Shevchenko O. Ecological and economic principles of adaptation of agricultural land use to climate change
Українська версіяThesis for the degree of Doctor of Science (DSc)
State registration number
0526U000050
Applicant for
Specialization
- 08.00.06 - Економіка природокористування та охорони навколишнього середовища
10-03-2026
Specialized Academic Board
Д 26.004.20
National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine
Essay
The dissertation develops theoretical and methodological approaches to the rational use of natural resources, addressing a significant scientific and applied challenge: the formulation of ecological and economic principles for adapting agricultural land use to climate change. The study determines the impact of climate change on the spatial boundaries of taxonomic units within Ukraine’s natural-agricultural regionalization system. Based on an average increase in near-surface air temperature of +1.2 °C since 1991, a northward and northwestward shift of agroclimatic zones, accompanied by localized intensification of aridity, has been identified. These trends necessitate a revision of existing regionalization boundaries with due consideration of altered heat and moisture balances. A scientifically grounded classifier of climate risks in agricultural land use is developed, incorporating extreme weather events, changes in precipitation intensity and distribution, rising air temperatures, and associated climatic stressors. Using multifactor correlation analysis, the research demonstrates that spatial variability in the Selyaninov hydrothermal coefficient (HTC) exerts a direct influence on agricultural land values. Climate change is projected to increase the prices of productive land in the central and northern regions of Ukraine, reflecting improved agroclimatic conditions. Spatiotemporal changes in the structure of sown areas of major agricultural crops across Ukraine’s natural and climatic zones are analyzed, revealing adaptive shifts in crop distribution in response to evolving climatic constraints. The study provides scientific justification for agroforesty amelioration as an effective climate adaptation instrument for agricultural landscapes. Based on a case study of the Kurisovska territorial community in Odesa Region, it is shown that the establishment of protective shelterbelts covering 43.88 ha, with total investment costs of 5.16 million UAH, generates additional annual income of 9.01 million UAH. Over a 50-year period, the project yields a net profit of 10.34 million UAH, confirming its long-term economic viability. In addition to financial benefits, the shelterbelts produce substantial microclimatic effects, sequester carbon, reduce wind erosion by 20–30 %, and contribute to biodiversity conservation. It is substantiated that under the conditions of the southern Steppe zone, one hectare of irrigated land is equivalent in productivity to 2–7 hectares of rainfed land. However, the economic feasibility of irrigation projects is highly sensitive to water tariffs, which average 1–3 UAH per cubic meter, with 75–80 % attributable to electricity costs. The results indicate that irrigation remains economically viable only under an optimal ratio between yield gains and water-supply expenditures; at elevated tariffs, the profitability of certain crops requires reassessment. The dissertation analyzes intensification and diversification as strategic models of agricultural land use. Intensification is shown to generate higher profits and support export competitiveness but is associated with increased environmental pressure and heightened vulnerability to extreme climatic events. In contrast, diversification contributes to soil conservation and social resilience. Consequently, a balanced and integrated strategy combining both approaches is identified as optimal. An integral evaluation of the economic efficiency of climate adaptation (IEE) is proposed, integrating discounted monetary income, averted losses, monetized ecosystem services, and capital and operating costs into a single quantitative indicator. The research demonstrates that the combined application of expanded cost-benefit analysis (CBA), methodologies for assessing averted losses, and the integral evaluation framework constitutes an effective scientific and methodological toolkit for prioritizing and financing climate adaptation measures in Ukrainian agriculture, ensuring a balance between economic efficiency, environmental sustainability, and social inclusiveness.
Research papers
Ковальчук І. П., Мартин А. Г., Тихенко Р. В., Опенько І. А., Шевченко О. В., Ковальчук Т. І., Дем’янчук І. П., Атаманюк О. П. Сучасні проблеми сільських територій України та їх геоінформаційно-картографічне моделювання: монографія. Київ, 2017. 400 c.
Ковальчук І. П., Мартин А. Г., Євсюков Т. О., Тихенко Р. В., Опенько І. А., Шевченко О. В., Жук О. П., Барвінський А. В., Атаманюк О. П., Богданець В. А., Дем’янчук І. П., Ковальчук Т. І., Ліщук Н. М., Патиченко О. М. Сучасна землевпорядна та соціоекологічна проблематика сільських територій: ідентифікація, моделювання, шляхи вирішення: монографія. У 2-х частинах. Ч. 1. Київ, 2017. 538 c.
Ковальчук І. П., Мартин А. Г., Євсюков Т. О., Тихенко Р. В., Опенько І. А., Шевченко О. В., Жук О. П., Барвінський А. В., Атаманюк О. П., Богданець В. А., Дем’янчук І. П., Ковальчук Т. І., Ліщук Н. М., Патиченко О. М. Сучасна землевпорядна та соціоекологічна проблематика сільських територій: ідентифікація, моделювання, шляхи вирішення: монографія. У 2-х частинах. Ч. 2. Київ, 2017. 514 c.
Ковальчук І. П., Євсюков Т. О., Опенько І. А., Тихенко Р. В., Шевченко О. В., Жук О. П., Барвінський А. В., Атаманюк О. П., Дем’янчук І. П., Патиченко О. М., Ковальчук Т. І., Кривов’яз Є. В. Науково-методичні засади розвитку сільських територій України з урахуванням потенціалу особливо цінних земель. Київ, 2018. 646 c.
Краснолуцький О. В., Мартин А. Г., Шевченко О. В. Землекористування корпоративних сільськогосподарських підприємств в Україні: ефективність, розвиток, регулювання: монографія. Київ, 2019. 307 с.
Ковальчук І. П., Євсюков Т. О., Опенько І. А., Тихенко Р. В., Шевченко О. В., Жук О. П. Концептуальні засади створення реєстру особливо цінних земель в Україні: монографія. Київ, 2019. 475 с.
Ковальчук І. П., Шевченко О. В., Тихенко Р. В., Опенько І. А., Тихенко О. В., Жук О. П., Андрейчук Ю. М., Ковальчук А. І., Степчук Я. А. Оцінка земель і картографічне забезпечення функціонування територіальних громад: монографія. Том 1. Київ, 2021. 386 c.
Ковальчук І. П., Шевченко О. В., Тихенко Р. В., Опенько І. А., Тихенко О. В., Жук О. П., Андрейчук Ю. М., Ковальчук А. І., Степчук Я. А. Оцінка земель і картографічне забезпечення функціонування територіальних громад: монографія. Том 2. Київ, 2021. 402 c.
Опенько І. А., Тихенко Р. В., Шевченко О. В., Цвях О. М., Жук О. П., Степчук Я. А. Економічний аналіз використання лісових землекористувань в Україні в умовах децентралізаційних змін: монографія. Том 1. Київ, 2022. 566 с.
. Опенько І. А., Тихенко Р. В., Шевченко О. В., Цвях О. М., Жук О. П., Степчук Я. А. Економічний аналіз використання лісових землекористувань в Україні в умовах децентралізаційних змін: монографія. Том 2. Київ, 2022. 544 с.
Опенько І. А., Тихенко Р. В., Шевченко О. В., Цвях О. М., Тихенко О. В., Степчук Я. А. Теоретико-методологічні засади формування сталого розвитку сільської місцевості в Україні: монографія. Том 1. Київ, 2022. 524 с.
Опенько І. А., Тихенко Р. В., Шевченко О. В., Цвях О. М., Тихенко О. В., Степчук Я. А. Теоретико-методологічні засади формування сталого розвитку сільської місцевості в Україні: монографія. Том 2. Київ, 2022. 512 с.
Kovalchuk I. P., Openko I. A., Tykhenko R. V., Shevchenko O. V., Tsviakh O. M., Tykhenko O. V., Stepchuk Ya. A. Strategy of balanced development of nature use in territorial communities: monograph. Volume 1. Kyiv, 2023. 558 p.
Kovalchuk I. P., Openko I. A., Tykhenko R. V., Shevchenko O. V., Tsviakh O. M., Tykhenko O. V., Stepchuk Ya. A. Strategy of balanced development of nature use in territorial communities: monograph. Volume 2. Kyiv, 2023. 552 p.
Tykhenko R. V., Tykhenko O. V., Openko I. A., Shevchenko O. V., Stepchuk Ya. A., Rokochinskiy A. M., Volk P. P. Sustainable Soil and Water Management Practices for Agricultural Security. Publisher: IGI Global, 2024. Р. 43–70.
Openko I. A., Tykhenko R. V., Shevchenko O. V., Tsvyakh O. M., Tykhenko O. V., Stepchuk Ya. A. Ecological and econimic approaches to the rational use of land resources in territorial communities: monography. Volume 1. Kyiv, 2024. 494 p.
Openko I. A., Tykhenko R. V., Shevchenko O. V., Tsvyakh O. M., Tykhenko O. V., Stepchuk Ya. A. Ecological and econimic approaches to the rational use of land resources in territorial communities: monography. Volume 2. Kyiv, 2024. 488 p.
Openko I. A., Shevchenko O. V., Zhuk O. P., Kryvoviaz Ye. V., Tykhenko R. V. Geoinformation modelling of forest shelterbelts effect on pecuniary valuation of adjacent farmlands. International Journal of Green Economics (IJGE). 2017. Vol. 11. No. 2. P. 139–153.
Shevchenko O. V., Openko I. A., Zhuk O. P., Kryvoviaz Ye. V., Tykhenko R. V. Economic assessment of land degradation and its impact on the value of land resources in Ukraine. International Journal of Economic Research. 2017. Vol. 14. No. 15 (Part 4). P. 93–100.
Openko I. A., Shevchenko O. V., Tykhenko R. V., Tsvyakh O. M., Stepchuk Ya. A. Economic analysis of deforestation impact on the yield of agricultural cultures in Ukraine. Scientific Papers Series Management, Economic Engineering in Agriculture and Rural Development. 2019. Vol. 19. No 4. P. 233–237.
Openko I. A., Kostyuchenko Y. V., Tykhenko R. V., Shevchenko O. V., Tsvyakh O. M., Ievsiukov T. O., Deineha M. A. Mathematical modelling of postindustrial land use value in the big cities in Ukraine. International Journal of Mathematical, Engineering and Management Sciences. 2020. Vol. 5. No 2. P. 260–271.
Kryvoviaz Ye. V., Openko I. A., Tykhenko R. V., Shevchenko O. V., Tykhenko O. V., Tsvyakh O. M., Chumachenko O. M. Recovery of losses for inappropriate use of land. Scientific Papers. Series E. Land Reclamation, Earth Observation & Surveying, Environmental Engineering. 2020. Vol. IX. P. 175–182.
Openko I. A., Shevchenko O. V., Tykhenko R. V., Tsvyakh O. M., Moroz Yu. O. Assessment of inequality to forest resources access in the context of sustainable rural development. Scientific Papers Series Management, Economic Engineering in Agriculture and Rural Development. 2020. Vol. 20. No 1. P. 405–410.
Martyn A. H., Shevchenko O. V., Tykhenko R. V., Openko I. A., Zhuk O. P., Krasnolutsky O. V. Indirect corporate agricultural land use in Ukraine: distribution, causes, consequences. International Journal of Business and Globalisation (IJBG). 2020. Vol. 25. No 3. P. 378–395.
Shevchenko O. V., Openko I. A., Tykhenko R. V., Tsvyakh O. M., Zhuk O. P., Kryvoviaz Ye. V., Tykhenko O. V., Bavrovska N. M., Stepchuk Ya. A., Rokochinskiy A. M., Volk P. P. Assessment of economic losses caused by degradation processes of agricultural land use. Scientific Papers. Series E. Land Reclamation, Earth Observation & Surveying, Environmental Engineering. 2021. Vol. 10. P. 102–109.
Tykhenko R. V., Tykhenko O. V., Openko I. A., Shevchenko O. V., Bavrovska N. M., Zhuk O. P., Tsvyakh O. M., Stepchuk Ya. A. The assessment of impact ecological stability of territory on the organization of rational land use of agricultural enterprises. Cientific Papers. Series Management, Economic Engineering in Agriculture and Rural Development. 2021. Vol. 21. No 2. P. 685–692.
Openko І. A., Tykhenko R. V., Shevchenko O. V., Tsvyakh O. M., Stepchuk Ya. A., Rokochinskiy A. M., Volk P. P. Mathematical modeling of economic losses caused by forest fire in Ukraine. Engineering for Rural Development. 21st International Scientific Conference. 2022. Р. 22–27.
Openko I. A., Stepchuk Ya. A., Tykhenko R. V., Shevchenko O. V., Tsvyakh O. M. Economic analysis of using the forest land to ensure rural development in Ukraine. Economic Science for Rural Development 2022. 23rd International Scientific Conference. 2022. No 56. P. 545–554.
Openko I. A., Tykhenko R. V., Tsvyakh O. M., Shevchenko O. V., Stepchuk Ya. A., Rokochinskiy А. M., Volk Р. P., Zhyla І. A., Chumachenko O. M., Kryvoviaz Ye. V., Horodnycha A. V. Improvement of economic mechanism of rational use of forest resources using discrete mathematics method. Engineering for Rural Development. 22nd International Scientific Conference. 2023. P. 544–552.
Chumachenko O. M., Openko I. A., Kryvoviaz Ye. V., Tykhenko R. V., Tsvyakh O. M., Shevchenko O. V., Zhuk O. P. Economic analysis of land use in European countries. Еconomic Science for Rural Development 2023. 24th Conference. 2023. № 57. P. 516–527.
Openko I. A., Shevchenko, O. V., Stepchuk Ya. A., Tykhenko R. V., Tykhenko O. V., Horodnycha A. V. Economic efficiency of methods for surveying rural infrastructure: assessment of accuracy, cost and duration. Engineering for Rural Development. 23rd International Scientific Conference. 2024. Vol. 23. P. 42–47.
Tykhenko O. V., Martyn A. H., Tykhenko R. V., Openko I. A., Shevchenko O. V., Tsvyakh O. M., Rokochynskiy A. M., Volk P. P. Impact of comparative assessment of soil quality on determining the value of agricultural land (Ukraine). Ecological Engineering and Environmental Technology. 2024. № 25 (4). P. 252–261.
Mykhailyk K. O., Moskalenko A. A., Shevchenko O. V., Pron O. S. GIS support of forming spatial decisions on land plots selection for post-war reconstruction of territories. GeoTerrace-2024. International Conference of Young Professionals. 2024. URL: https://doi.org/10.3997/2214-4609.2024510014.
Martyn A. H., Shevchenko O. V., Openko I. A., Krasnolutsky O. V., Ievsiukov T. O., Tykhenko R. V., Tsvyakh O. M. Growing disparity in access to land as a result of agrarian reform in Ukraine. International Journal of Business and Globalisation. 2025. Vol. 39. No. 1. P. 44–66.
Опенько І. А., Шевченко О. В., Цвях О. М. Аналіз науково-методичних підходів до грошової оцінки земельних ділянок із полезахисними лісовими насадженнями. Збалансоване природокористування. 2016. № 4. С. 137–142.
. Шевченко О. В., Опенько І. А. Теоретичні передумови раціонального сільськогосподарського землекористування. Збалансоване природокористування. 2017. № 3. С. 126–130.
Шевченко О. В., Опенько І. А., Цвях О. М. Економічні передумови чергування культур як спосіб запобігання деградації агроландшафту. Землеустрій, кадастр і моніторинг земель. 2017. № 2. С. 58–65.
Цвях О. М., Опенько І. А., Шевченко О. В. Проблеми плати за землю під час реалізації інвестиційних проектів редевелопменту промислових землекористувань у місті Києві. Проблеми економіки. 2017. № 2. С. 176–183.
Шевченко О. В. Теоретичні засади оцінки ефективності ґрунтоохоронних заходів на землях сільськогосподарського призначення. Землеустрій, кадастр і моніторинг земель. 2017. № 3. С. 78–84.
Краснолуцький О. В., Шевченко О. В. Еколого-економічний стан і способи сучасного сільськогосподарського землекористування. Вісник аграрної науки. 2018. № 3 (780). С. 68–74.
Мартин А. Г., Краснолуцький О. В., Шевченко О. В. Європейський досвід регулювання економічної концентрації сільськогосподарських земель. Агросвіт. 2018. № 6. С. 8–15.
Краснолуцький О. В., Шевченко О. В. Земельна реформа як головний чинник формування системи сільськогосподарського землекористування в Україні. Збалансоване природокористування. 2018. № 1. С. 118–125.
Шевченко О. В. Деградація ґрунтів у процесі сільськогосподарського виробництва та її еколого-економічні наслідки. Агросвіт. 2022. № 13–14. С. 34–42.
Шевченко О. В. Глобальні еколого-економічні передумови змін клімату та їх прогнозна динаміка в середньо- та довгостроковій перспективах. Бізнес Інформ. 2023. № 9. C. 12–18.
Шевченко О. В. Адаптація до змін клімату: досвід Європейського Союзу. Проблеми економіки. 2023. № 3. C. 52–58.
Шевченко О. В. Вплив кліматичних змін на сільськогосподарське землекористування в Україні. Збалансоване природокористування. 2023. № 4. С. 108–114.
Шевченко О. В., Пронь О. С., Чеботарьова І. В. Вплив повномасштабних бойових дій на стійкість територій до кліматичних змін. Економіка та суспільство. 2024. № 67. URL: https://doi.org/10.32782/2524-0072/2024-67-106.
Шевченко О. В., Мартин А. Г., Кулініч А. О. Підтримка еколого-економічної ефективності використання земель сільськогосподарського призначення в Україні в умовах змін клімату. Землеустрій, кадастр і моніторинг земель. 2024. № 3. С. 40–55.
Шевченко О. В., Пронь О. С., Чеботарьова І. В. Вплив кліматичних змін на деградацію земель та агроекосистем. Збалансоване природокористування. 2024. № 3. С. 81–88.
Шевченко О. В., Балабух В. О. Вплив зміни клімату на природно-сільськогосподарське районування території України. Екологічні науки. 2024. № 5 (56). С. 222–231.
Шевченко О. В. Історичні передумови розвитку системи сільськогосподарського землекористування в Україні. Агросвіт. 2025. № 6. С. 106–114.
Шевченко О. В. Сучасний стан та динаміка розвитку агробізнесу в Україні. Здобутки економіки: перспективи та інновації. 2025. № 16. URL: https://econp.com.ua/index.php/journal/article/view/387.
Шевченко О. В. Кліматичні зміни як новий чинник економіки сільськогосподарського землекористування. Економіка та суспільство. 2025. № 71. URL: https://economyandsociety.in.ua/index.php/journal/article/view/5640.
Шевченко О. В. Класифікація кліматичних ризиків у сільськогосподарському землекористуванні. Агросвіт. 2025. № 8. С. 98–105.
Шевченко О. В. Проблеми збереження лісових, водних ресурсів і біологічного різноманіття в умовах кліматичних змін. Проблеми економіки. 2025. № 1. C. 374–381.
Shevchenko O. V. Ways of optimization of the use, recreation and protection land resources. Virtus: Scientific Journal. 2016. № 8. P. 189–191.
Kovalchuk I. P., Kovalchuk A. I., Shevchenko O. V., Openko I. A., Tykhenko R. V. Atlas mapping of parameters land value in Ukraine. European Journal of Science and Research. 2019. № 1. P. 44–51.
Martyn A. H., Pokydko I. V., Tykhenko R. V., Openko I. A., Shevchenko O. V. New concept of establishing water protection restrictions on land use. European Journal of Science and Research. 2019. № 1. P. 60–66.
Shevchenko O. V. Soil conservation measures: assessment of economic efficiency in terms of Ukraine. International Scientific Journal Baltic Surveying. 2019. № 11. P. 70–78.
Shevchenko O. V. Impact of climate changes on agricultural land use. International Scientific Journal Baltic Surveying. 2024. № 19. Р. 20–29.
Files
Similar theses
0526U000247
Oleh M. Tsviakh
Formation of a financial mechanism for regulating land relations: ecological and economic principles and institutional foundations
0526U000188
Nadiia Klym
Financial and Economic Mechanism for the Development of Recreational Forest Use in the Context of European Integration
0526U000061
Nataliia O. Kapinos
Institutional support for the development of environmentally friendly land use
0525U000272
Liudmyla A. Hunko
Economics of land use planning: theory, methodology, practice
0525U000270
Yurii M. Marchuk
Scientific foundations for forming a financial and economic mechanism for forest management