stéphane de La Rocque for carefully editing the French text, enabling this study to be

produced in a bilingual format.

Acknowledgements

xviii


Les auteurs souhaitent témoigner leur gratitude au Programme de Santé Animale du Department

for International Development du Royaume-Uni pour avoir financé ces travaux et, en

particulier, au Professeur Ian Maudlin pour ses encouragements et son appui. Ils remercient

également l’Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture et l’Agence

Internationale de l’Energie Atomique pour leur appui financier. Les auteurs souhaitent exprimer

leur reconnaissance au Professeur David Rogers et à son groupe de recherche à l’Université

d’Oxford sur la Trypanosomose et l’Utilisation des Terres en Afrique qui ont fourni l’imagerie

satellitaire utilisée lors de la modélisation des distributions de vecteurs et du bétail. Ils remercient

l’équipe de la rédaction de Green Ink Publishing Services, en particulier Michelle Grayson, pour

leurs nombreuses suggestions pertinentes et Christel Blank pour la mise en page si attrayante.

Finalement, ils souhaitent remercier Michèle Russell-Smith pour la traduction méticuleuse ainsi

que le Docteur Stéphane de La Rocque pour avoir soigneusement relu le texte français, ce qui a

permis de présenter une version bilingue de la présente étude.

Remerciements

xix


Acronyms / Acronymes

AHP Animal Health Programme [Programme de Santé Animale] (DFID)

AIEA Agence Internationale de l’Énergie Atomique ( IAEA)

AU-IBAR African Union Inter-African Bureau for Animal Resources (UA-BIRA)

CIPEA Centre International pour l’Élevage en Afrique (ILCA, maintenant ILRI)

CIRAD Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le

Développement (France)

CIRDES Centre International de Recherche–Développement sur l’Élevage en zone

Sub-humide (Burkina Faso)

CMDT Compagnie Malienne pour le Développement des Textiles

CRTA Centre de Recherches sur les Trypanosomes Animales (Burkina Faso)

CSIRLT Conseil Scientifique International pour la Recherche et la Lutte contre les

Trypanosomiases (ISCTRC)

CTVM Centre for Tropical Veterinary Medicine (University of Edinburgh)

DFID Department for International Development (UK)

EISMV École Inter-États des Sciences et Médecine Vétérinaires (Senegal)

ERGO Environmental Research Group Oxford (UK)

FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations

[Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture]

FCFA Franc de la Communauté Financière d’Afrique

GIS Geographic information system (SIG)

IAEA International Atomic Energy Agency (AIEA)

ILCA International Livestock Centre for Africa (now ILRI)

ILRAD International Laboratory for Research on Animal Diseases (now ILRI)

ILRI International Livestock Research Institute

ISCTRC International Scientific Council for Trypanosomiasis Research and Control

(CSIRLT)

ITC International Trypanotolerance Centre (The Gambia)

OAU/STRC Organisation of African Unity/Scientific and Technical Research Commission

(OUA/CSTR) now AU/STRC

xx


OMS Organisation Mondiale de la Santé (WHO)

OUA/CSTR Organisation de l’Unité Africaine/Commission Scientifique Technique et de

Recherche (OAU/STRC) maintenant UA/CSTR

PAAT Programme Against African Trypanosomiasis (PLTA)

PAAT-IS PAAT Information System (PLTA-SI)

PLTA/PAAT Programme de Lutte contre la Trypanosomose Africaine (PAAT)

PLTA-SI Système d’Information du PLTA (PAAT-IS)

PNUE Programme des Nations Unies pour l’Environnement (UNEP)

RIM Resource Inventory Management Ltd.

SIG Système d’information géographique(GIS)

T&T Tsetse and trypanosomiasis [tsé-tsé / glossines et trypanosomose]

TALA Trypanosomiasis and Land-use in Africa (University of Oxford)

TCC Taurins à courtes cornes (WAS)

TLU Tropical livestock unit (UBT)

UA-BIRA Bureau Interafricain des Ressources Animales de l’Union Africaine (AU-IBAR)

UBT Unité de bétail tropical (TLU)

UNEP United Nations Environment Programme (PNUE)

WAS West African Shorthorn (TCC) a taurine cattle breed

WHO World Health Organization (OMS)

1


The Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), the UK’s Department for

International Development (DFID), the International Atomic Energy Agency (IAEA) and the

Programme Against African Trypanosomiasis (PAAT) have all made considerable investments

in mapping and the development of other tools for enhancing strategic planning of tsetse and

trypanosomiasis (T&T) interventions. Two major themes to their work have been the practical

application of geographic information systems (GIS) for T&T risk assessment and, more recently,

the development of economic guidelines for identification/selection of T&T intervention areas in

West Africa (Gilbert et al., 2001; Hendrickx, 2001; Hendrickx et al., 1999a, 2004; Pender et al., 2001;

Shaw, 2003).

Conventional approaches to combining economic and geographic tools have been to

evaluate the costs and/or benefits of possible interventions (usually vector control) for specific areas

such as river basins, project areas or administrative regions. This has largely been a consequence of

the fact that suitable input data (on costs, livestock density, vector distributions and so on) have

only been available for these contained areas. However, in recent years, advances in predictive

mapping have produced higher-resolution maps of many of the underlying data types used in

the economic models – partly as a result of advances in statistical modelling and remotely sensed

imagery to produce the requisite maps, and partly because of the increasing sophistication of GIS

software packages and the techniques they incorporate (Wint et al., 2003).

Given this progress, it should now be possible to link quantitative economic variables to

a GIS spatial framework – effectively combining the GIS approach with economic modelling

to produce relatively high resolution (5 × 5 km) estimates of the benefit of T&T interventions.

Aggregating these would show potential benefits over any area or land type required. This work

is envisaged as a ‘proof of concept’ study designed to develop and assess the techniques, protocols,

models and data needed to map the economic benefits of either the control or removal of trypano-

somiasis from rural areas. These concepts were tested for a significant portion of West Africa in two

phases: the first incorporating Benin, Ghana and Togo and the second covering parts of Burkina

Faso and Mali. Figure 1 identifies the three components that were combined to produce a map of

potential benefits from T&T interventions; the approach developed is explained in the following

section.

1. Introduction

2


1. IntroductionL’Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture (FAO), le Department for International Development (DFID) du Royaume Uni, l’Agence Internationale de l’Energie Atomique (AIEA) et le Programme de Lutte contre la Trypanosomose Africaine (PLTA) ont fortement soutenu la cartographie et le développement d’outils visant à améliorer la planification stratégique des interventions contre les glossines (tsé-tsé) et la trypanosomose (T&T). Parmi les différents produits issues de ces travaux, deux réalisations majeures ont été l’application pratique des systèmes d’information géographique (SIG) pour l’évaluation des risques de T&T et, plus récemment, la mise au point de directives économiques pour l’identification/sélection des zones d’intervention contre T&T en Afrique de l’Ouest (Gilbert et al., 2001 ; Hendrickx, 2001 ; Hendrickx et al., 1999a, 2003 ; Pender et al., 2001 ; Shaw, 2003).

Les approches conventionnelles qui cherchent à associer les outils économiques et géographiques reposent sur les évaluations de coûts et/ou bénéfices1 d’interventions (généralement antivectorielles) pour des zones spécifiques telles que les bassins fluviaux, les zones de projet ou les régions administratives. Cela est essentiellement lié à la disponibilité les données sur les intrants (sur les coûts, la densité du bétail, la répartition du vecteur, etc.) souvent fragmentaires et limitées à des zones définies. Toutefois, les progrès récents en cartographie prédictive ont permis de disposer de cartes à haute résolution pour de nombreuses données utilisables dans les modèles économiques. Ces progrès sont notamment liés aux avancées en modélisation statistique, à l’utilisation de l’imagerie satellitaire aux capacités croissantes des logiciels de SIG et des techniques qu’ils incorporent (Wint et al., 2003).

Compte tenu de ces avancées, il devrait être désormais possible de lier des variables économiques quantitatives à une structuration spatiale gérée par un SIG, pour produire des estimations à résolution relativement élevée (5 × 5 km) des bénéfices d’interventions contre T&T. La généralisation permettrait d’apprécier ces bénéfices pour différentes zones ou type de sol. Les travaux présentés ici visent à mettre au point et évaluer les techniques, protocoles, modèles et données nécessaires pour développer un tel modèle de cartographie des bénéfices économiques du contrôle ou de l’élimination de la trypanosomose dans les régions rurales. Ces concepts ont été testés pour une portion significative de l’Afrique de l’Ouest en deux phases : la première incorporant le Bénin, le Ghana et le Togo et la deuxième couvrant des parties du Burkina Faso et du Mali. La figure 1 identifie les trois composantes à combiner pour produire une carte des bénéfices potentiels des interventions contre T&T ; l’approche retenue est expliquée dans la section suivante.

1 Dans ce texte, après de longues discussions, il a été décidé de retenir le terme « bénéfices » pour traduire le mot « benefits » en anglais, et donc, « bénéfices-coûts » pour « benefit-cost ». Cette terminologie est celle qui est actuellement la plus utilisée, bien que, normalement le mot ‘bénéfice’ en français corresponde à la différence entre les gains financiers résultant d’un projet, et les coûts ou dépenses nécessaires pour obtenir ces gains, et traduit donc le terme ‘net benefit’ ou ‘profit’ en anglais. Ainsi, la traduction exacte de « benefits » en anglais serait « avantages », et de « benefit-cost » serait « avantages-coûts ». Mais de plus en plus, dans la pratique on utilise le mot « bénefice » et « bénéfices-coûts », et cette tendance est suivie ici.

3

Introduction

1.1 The methodologyThe basic approach adopted in this study to combine economic

information with geographic analysis – ‘financial mapping’ – relies

on calculating economic values for those variables that are both

mappable and have data available at the required level of spatial

detail for the whole of the study area. As landscapes are not

homogeneous, this approach also depends on being able

to define and estimate benefit units (e.g. US$ per herd,

per animal or per family) in different environments or

production systems. Accordingly, the study followed the

sequence of activities outlined in Box 1.

Box 1. Basic steps taken in the study

1. Define the dominant cattle production system/breed combinations in the area. Those selected were: susceptible ( zebu ); trypanotolerant ( taurine ); and two crossbred production systems, char-acterised by different levels of draught-power use.

2. Design economic herd models to calculate the effects of disease intervention on income and herd growth for these systems. This involved constructing linked herd models for each production system to allow for animals to be transferred from one model ( representing the ‘core’ area where cattle were initially established ) to another ( representing the ‘export’ area to which cattle would migrate if there were insufficient grazing in the core area ). Two types of model output are required: ( i ) an economic value expressed as the US$ benefit of T&T removal /head of cattle present at the end of the period analysed (for both the export and core areas) and ( ii ) a herd growth rate. These outputs were used to calculate benefits and cattle population growth over a 20-year period.

3. Create cattle distribution maps delineated by breed/production system. Distribution maps of pre-dominant cattle breed/production system combinations were generated, to which were added current numbers of cattle/km2 in each system.

4. Calculate the numbers of extra animals after 20 years, with and without presence of trypanosomia-sis. The cattle population growth rates calculated by the herd models were applied to the current breed/production system population densities.

5. Generate maps of the US$/km2 benefit of T&T intervention activities. Apply model outputs for eco-nomic benefit ( expressed as US$/animal ) to densities of each cattle breed/production system.

6. Locate spread of cattle populations by assigning additional ( excess ) livestock produced to neigh-bouring areas. The carrying capacity for each area was estimated and any additional economic benefit was assigned to those areas where animals were exported.

Figure 1. The three integrated components

20-year herdprojectionand output

Cattle spatialexpansions

over 20 years

Breed andproduction

systems map

Mapped benefits over

20 years

4


Encadré 1. Étapes fondamentales de l’étude

1. Définir les combinaisons dominantes de systèmes de production/race de bovins dans la zone. Les com-binaisons sélectionnées ont été : bovins sensibles (zébus) ; bovins trypanotolérants (taurins) ; les deux systèmes de métis, caractérisés par différents niveaux d’utilisation de la traction animale.

2. Concevoir des modèles économiques de troupeau afin de calculer les effets des interventions contre la maladie sur les revenus et la croissance des troupeaux pour ces systèmes. Cela a impliqué la construction de modèles de troupeau liés à chaque système de production afin de pouvoir tenir compte du transfert d’animaux d’un modèle (représentant la zone d’« origine » dans laquelle les populations de bovins sont actuellement localisées) à un autre (représentant la zone d’« exportation » ou d’accueil, pour des migrations liées à la disponibilité en ressources pastorales). Deux types de résultats sont alors nécessaires : i) une valeur économique liée à l’élimination des glossines et de la trypanosomose, exprimée sous forme de bénéfices en $EU par tête de bovin présente à la fin de la période analysée (à la fois pour les zones d’exportation et la zone d’origine) et ii) un taux de croissance du troupeau. Ces résultats ont été utilisés pour calculer les bénéfices et la croissance de la population bovine sur une période de 20 ans.

3. Créer des cartes de répartition des bovins par système de production/race. Des cartes ont été produites auxquelles les effectifs actuels de bovins par km2 dans chaque système ont pu être ajoutés.

4. Calculer le nombre d’animaux supplémentaires après 20 ans, en présence ou en l’absence de trypanosomose. Les taux de croissance de la population bovine par modèles de troupeau ont été appliqués aux densités actuelles dans les différents systèmes de production/race.

5. Générer des cartes des bénéfices en $EU/km² de l’intervention contre T&T. Les bénéfices économiques résultant des modèles (exprimés en $EU/animal) ont été associés aux densités de bétail dans chaque système de production/race de bovins.

6. Apprécier l’évolution géographique des populations bovines en affectant le bétail supplémentaire produit (excédentaire) aux zones voisines. La capacité de charge pour chaque zone a été estimée, et tout bénéfice économique supplémentaire a été affecté aux zones dans lesquelles les animaux étaient exportés.

1.1 La méthodologieL’approche de base adoptée dans la présente étude vise à produire une « cartographie des bénéfices monétaires ». Elle repose sur le calcul de valeurs économiques pour les variables qui sont à la fois cartographiables et pour lesquelles des données existent au niveau de détail requis et pour l’ensemble de la zone étudiée. Les paysages étant variés, cette approche doit pouvoir définir et estimer les bénéfices (nombre de $EU gagnés par km2, par troupeau, par animal ou par famille) dans des environnements ou des systèmes de production différents. Ainsi, l’étude a suivi la stratégie décrite dans l’encadré 1.

Figure 1. Les trois composantes à intégrer

��

��

��

��

��

��

5


The information base was obtained from a number of published and unpublished sources. Data

were collected by the national collaborators at three spatial levels, guided by the questionnaires

presented in Appendix 1. At the country level (Level 1) information was gathered in the form of

censuses or project data covering tsetse surveys, cattle breed distribution and the rural ‘pioneering

fringe’ areas colonised by graziers and/or farmers. For all administrative Level 2 units (provinces

or states) data on the number of veterinary outlets and livestock numbers by breed were collected.

Finally, for a selection of five to eight administrative Level 3 units (usually districts or ‘cercles’),

more detailed data on livestock production systems; livestock input and output prices and seasonal

factors were collated. Particular emphasis was paid to the use of work oxen, including numbers

kept, the proportion of households keeping them, hire charges and number of years worked.

These data were obtained for Benin, Burkina Faso, Ghana, Mali and Togo, and are summarised in

Appendices 2–6.

As regards the mapped data:

• The vector distribution maps (Figure 2) were taken from the PAAT-IS archive (Pender et

al., 2001), having originally been modelled using remotely sensed indicators of climate,

environment and agriculture as predictors (Hay and Lennon, 1999; Wint and Rogers, 2000).

These were complemented and updated where necessary by information gathered from the

field. However, some boundaries remain uncertain: for example the northern limit of Glossina

tachinoides along the south-eastern border of Burkina Faso.

• Cattle population densities of all breeds were also mapped (Figure 3) using remotely sensed

variables as predictors, taken from the FAO livestock distribution data archive (FAO, 2004), which

had been updated in 2004 using methods adapted from those described in Wint et al. (2002).

• Human population data were extracted from Landscan (2002).

The project also drew on information from a number of previous studies. The literature on

the impact of trypanosomiasis on livestock productivity has been reviewed by Swallow (2000); in

which the studies by Agyemang et al. (1997), Thorpe et al. (1988) and the ground-breaking work

by Camus (1981a) were particularly helpful. More recent work (e.g. Kamuanga et al., 1999; 2001)

provided valuable additional insights. The most comprehensive collections of data on trypano-

tolerant livestock productivity and distribution are still to be found in three studies: Hoste et al.

2. Data collection

6


2. Collecte des données

La base d’information a été obtenue à partir d’un certain nombre de sources publiées et non publiées. Des données ont été recueillies pour chaque pays étudié, à trois échelles, sur la base des questionnaires présentés en annexe 1. Au niveau national (Niveau 1), les données de recensement ou de projets relatifs à la distribution des glossines, à la répartition des races de bovins et aux zones rurales « pionnières » colonisées par les éleveurs et/ou les agriculteurs ont été rassemblées. Pour toutes les unités administratives de Niveau 2 (provinces ou états), des informations ont été recueillies sur le nombre de pharmacies vétérinaires et le nombre de têtes de bétail par race. Finalement, pour une sélection de cinq à huit unités administratives de Niveau 3 (généralement des départements/cercles ou des « districts »), des données plus précises sur les systèmes de production animale, les prix des intrants et des productions animales et les facteurs saisonniers ont été réunies. Une attention particulière a été accordée à l’utilisation des animaux de labour, notamment le nombre de bœufs dans le troupeau, la proportion des ménages possédant des bœufs, les frais de louage et le nombre d’années de travail des animaux. Ces données, résumées dans les annexes 2 à 6, ont été obtenues au Bénin, au Burkina Faso, au Ghana, au Mali et au Togo.

Pour ce qui concerne les données cartographiques : • Les cartes de répartitions des vecteurs (figure 2) sont issues du PLTA-SI (Pender et al., 2001).

Elles ont été obtenues à partir d’indicateurs issus d’analyse d’images satellitaires sur le climat, l’environnement et l’agriculture (Hay et Lennon, 1999 ; Wint et Rogers, 2000). Ces données ont été complétées et mises à jour lorsque besoin par des informations recueillies sur le terrain. Néanmoins, certaines limites restent incertaines, comme par exemple la limite de Glossina tachinoides près de la frontière sud-est du Burkina Faso.

• Les densités de bovins (toutes races confondues) ont également été mises en carte (figure 3) à partir notamment de données de télédétection et sont disponibles dans les bases de données de la FAO (FAO, 2004). Elles ont été mises à jour en 2004 en utilisant des méthodes adaptées de celles décrites dans Wint et al. (2002).

• Les données sur la population humaine ont été extraites des bases de Landscan (2002). Le projet a également bénéficié d’un certain nombre d’études précédentes. La bibliographie

concernant l’impact de la trypanosomose sur la productivité des animaux d’élevage a été examinée par Swallow (2000), et les études d’Agyemang et al. (1997), de Thorpe et al. (1988) et surtout celles innovantes de Camus (1981a) ont été particulièrement utiles. Des travaux plus récents (par exemple Kamuanga et al., 1999 ; 2001) ont également permis d’enrichir les recherches. Les collectes de données les plus complètes sur la productivité et la répartition du bétail trypanotolérant peuvent

7

Data collection

(1988); ILCA (1979) – also published as FAO, ILCA and UNEP (1980); and Shaw and Hoste (1987),

all of which have been complemented by recent work with a strong socio-economic component,

undertaken in West Africa (e.g. CIRDES et al., 2000). Information on cattle carrying capacity (the

number of cattle that can be supported by an area) was derived in part from Bosma et al. (1996),

Jahnke (1982) and Putt et al. (1980).

Figure 2. Tsetse presence in the study area / Présence des glossines dans la zone d’étude

Source: Pender et al. (2001).

Figure 3. Cattle population density in the study area / Densité de la populationbovine dans la zone d’étude

Source: FAO (2004).

Cattle / km2

< 1 1 – 5 5 – 10 10 – 20 20 – 50 50 – 100 100 – 250 250+

Water

All species

G. morsitans

G. palpalis

G. tachinoides

No testse

8


être trouvées dans trois études : Hoste et al. (1988) ; CIPEA (1979) – également publié par la FAO, le CIPEA et le PNUE (1980) ; ainsi que Shaw et Hoste (1987) ; elles ont été complétées par des travaux récents incluant une forte composante socioéconomique (par exemple CIRDES et al., 2000). Les références sur la capacité de charge de bovins (le nombre de bovins pouvant être élevé dans certaines zones) ont été tirées en partie de Bosma et al. (1996), de Jahnke (1982) et de Putt et al. (1980).

9


3.1 Structure of the herd modelsHerd models have been used to evaluate the effects of trypanosomiasis on cattle productivity for

more than two decades. A summary of their use in this context is given in Table 1, which also shows

the type of results obtained in earlier modelling exercises, the first of which was constructed by

Camus (1981a). Since then, various models have been used to look at the economics of trypano-

somiasis, either in benefit–cost studies appraising or evaluating specific (usually tsetse) control

programmes, or to quantify disease-related losses in general terms.

The bio-economic herd model (von Kaufmann et al., 1990), developed by the Interna-

tional Livestock Centre for Africa (ILCA, now part of ILRI – the International Livestock Research

Institute), has frequently been used to evaluate the possible benefits from widespread application

of a vaccine against trypanosomiasis. In particular, the model was used by Kristjanson et al. (1999),

based on data presented in Woudyalew et al. (1999), and also by Itty (1992) in his detailed analyses

of the economics of cattle production in six countries. FAO’s bio-economic herd model, an early

version of which was used by Blanc et al. (1995), has evolved considerably into the present ‘Live-

stock development and planning system’, which was used to model the outputs of a wide range of

African production systems (Otte and Chilonda, 2002).

The model used in this study differs from von Kaufmann’s in several ways: it lacks stochastic

elements and any direct links to feed; it is the only model used to analyse T&T interventions that

attempts to put a value on draught power; it incorporates explicit trypanosomiasis-related features

such as the use of trypanocides for the ‘with’ and ‘without’ disease scenarios (Shaw, 1986; 1990;

2003; Shaw et al., 1994).

This basic model was extensively modified for the specific purposes of this study. In

particular, it now also includes a separate option to simulate importing and exporting herd cattle

and/or draught oxen. Modelling this aspect is considered by the authors to be crucial in gaining

an understanding of how improved productivity can help to facilitate the geographical expansion

of agricultural production systems. The model also allows for changes in livestock production

parameters to be either rapid or gradual. The model’s basic structure is shown in Figures 4 and 5.

Figure 4 shows how each herd projection is undertaken. The model inputs consist of

production parameters (which are age- and sex-specific) and the relevant prices. Important

3. Herd models

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3. Modèles de troupeau

3.1 Structure des modèles de troupeauDes modèles de troupeau ont été utilisés pour évaluer les effets de la trypanosomose sur la productivité des bovins pendant plus de deux décennies. Un résumé de leur utilisation est fourni dans le tableau 1, où figure également le type de résultats obtenus au cours d’exercices de modélisation précédents, notamment par le premier d’entre eux construit par Camus (1981a). Depuis, divers modèles ont été utilisés pour étudier les aspects économiques de la trypanosomose, soit dans le cadre d’études de bénéfices-coûts estimant ou évaluant des programmes de lutte spécifiques (généralement contre les glossines), soit pour quantifier les pertes liées à la maladie de manière plus générale.

Le modèle bio-économique de troupeau (von Kaufmann et al., 1990), mis au point par le Centre international pour l’élevage en Afrique (CIPEA, faisant maintenant partie de l’ILRI – the International Livestock Research Institute), a été fréquemment utilisé pour évaluer les bénéfices possibles d’une application étendue d’un vaccin contre la trypanosomose. Ce fut le cas dans les études de Kristjanson et al. (1999, sur la base des données présentées dans Woudyalew et al. (1999), et de Itty (1992) sur les aspects économiques de la production de bovins dans six pays. Le modèle bio-économique de troupeau de la FAO, dont une première version a été utilisée par Blanc et al. (1995), a évolué considérablement pour devenir le « Système de développement et de planification de l’élevage », utilisé pour modéliser les productions de nombreux systèmes de production africains (Otte et Chilonda, 2002).

Le modèle utilisé dans la présente étude diffère de celui de von Kaufmann sur plusieurs points: il est dépourvu d’éléments stochastiques et de tout lien direct avec les ressources fourragères ; il est le seul modèle utilisé pour analyser les interventions contre les T&T par l’estimation de la valeur de la traction animale ; il incorpore des éléments associés à la trypanosomose comme l’utilisation de trypanocides en présence et en l’absence de la maladie (Shaw, 1986 ; 1990 ; 2003 ; Shaw et al., 1994).

Ce modèle de base a été considérablement modifié pour répondre aux objectifs de la présente étude. En particulier, il inclut maintenant une option simulant l’importation et l’exportation des bovins d’élevage et/ou de labour. Les auteurs considèrent ainsi les modèles de dynamiques de troupeaux essentiels pour comprendre comment l’augmentation de la productivité peut influer sur l’expansion géographique des systèmes de production agricole. Le modèle permet également de considérer des évolutions rapides ou progressives dans les paramètres de production animale. La structuration de base du modèle est illustrée dans les figures 4 et 5.

La figure 4 indique comment la projection est effectuée au niveau des troupeaux. Les intrants du modèle rassemblent les paramètres de production (spécifiques selon l’âge et le sexe)

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Herd models

Country and source Model description Basis for comparisonImplications for herd growth and income

Côte d’Ivoire (Camus, 1981a)

Dynamic, deterministic steady state model; meat output only

Comparison of herds and breeds with and without trypanosomiasis

Annual output of meat/head of cattle is between 1.3% and 14.3% higher in uninfected herds. Annual growth rates varied from 2.6% (infected) to 3.1% (uninfected) for Baoulé herds; and from –0.5% (infected) to 4.6% (uninfected) in crossbreed zebu×Baoulé herds

Burkina Faso(Brandl, 1985)

Dynamic, deterministic model; meat and milk output

Comparison of situation with and without tsetse elimination

Cumulative effect over 10 years if tsetse eliminated: increase of 43% in total income, annual herd growth 4.2%; if tsetse present, herd growth rate of 0.4%

Southern Africa (Shaw, 1990)

Dynamic, deterministic model; meat, milk and traction output

Calculation of effect of sustained tsetse control

23% increase in annual income / head, of which a quarter is in the form of draught power. Herd growth rate increase from 0.7% to 4.1% if offtake rates remain unchanged

Western Africa (Shaw, 1991)

Dynamic, deterministic model, meat, milk and traction output

Calculation of effect of sustained tsetse control

16% increase in annual income/ head, of which nearly half from extra milk produced. Annual herd growth increase from 1.1% to 4.5% if offtake rates remain unchanged

Côte d’Ivoirebackground calculations to (Shaw et al., 1994)

Dynamic, deterministic model; meat, milk and traction output

Calculation of effect of sustained tsetse suppression

14% increase in annual income / animal in transhumant herds, 18.2% in sedentary herds including work oxen. Annual herd growth increase from 2.4% to 4.9% in transhumant herds and from 3.4% to 3.9% in sedentary herds

Republic of Central Africa (Blanc et al., 1995)

Dynamic model; meat and milk output

Comparison of herd outputs with and without use of traps for tsetse suppression

Use of traps leads to increase in annual herd growth rate for larger herds from 0.05% to 1.8%

Ethiopia and sub-Saharan Africa (Kristjanson et al., 1999)

Dynamic stochastic model (from von Kaufmann et al., 1990); meat and milk output

Comparison of the situation with and with-out an effective vaccine for trypanosomiasis

With a vaccine, cattle population annual herd growth rate would increase from 1.1% to 6.8% if offtake rates unchanged

Table 1. Herd models and the impact of trypanosomiasis 1980–2000

Source: Shaw (2004), references cited, adapted in part from Swallow (2000).

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Pays et sourceDescription du modèle

Base de comparaison

IImplications pour la croissance du troupeau et les revenus

Côte d’Ivoire (Camus, 1981a)

Modèle dynamique, déterministe de situation à l’état d’équilibre ; production de viande uniquement

Comparaison des troupeaux et des races en présence et en l’absence de trypanosomose

Production de viande par tête de bovin et par an de 1,3 à 14,3 % plus élevée dans les troupeaux non infectés. Taux de croissance annuelle variant de 2,6 % (infectés) à 3,1 % (non infectés) pour les troupeaux de Baoulé ; de –0,5 % (infectés) à 4,6 % (non infectés) dans les troupeaux de croisements zébu×Baoulé

Burkina Faso(Brandl, 1985)

Modèle dynamique, déterministe ; production de viande et de lait

Comparaison de la situation avec et sans élimination des glossines

Effet cumulatif de l’élimination des glossines sur 10 ans : accroissement de 43 % du revenu total, croissance du troupeau de 4,2 % par an ; en présence des glossines, taux de croissance du troupeau de 0,4 %

Afrique australe (Shaw, 1990)

Modèle dynamique, déterministe ; production de viande, de lait et traction animale

Calcul de l’effet d’une lutte antivectorielle à long terme

Accroissement de 23 % des revenus par tête de bétail et par an, dont un quart sous la forme de traction animale. Le taux de croissance du troupeau passe de 0,7 % à 4,1 % si les taux d’exploitation restent les mêmes

Afrique de l’Ouest (Shaw, 1991)


Calcul de l’effet d’une lutte antivectorielle à long terme

Accroissement de 16 % des revenus par tête de bétail et par an, dont près de la moitié grâce à la production laitière supplémentaire. Le taux annuel de croissance du troupeau passe de 1,1 % à 4,5 % si les taux d’exploitation restent les mêmes

Côte d’IvoireCalculs de base (Shaw et al., 1994)


Calcul de l’effet d’une suppression soutenue des glossines

Accroissement de 14 % des revenus par animal et par an dans les troupeaux transhumants, de 18,2 % dans les troupeaux sédentaires, y compris les bœufs de labour. Les taux de croissance des troupeaux transhumants passent de 2,4 % à 4,9 % par an et ceux des troupeaux sédentaires de 2,4 % à 3,9 %

République centrafricaine (Blanc et al., 1995)

Modèle dynamique ; production de viande et de lait

Comparaison de la production des troupeaux avec et sans l’utilisation de pièges à glossines

L’utilisation de pièges se traduit par une augmentation du taux de croissance des grand troupeaux de 0,05 % à 1,8 % par an

Ethiopie et Afrique subsaharienne (Kristjanson et al., 1999)

Modèle dynamique stochastique (von Kaufmann et al., 1990) ; production de viande et de lait

Comparaison de la situation avec et sans un vaccin efficace contre la trypanosomose

Avec un vaccin, le taux de croissance de la population de bovins augmenterait de 1,1 % par an à 6,8 % à taux d’exploitation constant

Tableau 1. Modèles de troupeau et impact de la trypanosomose de 1980 à 2000

Source : Shaw (2004), références citées, adapté en partie de Swallow (2000).

Modèles de troupeau

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parameters from the disease aspect are mortality rates and fertility. Fertility is entered as an effective

calving rate, this being the number of calves present per female aged 3 years or more (see footnote

to Table 4, p. 35). Within the context of this exercise, the proportion of young males allocated

to draught work was a major parameter in determining what proportion of the herd consists

of draught males. For producers, there are trade-offs between selling young males for draught,

fattening them, or retaining them for breeding. Other parameters needed for the output calculation

are milk yield and the number of days worked by a pair of draught males, both of which are

affected by the presence of trypanosomiasis (Swallow, 2000).

In this exercise, the prices that needed to be entered were:

• prices for animals sold

• values of the animals in the herd, which are often different from sale prices (e.g. breeding cows

in the herd are more valuable than the cull cows commonly found in the market)

• average value of a day’s work by draught males

• price of milk.

Figure 4. Model structure for individual herd projections

Herd models

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et les prix associés. L’impact de la lutte contre la maladie s’apprécie selon des paramètres liés aux taux de mortalité et de fertilité. La fécondité est introduite dans le modèle sous la forme du taux de vêlage effectif, soit le nombre de veaux présents par vache âgée de trois ans ou plus (voir note en bas de page pour le tableau 4, p. 32). Pour cet exercice, la proportion de jeunes animaux mâles affectés à la traction animale a été utilisée pour déterminer le pourcentage de bœufs de labour dans le troupeau. Il existe en effet des compromis à gérer pour les éleveurs entre la vente des jeunes mâles pour la traction animale, leur engraissement ou leur élevage à des fins de reproduction. Les autres paramètres utilisés pour le calcul de production regroupent la production laitière et le nombre de jours travaillés par paire de bœufs, tous deux affectés par la try

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