An economic analysis of the impact of removing organic waste from small scale cage aquaculture systems in irrigation dams in the Western Cape
Date
2011-03
Authors
Gumbo, Tichaona
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Stellenbosch : University of Stellenbosch
Abstract
ENGLISH ABSTRACT: The rising demand of fish due to population growth coupled by stagnation of fish supply from
natural capture has led the world to turn to aquaculture to fill in the gap between fish supply and
demand. Aquaculture has emerged as the only sustainable way of supplying the rising population
with fish. However the rapid expansion of aquaculture has been met with growing concerns over its
environmental effects especially waste produced from aquaculture. The net cage system that is
currently being used by small scale trout farmers in the Western Cape is an open water based
system where release of waste into the water bodies is inevitable and this put into question the long
term sustainability of trout farming using net cages in irrigation dams in the Western Cape.
This study sought to compare identified production techniques that can be used by aquaculture
farmers to reduce accumulation of organic waste in irrigation dams. The proposed ‘clean’
production techniques include use of net cages fitted with Lift-up system, semi intensive floating
tank system (SIFTS) and intergrated aquaculture systems. The study revealed that the intergrated
aquaculture system is the most effective way of recovering waste that shows great potential of
moving aquaculture towards long term sustainability as it fullfills sustainability dimensions such as
‘zero emission’, nutrient recycling and integrated production. Mechanical methods of recovering
waste such as Lift-up system and SIFTS are also effective in recovering particulate waste but
however dissolved nutrients are lost into the environment.
The study went on further to investigate if economic, environmental and social benefits of
recovering waste from irrigation dams outweigh the costs of recovering waste using different
production techniques. Models of small scale aquaculture farms using the three identified
production techniques were developed and compared with a modelled small scale net cage farm
where there was no waste recovery. A comparative financial analysis of the modelled small scale
trout farms using alternative production techniques carried out showed that trout production using
any of the three alternative ‘clean’ production techniques is financially viable with the SIFTS
production technique giving the farmer the highest returns, followed by the intergrated system, then
the net cage with a Lift-up system and lastly the net cage system without waste recovery.
The second part of the study used the contingent valuation method to estimate the environmental
and social benefits of removing waste from dams. Households revealed that they were willing to
pay (WTP) R40 on average annually to improve water quality from a state where eutrophication
had occurred to a state suitable for irrigation and aquaculture. To improve water quality from a state
suitable for irrigation to a state suitable for swimming, households were willing to pay R16.67
annually. If water was to be improved from a state suitable for irrigation to a level suitable for
domestic purposes, average willingness to pay (WTP) was R26.17 annually. WTP indicate that
besides financial benefits associated with using ‘clean’ production techniques there are
environmental and social benefits that will arise to the farm community using water from the
irrigation dams.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Die stygende vraag na vis as gevolg van bevolkingsgroei, tesame met die stagnering van die aanbod van vis vanaf natuurlike vangste het daartoe aanleiding gegee dat die oë van die wêreld op akwakultuur gerig is om die gaping in die voorsiening van vis te vul. Akwakultuur het ontwikkel as die enigste volhoubare manier om aan die groeiende vraag na vis te voldoen. Die vinnige uitbreiding van akwakultuur het egter toenemende besorgdheid in die nadelige omgewingsimpak, veral ten opsigte van akwakultuurafval, tot gevolg gehad. Die nethokstelsel wat tans deur kleinskaalse forelboere in die Wes-Kaap in oop watergebaseerde sisteme gebruik word en die vrystelling van afval in die wateromgewings wat onafwendbaar is, plaas ’n vraagteken oor die langtermyn volhoubaarheid van die nethokstelsel forelboerdery in besproeiingsdamme in die Wes- Kaap. Die studie het ten doel gehad om geïdentifiseerde produksiestelsels wat deur akwakultuurboere gebruik kan word om die akkummulasie van organiese afval in besproeiingsdamme te verminder, te vergelyk. Die voorgestelde “skoon” produksietegnieke sluit in nethokke wat aan ’n opligstelsel gekoppel word, ‘n semi-intensiewe drywende tenk- stelsel (“SIFTS system” in Engels) en ‘n geïntegreerde akwakultuurstelsel. Met hierdie studie is bevind dat die geïntegreerde stelsel die mees effektiewe manier is om afval te herwin en toon potensiaal om akwakultuur op ’n vohoubare pad te plaas aangesien dit aan die volhoubaarheidsdimensies van geen emissie, voedingstofherwinning en geïntegreerde produksie voldoen. Meganiese metodes van afvalherwinning soos die nethokopligstelsel en die SIFTS-stelsel is effektief in die herwinning van vastestofdeeltjies, maar opgeloste voedingstowwe word steeds in die omgewing vrygestel. Die studie het voorts ten doel gehad om te bepaal of die ekonomiese, omgewings- en sosiale voordele om afval uit besproeiingsdamme te herwin, groter is as die herwinningskoste van die verskillende produksietegnieke. Modelle van kleinskaalse akwakultuurplase wat die drie geïdentifiseerde produksiestelsels gebruik, is ontwikkel en aangewend om te vergelyk met ’n nethokstelsel waar geen afvalherwinning gedoen word nie. ’n Vergelykende finansiële ontleding van die gemodelleerde kleinskaalse forelboerderye met die verskillende produksietegnieke is gedoen en daar is bevind dat enige een van die drie “skoon” stelsels finansieel lewensvatbaar is, met die SIFTS-stelsel wat die hoogste vergoeding aan die boer bied, gevolg deur die geïntegreerde stelsel, dan die nethokke aan ’n opligstelsel en dan die nethokstelsel sonder afvalherwinning. Die tweede deel van die studie het van die voorwaardelike (“contingent”) waardasiemetode gebruik gemaak om die omgewings- en sosiale voordele om afval uit besproeiingsdamme te verwyder, te bepaal. Huishoudings het aangetoon dat hulle bereid sou wees om tot R40 per jaar te betaal om die waterkwaliteit te verbeter vanaf ’n toestand waar eutrifikasie plaasgevind het na ’n toestand waar die water vir besproeiing en akwakultuur geskik sou wees. Om die waterkwaliteit vanaf ’n toestand geskik vir besproeiing te verander na ’n toestand geskik om in te swem, sou huishoudings bereid wees om R16.67 per jaar te betaal. Indien water vanaf ’n toestand geskik vir besproeiing verander sou word na ’n toestand geskik vir huishoudelike gebruik, sou huishoudings gewillig wees om jaarliks R26.17 te betaal. Die “gewilligheid om te betaal” dui aan dat daar bo en behalwe die finansiële voordele om van “skoon” produksietegnieke gebruik te maak, ook omgewings- en sosiale voordele vir die plaasgemeenskap bestaan met die gebruik van die water uit die besproeiingsdamme.
AFRIKAANSE OPSOMMING: Die stygende vraag na vis as gevolg van bevolkingsgroei, tesame met die stagnering van die aanbod van vis vanaf natuurlike vangste het daartoe aanleiding gegee dat die oë van die wêreld op akwakultuur gerig is om die gaping in die voorsiening van vis te vul. Akwakultuur het ontwikkel as die enigste volhoubare manier om aan die groeiende vraag na vis te voldoen. Die vinnige uitbreiding van akwakultuur het egter toenemende besorgdheid in die nadelige omgewingsimpak, veral ten opsigte van akwakultuurafval, tot gevolg gehad. Die nethokstelsel wat tans deur kleinskaalse forelboere in die Wes-Kaap in oop watergebaseerde sisteme gebruik word en die vrystelling van afval in die wateromgewings wat onafwendbaar is, plaas ’n vraagteken oor die langtermyn volhoubaarheid van die nethokstelsel forelboerdery in besproeiingsdamme in die Wes- Kaap. Die studie het ten doel gehad om geïdentifiseerde produksiestelsels wat deur akwakultuurboere gebruik kan word om die akkummulasie van organiese afval in besproeiingsdamme te verminder, te vergelyk. Die voorgestelde “skoon” produksietegnieke sluit in nethokke wat aan ’n opligstelsel gekoppel word, ‘n semi-intensiewe drywende tenk- stelsel (“SIFTS system” in Engels) en ‘n geïntegreerde akwakultuurstelsel. Met hierdie studie is bevind dat die geïntegreerde stelsel die mees effektiewe manier is om afval te herwin en toon potensiaal om akwakultuur op ’n vohoubare pad te plaas aangesien dit aan die volhoubaarheidsdimensies van geen emissie, voedingstofherwinning en geïntegreerde produksie voldoen. Meganiese metodes van afvalherwinning soos die nethokopligstelsel en die SIFTS-stelsel is effektief in die herwinning van vastestofdeeltjies, maar opgeloste voedingstowwe word steeds in die omgewing vrygestel. Die studie het voorts ten doel gehad om te bepaal of die ekonomiese, omgewings- en sosiale voordele om afval uit besproeiingsdamme te herwin, groter is as die herwinningskoste van die verskillende produksietegnieke. Modelle van kleinskaalse akwakultuurplase wat die drie geïdentifiseerde produksiestelsels gebruik, is ontwikkel en aangewend om te vergelyk met ’n nethokstelsel waar geen afvalherwinning gedoen word nie. ’n Vergelykende finansiële ontleding van die gemodelleerde kleinskaalse forelboerderye met die verskillende produksietegnieke is gedoen en daar is bevind dat enige een van die drie “skoon” stelsels finansieel lewensvatbaar is, met die SIFTS-stelsel wat die hoogste vergoeding aan die boer bied, gevolg deur die geïntegreerde stelsel, dan die nethokke aan ’n opligstelsel en dan die nethokstelsel sonder afvalherwinning. Die tweede deel van die studie het van die voorwaardelike (“contingent”) waardasiemetode gebruik gemaak om die omgewings- en sosiale voordele om afval uit besproeiingsdamme te verwyder, te bepaal. Huishoudings het aangetoon dat hulle bereid sou wees om tot R40 per jaar te betaal om die waterkwaliteit te verbeter vanaf ’n toestand waar eutrifikasie plaasgevind het na ’n toestand waar die water vir besproeiing en akwakultuur geskik sou wees. Om die waterkwaliteit vanaf ’n toestand geskik vir besproeiing te verander na ’n toestand geskik om in te swem, sou huishoudings bereid wees om R16.67 per jaar te betaal. Indien water vanaf ’n toestand geskik vir besproeiing verander sou word na ’n toestand geskik vir huishoudelike gebruik, sou huishoudings gewillig wees om jaarliks R26.17 te betaal. Die “gewilligheid om te betaal” dui aan dat daar bo en behalwe die finansiële voordele om van “skoon” produksietegnieke gebruik te maak, ook omgewings- en sosiale voordele vir die plaasgemeenskap bestaan met die gebruik van die water uit die besproeiingsdamme.
Description
Thesis (MScAgric (Agricultural Economics))--University of Stellenbosch, 2011.
Keywords
Aquaculture -- South Africa -- Western CApe, Semi intensive floating tank system (SIFTS), Aquaculture organic waste -- Environmental aspects -- South Africa -- Western cape, Net cage system -- South Africa -- Western Cape, Trout farming -- South Africa -- Western Cape, Dissertations -- Agricultural economics, Theses -- Agricultural economics