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Analyse bedeutender Einflussfaktoren auf die Bodenrichtwerte für landwirtschaftliche Flächen in unterschiedlichen Regionen Deutschlands im Kontext bodenmarktpolitischer Interventionen
(2018) Lehn, Friederike; Bahrs, Enno
Agricultural land is a special good. It is immobile, non-extendable and, due to its multi-dimensional services essential for human well-being. Agricultural land is also the most important production factor for farms. In Germany, farmland prices have significantly increased over the last decade. Overall, the price developement have led to discussions as to whether stronger interventions in farmland markets are necessary or not. Among others, limiting further farmland price increases is pursued. However, such interventions should be based on previous analyses of the farmland market. Hence, the overall objective of this doctoral thesis is to improve the understanding of the price formation mechanisms of German farmland prices. Chapter 2 presents three methods of determining the value of farmland (standard farmland value, market value and capitalized ground rent) and discusses their applicability as a reference value for agricultural policy in order to identify prices beyond the (real) value. Chapter 3 analyzes the farmland price determinants in Germany and Italy by the means of a spatial econometric model. The model explicitly takes spatial dependencies among neighbouring areas into account, not only in form of spatially lagged farmland prices (spatial lag model) but also in form of spatially lagged explanatory variables (spatial Durbin model). Results show that both agricultural and non-agricultural factors are important for explaining farmland prices in both countries. Differences seem to be stronger within the member states than between the countries. Chapter 4 estimates a multiple linear regression model. Based on municipal level standard farmland values for North Rhine-Westphalia in 2010, small-scale factors influencing farmland prices are identified. Slope of farmland, population density and livestock density are the most important price determinants. Chapter 5 estimates a general spatial model of standard farmland values for arable land in the federal state North Rhine-Westphalia using municipal level data in 2013. Urban sprawl and livestock production are the main price drivers. In this context, a set of German legal regulations, mainly from tax law, is presented, that additionally reinforce these price-increasing impacts. Hence, proposed farmland market interventions aiming to limit farmland price increases are thwarted by regulations of other policy areas. It is recommended to adjust these existing regulations to the objective of intervention instead of creating new regulations.Chapter 6 analyzes the standard farmland values for arable land in North Rhine-Westphalia from 2010 to 2013 by the means of a quantile regression. Heterogeneous relationships across the conditional distribution of standard farmland values are found for several covariates. Non-agricultural factors and livestock density are more pronounced at the upper tail of the conditional distribution and thus, they are price drivers particularly for conditional higher farmland prices. Chapter 7 analyzes the impact of nature conservation on standard farmland values in Rhineland-Palatinate and Thuringia by including the shares of different protected areas in a spatiotemporal regression model. Results indicate that nature conservation can influence standard farmland values, but the magnitude and direction of the effect depend on the type of protected area, the type of land use and by region. Thus, it is argued that there is not only land-use competition, but also compatibility between agricultural production and nature conservation. Chapter 8 summarizes the results of the chapters 2 to 7 and discusses them with regard to the overall research questions. The analysis of the three federal states shows that a variety of standard farmland value determinants exists and that the farmland markets of the federal states exhibit regional differences in the importance of agricultural and non-agricultural factors. The results of this doctoral thesis further reveal that the draft laws of stronger farmland market regulations so far are hardly able to lead to better market outcomes. Thus, it is recommended addressing the price-increasing factors directly, including also regulations outside the land law, to reduce the increase of farmland prices. Finally, further research needs are shown, which particularly include the identification of options for action to successfully protect agricultural land.
Betriebswirtschaftliche Optimierung des Einsatzes landwirtschaftlicher Produktionsfaktoren am Beispiel von Traktoren und chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln
(2023) Witte, Felix; Bahrs, Enno
Die deutsche Landwirtschaft befindet sich in einem Spannungsfeld aus beständigem Kostendruck und gleichzeitig steigenden gesellschaftlichen Forderungen nach einer nachhal-tigeren Bewirtschaftungsweise. Dies erfordert eine ständige Optimierung landwirtschaftlicher Produktionsfaktoren, zu denen auch der Traktoreneinsatz als wesentlicher Teil der Maschinen- bzw. Arbeitserledigungskosten sowie der Einsatz chemisch-synthetischer Pflanzenschutzmittel zählen. Die gesellschaftspolitischen Forderungen nach stärker zu reduz-ierenden Einsatzmengen und Risiken des chemisch-synthetischer Pflanzenschutzes schlagen sich in der aktuellen Gemeinsamen Agrarpolitik (GAP 2023-2027) der EU nieder. Mit den sogenannten Eco-Schemes werden finanzielle Mittel aus der ersten Säule der gemeinsamen Agrarpolitik an die Erfüllung konkreter umweltorientierter Bewirtschaftungsweisen geknüpft. Eins dieser Eco-Schemes „Bewirtschaftung von Acker- oder Dauerkulturflächen des Betriebes ohne Verwendung von chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln“ adressiert in Deutschland die Reduktion von chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmittel. Dabei werden bis zu 130 €/ha (2023) ausgezahlt. Solche Wirtschaftsweisen ohne chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel gewinnen perspektivisch an Bedeutung. Der beim Einsatz chemisch-synthetischer Pflanzenschutzmittel als Produktionsfaktor erkennbare dynamische Wandel ist auch beim Traktoreneinsatz erkennbar. Jedoch weniger aus rechtlicher Perspektive, sondern der Bedeutung nach. Dabei gilt: In der Kostenstruktur landwirtschaftlicher Betriebe kommt den Maschinenkosten eine große und wachsende Rolle zu. Die bedeutendste Gruppe innerhalb der Maschinenkosten stellen Kosten für Traktoren dar. Im Gegensatz zu chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln stehen sie in keiner direkten Beziehung zum Naturalertrag. Vor dem Hintergrund von international festgestellten nicht linearen Entwertungsverläufen von Traktoren und einer jüngst auch in deutschen Kalkulationsdaten aufgenommenen stärker leistungsabhängigen Entwertung, auch unterhalb der Auslastungsschwelle, stellt sich die Frage nach daraus folgenden Optimierungspotentialen. Insbesondere könnte die Bedeutung der Beschäftigungsdegression durch einen leistungsbedingten Wertverlust zurückgehen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit beiden Themenfeldern – chemisch-synthetischen Pflan-zenschutzmitteln und Landmaschinen am Beispiel von Traktoren – vor dem Hintergrund der betriebswirtschaftlichen Optimierung ihres Einsatzes. Sie untersucht zum einen das Entwertungsverhalten von landwirtschaftlichen Maschinen am Beispiel von Traktoren in Deutschland und welche Optimierungspotentiale sowie Empfehlungen sich daraus für landwirtschaftliche Entscheider ergeben. Zum anderen wird untersucht, welche betriebswirtschaftlichen Potentiale sich aus dem Eco-Scheme zur „Bewirtschaftung von Acker oder Dauerkulturflächen des Betriebes ohne Verwendung von chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln“ am Beispiel einjähriger Ackerkulturen ergeben. Das Entwertungsverhalten der Traktoren wird mit hedonischen Preismodellen auf Basis von Onlineinseraten untersucht. Mittels multipler-linearer Regressionen mit dem transformierten Inseratspreis als abhängiger Variable werden betriebsstunden-, motorleistungs-, fabrikats- und altersabhängige Entwertungsfunktionen geschätzt. Sie deuten an, dass ein linearer Zusammenhang das Entwertungsverhalten von Traktoren nicht vollständig korrekt beschreibt. Die Entwertung folgt einem degressiven Verlauf und unterscheidet sich zwischen den Fabrikaten und Motorleistungsklassen. Die Entwertung ist auch von den Betriebsstunden abhängig. Diese Funktio-nen werden genutzt, um die Ökonomie von Neu- und Gebrauchtkäufen im Rahmen einer Investitionsrechnung zu vergleichen und die Bedeutung des optimalen Ersatzzeitpunktes und der Auslastung zu untersuchen. Mit dem Ergebnis, dass der Gebrauchtkauf vor allem bei niedrigen Auslastungsgraden bis etwa 300 h/a rentabel ist. Bei einer hohen Auslastung von mehr als 900 h/a ist ein Neukauf vorzüglich. Das größte Optimierungspotential liegt in einer möglichst hohen Auslastung. Auch bei einer leistungsbezogenen Entwertungskomponente bleibt also die Beschäftigungsdegression entscheidend für die Optimierung von Maschinen-kosten. Der optimale Ersatzzeitpunkt ist weniger bedeutend. Von ihm kann, meist, um Jahre abgewichen werden, ohne dass die Durchschnittskosten im Modell um mehr als 1% steigen. Außerdem werden in der Arbeit vor dem Hintergrund der Inflation der Jahre 2022 und 2023 und des technischen Fortschrittes die Preissteigerungen von neuen und gebrauchten Traktoren gegenübergestellt. Letztgenannter Ansatz verwendet Quantilsregressionen und nutzt Auktionsergebnisse als Datengrundlage. Technischer Fortschritt bzw. dessen Auswirkung auf die Preissteigerung kann bei Traktoren nachgewiesen werden. Der Preisanstieg von neuen und gebrauchten Traktoren im Zuge der Inflation ist zumindest in den betrachteten Jah-ren vergleichbar. Die hedonischen Modelle wurden mit einer Befragung flankiert, bei der Preisschätzungen landwirtschaftliche Akteure mit den Modellen verglichen wurden. Die hedonischen Modelle zeigen sich in der Befragung den menschlichen Schätzungen überlegen. Allgemein sollte der Restwert am Ende der angestrebten Nutzung sorgfältig geschätzt werden. Auf diesen kann auch vor dem Hintergrund der Ergebnisse weiterhin im Sinne einer Durchschnittskostenbetrachtung linear abgeschrieben werden. Allerdings sollte die lineare Abschreibung auf eine bestimmte Anzahl von Jahren nicht initial zur Restwertbestimmung genutzt werden. Bei der betriebswirtschaftlichen Optimierung und volkswirtschaftlichen Beurteilung der angestrebten Pflanzenschutzmittel und -risikenreduktion erfolgt ein Methoden- und Empiriewechsel. Anhand einer schlagbasierten und georeferenzierten Landnutzungsmodellierung, die auf linearer Programmierung basiert, wird der Deckungsbeitrag des konventionellen Anbaus von Ackerbaukulturen unter Berücksichtigung von Restriktionen auf kommunaler Ebene maximiert. Verschiedene Preisszenarien und Förderhöhen für das erwähnte Eco-Scheme werden betrachtet. Das Niveau gewünschter Naturalproduktionsmengen und Arbeitskräfteverfügbarkeit werden variiert, um Elastizitäten der Umsetzungspotentiale aufzuzeigen. Es werden ergänzend verschiedene Pflanzenschutzindikatoren betrachtet, um Aussagen zur ökologischen Wirksamkeit bzw. veränderten Risiken von chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln und damit zum Beitrag für die Farm to Fork Strategie ableiten zu können. Demnach weißt das untersuchte Eco-Scheme bei der aktuellen Förderhöhe von 130 €/ha unter der Annahme von konstanter Arbeitskräfteverfügbarkeit und konstanter Bereitstellung von Naturalerträgen (gemessen in Getreideeinheiten) ein begrenztes Umsetzungspotential auf. Es beträgt gemäß Modell 12,8% des konventionel-len Ackerlandes in Baden-Württemberg. Legt man ein Produktpreisszenario auf dem erheblich höheren Niveau des Frühjahres 2022 zu Grunde, sind es nur 4,3%. Bei gelockerten Restriktionen für die Arbeitskräfteverfügbarkeit und die Bereitstellung von Naturalerträgen steigt das Umsetzungspotential an. Der Rückgang verschiedener Pflanzenschutzindikatoren fällt gegenüber dem Umsetzungspotential geringer aus. So geht beispielsweise die insgesamt eingesetzte Wirkstoffmasse im beschriebenen Basisfall um 4,4% zurück. Der Effekt des Eco-Scheme auf die eingesetzte Wirkstoffmasse und andere Pflanzenschutzindikatoren ist zumindest bei der aktuellen Förderhöhe gering. Die Umsetzung des Eco-Schemes kann insbesondere in Sommergetreidearten und auf ertragsschwachen Standorten rentabel sein. In Zuckerrüben und Kartoffeln kommt es bei der angestrebten Höhe der Förderung faktisch zu keinem Verzicht auf chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel. Eine höhere Förderung als 130 Euro/ha würde zu Mitnahmeeffekten führen und einen trade-off zwischen der Effek-tivität der Reduktion und ihrer Kosteneffizienz darstellen. Für eine Implementation pflanzenschutzmittelfreier Anbauverfahren auf landwirtschaftlichen Betrieben muss beachtet werden, dass der Arbeitskraftbedarf durch die Umsetzung steigen wird. Eine Handlungsempfehlung für die Politik ist somit nicht ausschließlich, das Prämienniveau zu erhöhen, sondern eine nach Kulturen abgestufte Förderung zu erwägen. Limitationen der vorliegenden Ergebnisse ergeben sich aus den verwendeten Daten, Annahmen und der Methodik. Onlineinserate von Traktoren stellen keine echten Verkaufsvorgänge dar. Allerdings zeigen sie enge Zusammenhänge zu Auktionsergebnissen. Beim Eco-Scheme sind insbesondere die ange-nommenen Ertragsverluste durch den Verzicht auf chemisch-synthetische Pflanzenschutz-mittel mit Unsicherheit behaftet. Das verwendete Landnutzungsmodell unterstellt einen ra-tionalen und risikoneutralen Gewinnmaximierer. Auch wenn das Modell sinnvolle Einblicke in ökonomische Aspekte und Potentiale des Pflanzenschutzmittelverzichtes liefert, kann es landwirtschaftliche Entscheider nicht vollständig abbilden, zumal die Betrachtung die Betriebsebene ausklammert. Dies zeigt sich daran, dass die reale Umsetzung des Eco-Schemes deutlich unter den vom Modell erwarteten Werten zurückbleibt. Ein Forschung-sansatz für die Zukunft ist, die Betriebsebene in die Landnutzungsmodellierung zu integrieren, um Aussagen über Landnutzungssysteme mit ganzheitlichem Verzicht auf chemisch-synthetische Pflanzenschutzmittel zu ermöglichen. Obwohl sich die Arbeit auf zwei Produ-tions- und damit Kostenfaktoren der landwirtschaftlichen Produktion beschränkt, ist die Betrachtung beider Themenfelder von nicht zu unterschätzender Bedeutung, insbesondere im Arbeitsalltag von Landwirten. Die Ergebnisse sind aber auch für politische Entscheider relevant. Dies zeigt sich gegenwärtig bei der Reduktion von chemisch-synthetischen Pflan-zenschutzmitteln.
Discrete Choice Experimente zur Analyse des Entscheidungsverhaltens von Landwirten am Beispiel von Vorkaufsrechten für landwirtschaftliche Nutzflächen und Ertragsversicherungen
(2022) Moog, Kristina; Bahrs, Enno
Farmers in Germany are currently facing new challenges, which require operational adaptation and associated decisions. As a result of climate change, extreme weather events are occurring with increasing frequency, which can damage or even destroy agricultural harvests. For this reason, farmers are faced with the decision of whether and how they can protect their crops from damaging events and which instruments are best suited for this purpose. However, the increasing prices on the farmland market and the associated appearance of non-agricultural investors on the farmland market also mean that land can become more expensive for farmers. The possibility of privileging farmers towards investors in the form of pre-emptive rights, which is being discussed politically in this context, is an instrument for shaping the farmland market. This outlines the focus of this work, which is to examine the decision-making behaviour of farmers in connection with these exemplary current challenges and to determine what willingness there is on the part of farmers to pay or accept certain solutions for overcoming these decision-making challenges and what benefits these solutions have for farmers. Discrete choice experiments are used for this purpose, in which the farmers surveyed are confronted with (fictional) decision-making situations in which the preferred alternative is to be chosen from several alternatives. These alternatives are described by different attributes and levels, which are systematically varied over the entire experimental design. Subsequently, different models can be used to estimate the benefit of individual attributes and the willingness to pay or willingness to accept. Therefore, a discrete choice experiment was developed to investigate the decision-making behaviour of farmers when registering pre-emptive rights, to determine the benefits of individual pre-emptive rights attributes and the willingness-to-pay for these attributes. The results,show, that the majority of the farmers surveyed preferred to choose one of the two pre-emptive rights over the status quo. I.e. farmers derive a benefit from pre-emptive rights and show a willingness-to-pay for pre-emptive rights to farmland, both of which depend on the characteristics of the pre-emptive right, but also on the personal and operational situation of the respondent. Due to the complexity of the issue of pre-emptive rights, another discrete choice experiment was conducted to analyse the decision-making behaviour of the owners of farmland affected by pre-emptive rights. Based on the sample chosen, only owners of farmland who are farmers themselves were interviewed. Here, too, the aim is to estimate the benefits and the monetary willingness-to-accept for pre-emptive rights, this time on the part of the affected farmland owners. However, it also becomes clear that there is a monetary willingness-to-accept this, i.e. that a compensation payment is expected from the entitled party for the granting of pre-emptive rights. As in the previous studies, the benefit as well as the willingness-to-accept strongly depends on the char¬acteristics of the pre-emptive right and the personal and farm situation of the respondents. Finally, another discrete choice experiment was conducted among orchardists and vintners in Baden-Württemberg. The subject of the study is the decision-making behaviour of the orchardists and vintners surveyed regarding the conclusion of state-subsidised crop insurance policies to protect against damage due to extreme weather events. The creation of the discrete choice experiment is based on a pilot project introduced in 2019 by the state of Baden-Württemberg to promote crop insurance against extreme weather-related damage in orcharding and viticulture. Here, too, the majority of respondents decide to take up subsidised crop insurance and show a willingness to pay for crop insurance. This decision is influenced by the characteristics of the crop insurance, but also by the previous risk management of the surveyed farms. Summing up all the analyses carried out, it can be said that farmers face up to the challenges currently arising, deal with the possible solutions and, within the framework of discrete choice experiments, decide by majority in favour of these solutions and thus against the status quo.
Environmental and economic assessment of the intensive wheat - maize production system in the North China Plain
(2016) Ha, Nan; Bahrs, Enno
To ensure food security for its vast population input intensification in crop production has been one of China’s major strategies in the last decades. However, the negative environmental impact of the highly intensive crop production becomes apparent. Especially the emission of greenhouse gases (GHG) constitutes a major sustainability issue of crop production in China. The winter wheat - summer maize (WW-SM) double cropping system plays a crucial role for China’s national food security. Strong research efforts mainly focusing on field experiments insufficiently consider the economic viability of the proposed improvement strategies and farmers’actual crop management. Therefore this study aims to fill this void by assessing farmers’actual crop management in the WW-SM production system, with regard to its environmental and economic performance to derive suitable improvement strategies for more sustainable crop production in the North China Plain (NCP). This cumulative PhD thesis consists of three papers published or accepted with revisions in international peer-reviewed journals. A field survey conducted in 2011 interviewing 65 WW-SM producing farm households constitutes the core data base for the thesis’analysis. The data was supplemented by expert interviews and specific secondary data. Partial life cycle analysis and economic assessment were conducted, comprising GHG emission, product carbon footprint (PCF), gross margin (GM), variable cost per unit product and life cycle costing (LCC) as key environmental and economic indicators, respectively. The first article describes the status quo of single farm environmental and economic performance of 65 WW-SM producers. The results revealed a huge heterogeneity among farms. Astonishingly no trade-off between productivity and sustainability could be identified in the region. Building on cluster analysis, with farms grouped according to their economic and environmental performance into “poor”, “fair” and “good” producers, the regional GHG mitigation potential was estimated. Under the scenario assumption that all grain in the NCP is produced under “good” production conditions, 21% and 7% of GHG could be mitigated in wheat and maize production, respectively. To be able to address the existing heterogeneity and develop strategies towards attaining GHG mitigation in practice, the second article aimed at assessing the factors determining farmers’ current environmental and economic performance. Using stepwise multiple linear regression (SMLR) it was revealed that nitrogen (N) input and electricity for irrigation were responsible for 0.787 and 0.802 of variability (adjusted R2) in the GHG emission results of the WW and SM production, respectively. Electricity for irrigation and labor were the most significant factors explaining the differences in LCC of WW and SM production, with an adjusted coefficient of determination (adjusted R2) of 0.397 and 0.29. This finding indicates that N input, electricity for irrigation and labor are key target areas for lowering GHG emissions and production costs of the WW-SM production system in the NCP. As revealed in the second article overuse of N fertilizer, which actually constitutes a major current issue in China, offers great potential for reducing GHG emissions and production costs in the WW-SM production system. Therefore in the third article three simple and easily to apply N fertilizer recommendation strategies are tested, which could be implemented on large scale through the existing agricultural advisory system of China, at comparatively low cost. Building on the household dataset, the effects of the three N strategies under constant and changing yield levels on PCF and GM were determined for every individual farm household. The N fixed rate strategy realized the highest improvement potential in PCF and GM in WW; while the N coefficient strategy performed best in SM. The analysis furthermore revealed that improved N management has a significant positive effect on PCF, but only a marginal and insignificant effect on GM. On the other side, a potential 10 % yield loss would have only a marginal effect on PCF, but a detrimental effect on farmers’income. It will be of vital importance to avoid any yield reductions and respective severe financial losses, when promoting and implementing advanced fertilization strategies. Therefore, it is furthermore recommended to increase the price of fertilizer, improve the agricultural extensions system, and recognize farmers’ fertilizer related decision-making processes as key research areas. The presented thesis gives valuable contributions to the development of environmentally and economically more sustainable crop production systems in the NCP. The thesis concludes that an adjustment in the agricultural advisory system is required, supported by more interdisciplinary research, which is able to address the inherent complexity of realizing more sustainable crop production in China.
Gesamtbetriebliche Analyse von Weidebetrieben und Weidesystemen in der Milchviehhaltung in unterschiedlichen Regionen Süddeutschlands
(2014) Kiefer, Lukas Robert; Bahrs, Enno
Grassland use and particularly pasture milk production is considered a highly sustainable milk production method which renders many ecosystem services for society (such as greater biodiversity, maintenance of rural cultural regions, climate protection due to higher carbon storage capacity of grassland, better animal appropriateness by regular grazing) as opposed to permanent indoor housing with its high portion of concentrate feed. Nevertheless, the share of pasture farming in overall milk production falls behind production by increasing permanent indoor housing in Germany. Therefore, it appears appropriate to analyze the necessary business environment for pasture farming with consideration of selected ecosystem services actually provided and to sketch suitable recommendations for consultation of farmers. Against this background, the research project “Business analysis and optimization of pasture-based farms and pasture systems in dairy farming in different regions of South Germany” was designed. The research project evaluated production technology, labor economics, business success, greenhouse gas emissions and specific ecosystem services of more than 80 specialized pasture milk producers through three economic years (2008/09-2010/11) and was dedicated to analysing economic and ecological competitiveness of pasture milk production at specific locations. As a result the most profitable pasture farms of the sample regarding management income and hourly rate can compete with the most profitable farms that practice permanent indoor housing; thus, they demonstrate potential economic strength of pasture farms at suitable locations. Decisive determinants of economically successful pasture management include organic farming (higher milk prices and financial compensation), high amounts of milk from forage, sufficient milk yield of the individual cow (>6,000 kg), and a great portion of pasture grass in the feed as well as high work efficiency via seasonal calving, all-day grazing and short-lawn pasture. High profitability and low greenhouse gas emissions can be achieved simultaneously through high efficiency of production. Some farms can even make “greenhouse gas avoidance gains” when production costs and proportionate emissions decrease at the same time thanks to reduced feed demand per kg milk. There is still a substantial need for research in the field of greenhouse gas balancing, particularly regarding evaluation of the manifold ecosystem services of pasture milk production. Many pasture-based farms are compensated for the above-mentioned services via the 2nd pillar of Common Agricultural Policy, but such services remain unconsidered in greenhouse gas balancing so far. It is for this reason that pasture-based farms with low productivity as well as organic farms perform poorly compared to more intensive farming with high productivity if they are measured by the established formulas of greenhouse gas balancing. Consideration of ecosystem services in the framework of greenhouse gas balancing would be possible via economic allocation of emissions between milk, meat, and subsidies of the 2nd pillar of Common Agricultural Policy, however. Based on our sample, this approach would result in an approximation of the carbon footprints per kg milk produced by extensive and intensive or organic and conventional farms, respectively. Nevertheless, a fundamental antagonism still persists between high production efficiency, which is desirable from the point of view of climate protection on the one hand and ecosystem services attainable by extensive production on the other hand. Like other milk production systems, profitable pasture milk production associated with lowest possible greenhouse gas emissions requires first of all competent training and consultation of farmers, which meets the requirements of the respective production method. Policy could improve the relevant framework conditions. Successful pasture milk producers are margin optimizers whose economic success depends above all on higher producer prices (organic milk, pasture milk), cost minimizing milk production based on pasture as the cheapest feed for many farms as well as funding of the ecosystem services which are desired by society. Farm growth and increases in milk yield are harder to achieve for pasture milk producers because consolidated areas are missing or more concentrate feed would be necessary. According to the results of the investigated sample, stronger support of the unique image of pasture milk (which does not necessarily mean monetary funding in this context) as well as increased know-how in the field of pasture milk production is desirable in order to establish or develop the numerous very positive approaches of pasture use in grassland regions that were analyzed in our investigation. The latest EU agrarian reform as well as new EAFRD regulations offer some good starting points in this regard.
Implications of large‐scale miscanthus cultivation in water protection areas: A Life Cycle Assessment with model coupling for improved policy support
(2022) Weik, Jan; Lask, Jan; Petig, Eckart; Seeger, Stefan; Marting Vidaurre, Nirvana; Wagner, Moritz; Weiler, Markus; Bahrs, Enno; Lewandowski, Iris; Angenendt, Elisabeth
Two major global challenges related to agriculture are climate change and the unbalanced nitrogen cycle. For both, national and international reduction targets have been defined to catalyse policy support for more sustainable farming systems. Miscanthus cultivation in water protection areas has been proposed as a contribution to achieving these targets. However, a thorough understanding of the underlying system dynamics at various spatial levels is required before recommendations for policy development can be provided. In this study, a model framework was established to provide economic and environmental indicator results at regional and sub‐regional levels. It presents a consequential Life Cycle Assessment coupled with an agro‐economic supply model (Economic Farm Emission Model) that simulates crop and livestock production, and an agricultural hydrology model (DAISY) that assesses effects on the nitrogen cycle. The framework is applied to Baden‐Württemberg, a federal state in southwest Germany with eight agro‐ecological regions. Scenarios investigating the differences between mandatory and voluntary miscanthus cultivation were also explored. While the results show the high potential of miscanthus cultivation for the reduction of greenhouse gas emissions (−16% to −724%), the potential to reduce nitrate leaching (−4% to −44%) is compromised in some sub‐regions and scenarios (+4% to +13%) by substantial effects on the crop rotation. Furthermore, the cultivation of miscanthus reduces gross margins in most sub‐regions (−0.1% to −9.6%) and decreases domestic food production (−1% to −50%). However, in regions with low livestock density and high yields, miscanthus cultivation can maintain or increase farmers' income (0.1%–5.8%) and improve environmental protection. The study shows that the heterogeneity of arable land requires a flexible promotion programme for miscanthus. Voluntary cultivation schemes were identified as most suitable to capture sub‐regional differences. Policies should address the demand for miscanthus, for example, support the development of regional value chains, including farmers, water suppliers and the biobased industry.
Inwertsetzung des Grünlands durch weiterentwickelte Wertschöpfungsketten und innovative digitale Konzepte
(2024) Kiefer, Anna; Bahrs, Enno
The conservation and use of permanent grassland involves a multitude of socially relevant ecosystem services (ESS), including products, resources, and the environment. Nevertheless, the economic value of grassland is frequently less than that of arable land. This is due to a number of factors, including lower yields, lower market prices, more extensive forms of use, and less flexibility. New strategies are therefore required to enhance the value of grassland and to encourage its protection, restoration, and sustainable use. The objective of this study is to develop novel concepts for the enhancement of grassland value and to assess their economic viability. This study examines the potential for enhancing the added value of grassland-based production systems, including the integration of exemplary innovative digital concepts, to ensure the sustainable agricultural use of grassland. Furthermore, it is pertinent to inquire whether the integration of digital technologies in grassland management can provide economic incentives for farms to transition towards pasture-based milk and beef production. A variety of scenarios were developed and analyzed, comprising real and model farms in four regions of Germany (the southern Black Forest, Brandenburg, the Wesermarsch district, and southern Lower Saxony). The scenarios presented encompass a comprehensive range of production strategies and measures. Methodologically, cost-benefit analyses (CBA) were conducted, which were then supplemented by sensitivity analyses. The CBA was selected as the most appropriate methodology for this study because it addresses not only purely cash-effective measures, but also the overall impact on society, including external effects. The optimization of value chains for the production of pasture-based products represents a central objective in this study, with the aim of valorizing grassland. Chapter 2 thus analyzes and further develops the entire value chain of organic pasture-based beef. The value chain encompasses elements of nature conservation-oriented grassland management, regional cattle farming with partially endangered cattle breeds, and meat marketing at the store counter via food retailers. The findings of Chapter 2 are integrated into Chapter 3, which assesses the extent to which cooperative and synergistic linkages between mountainous grassland farmers and valley arable farmers are economically and ecologically advantageous in comparison to existed value chains. Furthermore, it is determined whether they contribute to the promotion of the circular economy and nature conservation. The sustainable practices described in Chapters 2 and 3 can be further strengthened by the digital transformation currently taking place in agriculture. Chapter 4 therefore examines the opportunities and risks of exemplary digitalization on full-time and part-time farms. The results are incorporated into Chapter 5, which analyzes the economic effects of using three innovative technologies (a herbometer/grasshopper (Rising Plate Meter), a UAV with an RGB camera and Structure from Motion (SfM) process, and an UAV with a LiDAR sensor) for precise yield estimation in grassland. The optimal utilization of resources is similarly of great importance for the health of animals. This can be supported by digital animal health monitoring. Chapter 6 then proceeds to examine the extent to which the use of sensors offers farmers the opportunity to detect potential health problems in their animals, such as lameness, at an early stage. This, it is argued, will both reduce treatment costs and increase livestock yields. In the context of pasture management, the efficient use of resources implies an adjustment of livestock density in accordance with the availability and quality of feed. This is typically achieved by intricate and labor-intensive fencing and rotational management, wherein the animals are consistently provided with fresh, energy-rich grass. The virtual fencing system (VF system) enables a reduction in the workload by simplifying the allocation of areas. Chapter 7 presents an economic analysis of the application of this new digital technology in order to identify and evaluate the key influencing factors that can facilitate or impede the introduction of VF systems in different grazing systems. The present work demonstrates that the socially relevant, higher economic and ecological valorization of grassland can be achieved through a combination of sensible resource allocation within the framework of cooperation in agriculture, the use of digital technologies, and constructive marketing to consumers. This enhances the appeal of grassland management for the relevant stakeholders. Nevertheless, the current state of the art indicates that the use of digital technologies is more likely to provide an incentive to expand existing pasture-based production systems than to switch from stable to pasture farming. Consequently, the proportion of feed obtained from pasture represents a pivotal factor in the profitability of investing in such technologies. The findings indicate that the implementation of digital technologies necessitates a reorientation of pasture management practices. Nevertheless, the actual economic benefit of digital technologies is challenging to quantify in practice, particularly when different technologies are employed in conjunction. It is important to note that the evaluation and use of different types of agricultural and environmental data from non-uniform sources with divergent formats and time intervals must be considered. The findings of the present study indicate that the current actual contributions of grassland to society extend far beyond the direct economic returns. The integration of ESS into a holistic grassland valuation concept demonstrates that grassland plays an important role that is often underestimated in cash-only approaches. The findings of the study also indicate that although grassland use is crucial for biodiversity conservation, it frequently gives rise to conflicts between agriculture and nature conservation in practice. Such conflicts can be mitigated by implementing the VF system, which enables the specific protection of areas vulnerable to nature conservation, such as rare plant species susceptible to trampling or bird nests. The creation of incentive programs and support systems for sustainable grassland management, the promotion of additional research and innovation in this area, and the amendment of the legal framework for the implementation of the concepts proposed in this study at the national level can be cited as key recommendations for action based on the individual research results. Moreover, there is a continued necessity for the development and implementation of economic valuation methodologies to more comprehensively capture the monetary and non-monetary values of grassland and its ESS than has been previously possible. The ongoing digitalization of agriculture offers the potential for the collection and analysis of data that are important for the economic valuation of ESS to be conducted in a more efficient manner. It is similarly vital to facilitate the transfer of knowledge between research institutions, farmers, politicians, authorities, and other stakeholders. This can be achieved by disseminating best practices and innovations in the field of grassland management. In this context, it is evident that an adaptation of the legal framework in Germany is necessary to enable a broader application of digital technologies in practice. This adaptation should encompass data protection guidelines, air traffic regulations for UAV flights, and the adaptation of the Animal Welfare Act for VF systems. To this end, the establishment of a central point of contact (e.g., in the form of an authority or an online platform) for approvals would be advisable in order to enhance the transparency, simplicity, and efficiency of the process of obtaining consent for the use of digital technologies (e.g., UAV recordings on specific areas or VF systems on farms). The valorization of grassland should not be solely dependent on public funds, which enhance the competitiveness of sustainable products and services. It is also essential to consider the role of consumers, as exemplified by the case of organic farming products. Furthermore, the establishment of monitoring and evaluation systems is crucial for the harmonization of support measures and market prices.
Nachhaltige Biogasproduktion unter besonderer Berücksichtigung des Einsatzes von Zuckerrüben und Grünlandaufwuchs sowie der Gärrestverwertung
(2017) Auburger, Sebastian; Bahrs, Enno
The present cumulative dissertation assesses the sustainability of biogas production in Germany from different points of view. A special focus is brought to sugar beets and grassland as a biogas feedstock as well as to biogas residue utilization. Chapter 2 presents an approach of manure distribution within regions based on municipality biogas and livestock production data. The developed algorithm distributes nutrients of nutrient surplus municipalities to municipalities with nutrient adsorption capacity within a study area (Lower Saxonia and North Rhine-Westphalia). It was shown that farmers and biogas producers will be confronted with higher manure and biogas digestate disposal costs. Chapter 3 enlarges the view by taking pig producers and experts interviews into consideration. Chapter 4 presents an approach to determine the regional biogas feedstock input based on regional agricultural production cost data and almost 8,000 biogas plants in Germany. By using a linear optimization approach regional feedstock inputs are calculated. Furthermore greenhouse gas emissions of power production based on biogas are estimated. Chapter 5 enlarges the modeling approach by an energy balancing tool and assesses sugar beets as an energy crop for biogas production in detail. Therefore different scenarios are taken into account. Silage corn was the most competitive feedstock over almost every region in Germany. Round about 160 kg CO2eq per kWh from biogas production were calculated, which is a significant lower value in comparison to greenhouse gas emissions from current power mix in Germany. Chapter 6 focuses on grassland as a biogas feedstock. Based on data availability calculation had to be restricted to Federal States of Schleswig-Holstein, Lower Saxonia and Bavaria. Results show that grassland is a competitive biogas feedstock in regions, which are characterized by unfavorable production circumstances of silage corn and only if for grassland favorable scenario assumptions are chosen.
Ökonomische Bewertung regionaler Wettbewerbspotentiale verschiedener landwirtschaftlicher Biomassen im Rahmen der Bioökonomie unter besonderer Berücksichtigung Baden-Württembergs
(2020) Petig, Eckart; Bahrs, Enno
The finite nature of fossil resources and climate change pose major challenges to the global society and require a comprehensive transformation of the current economic system. One important aspect of this transformation, also known as bioeconomy, is the transition from a fossil-based to a bio-based supply of raw materials. In this context, agricultural production represents an important supplier of raw materials, which in Germany is already characterized by a strong competition for the scarce land. The scarce land is a major challenge of the expansion of the use of agricultural biomass for the bioeconomy. Accordingly, the derivation of the potential of agricultural biomass for bioeconomy requires consideration of the tradeoffs between various utilization paths. In this context, economic models can be valuable methods, which on one hand are able to depict the trade-offs of different value chains and can, on the other hand, incorporate the uncertainty by developing suitable scenarios. The aim of this thesis is the evaluation of the potential of different agricultural biomasses for the bioeconomy and to analyze the associated effects on agricultural production structures in Baden-Wuerttemberg. In chapter 2 the potential of grassland as a biogas substrate is evaluated, which might be important for the bioeconomy in the future. Due to the more complex harvesting process and partly unfavorable production conditions, grassland has higher production costs compared to arable biogas substrates. The consideration of iLUC Factors with high prices for GHG emissions could improve the competitiveness of grassland to such an extent that it is competitive with the production of biogas substrates on arable land. However, silage maize is often the more favorable biogas substrate in many respects, as chapter 3 shows by means of a site modeling for biogas plants in Baden-Wuerttemberg. In chapter 4 and 5 the potential of straw for energetic and material use is analyzed. These investigations are based on the combination of EFEM with the techno-economic location optimization model BIOLOCATE. The results clearly show the interaction between the economies of scale and the rising raw material supply costs. On the one hand, the average investment costs decrease with increasing plant size, but on the other hand the raw material costs increase, because the transport distances increase and an increasing demand for biomass results also in higher market prices. Additionally, the results show that straw can make a fundamental contribution to the bioeconomy by providing regional bioenergy and as feedstock for material value chains. However, even the use of by-products can have effects on cultivation structures and thus, reduce the production of agricultural biogas substrates, among other things. In Chapter 6 the effects of macroeconomic expansion paths of the bioeconomy on agricultural production structures in Baden-Wuerttemberg are investigated. For this purpose, the results of an iterative model coupling between the agricultural sector model ESIM and the energy sector model TIMES-PanEU of four bioeconomic scenarios are scaled down from national level to regional and farm level using EFEM. The results show different impacts on farm types and thus illustrate the advantages of a differentiated analysis of the expansion of the bioeconomy. Therefore, farms with mainly extensive production methods such as suckler cow husbandry do not profit from the expansion of the bioeconomy due to unfavorable production conditions, while especially large arable farms in fertile regions would benefit disproportional more than the average. Basically, the results reveal limits to the mobilization of additional biomass potential. The reason for this is the already high cultivation intensity of agricultural production in Germany, in which the expansion of one production restricts production of another due to competition for the limited agricultural land. For grassland, the results show that the decline in grassland-based cattle farming and unfavorable economic conditions can lead to a significant increase of unused grassland. Grassland thus presents itself as a promising resource for biomass production for the bioeconomy, as it can provide important ecosystem services (e.g. biodiversity) in addition to the provision of raw materials. However, a political framework has to be established that promotes ecological services accordingly. Finally, in chapter 7 additional research needs are identified, which include further development of the methodological approach. These comprise an extension of the analysis by macroeconomic models to integrate interactions with the material use in a more detailed way. Furthermore, an integration of ecological parameters is necessary for a holistic analysis in the context of bioeconomy.
Steuerrechtliche Optionen und betriebswirtschaftliche Konsequenzen der interperiodischen Glättung von landwirtschaftlichen Einkünften
(2012) Blanck, Niklas; Bahrs, Enno
This thesis covers the potential introduction of income equalization deposits for German farmers. It provides a comprehensive overview of income equalization deposits regarding its legitimacy in German tax law, administrative constraints and the possibilities as well as the limits of income smoothing instruments in general. Furthermore, the economic effects on an on-farm level and consequences for the fiscal authorities are estimated. Due to an increasing variability in farm income, the German Farmers Association demanded the introduction of income equalization deposits in German tax law. Its aim is to avoid fluctuating incomes and to support farmers building reserve funds. The progressive income tax tariff leads to a progression-based extra tax load for annually fluctuating incomes compared to a constant year-to-year income. The income equalization deposit offers farmers the possibility to reduce their taxable income during successful years by creating untaxed reserves and accumulating cash in their own reserve fund. During less successful years, they are eligible to use the cash and have to pay tax on the so far untaxed reserves. This thesis explains the functionality and importance of untaxed reserves in general and the income equalization deposits for farmers in particular and examines their legitimacy according to German tax law. Untaxed reserves and other equalization instruments contradict the annual tax accounting period. Nevertheless there may be good reasons for their existence, e.g. the avoidance of undue hardship. Primary agricultural production is defined as the utilization of the natural resources of the soil to produce crops and raise livestock. This already suggests a special dependency on vagaries of nature. Constraints have to guarantee that the use of untaxed reserve is restricted to these special dependencies. Otherwise, equity in tax law is not preserved. Due to necessary constraints, which are in contrast with effectiveness and the achievement of objectives, a straight-forward use of income equalization deposits seems to be difficult. Therefore, income equalization deposits face the same difficulties like other equalization systems. The empirical survey uses data from approximately 5,300 farms from the German Farm Accountancy Data Network over a period of ten years. It evaluates the effectiveness of the existing two-year-average taxation for agricultural income in Germany (§ 4a EStG) and the additional use of the proposed income equalization deposit. Based on the income determination scheme, an optimization-algorithm calculates the maximal income smoothing effect for several farm typologies and estimates the effect for the fiscal authorities. The smoothing effect of the introduction of income equalization deposits turns out to be moderate compared to the existing two-year-average for farmers. The introduction of income equalization deposits does not contribute to the stabilization of farms in an appreciable extent. Necessary legal requirements and the administrative design may lead to the fact, that especially farmers, who have disposable cash and do not need any support, take advantage of the system. The construction of an effective system is in contrast with a design, which simultaneously meets all legal requirements. This divergences lead to the effect, that the beneficiaries of income equalization deposits are not congruent to the target group of an income equalization deposit. The empirical survey in combination with legal requirements and identified administrative difficulties leads to the conclusion, that the introduction of income equalization deposits in Germany does not seem to be necessary and other instruments of risk management should also be taken into account. In case income equalization deposits are introduced, essential requirements for its design and the design of income smoothing instruments in general have been elaborated.
Valorization for biodiversity and ecosystem services in local food value chains - Status quo and future options
(2023) Voglhuber-Slavinsky, Ariane; Bahrs, Enno
Neben dem Klimawandel und dem Bevölkerungswachstum ist der Verlust an Biodiversität ein zentrales Thema für die Landwirtschaft als unmittelbar betroffener Bereich, aber verbunden durch die Wertschöpfungsströme auch für das gesamte Agrarsystem. Letzteres umfasst nicht nur die Lieferkette, sondern auch wertschöpfende Prozesse bis hin zum Konsumenten und darüber hinaus weitere Stakeholder wie Zertifizierungsstellen, Behörden etc. aber auch Schnittstellen wie den Energie- oder Gesundheitssektor. Die physische Verortung des Biodiversitätsschutzes bzw. der Biodiversitätsförderung ist allerdings auf die landwirtschaftliche Bewirtschaftung sowie auf den Naturschutz beschränkt. Daher wird oft die Aufgabe des Schutzes der Biodiversität und Ökosystemleistungen alleinig der Landwirtschaft zugerechnet. Die Verknüpfung aller Akteure im Agrarsystem ist allerdings notwendig, um einen effektiven Biodiversitätsschutz zu gewährleisten. Das zunehmende Augenmerk auf die Biodiversität als essentiellen Bestandteil eines funktionierenden Agrarsystems in den letzten Jahrzehnten hat allerdings nicht dazu geführt, dass die Akteure des Agri-Food-Systems ihre individuelle Verantwortung für den Biodiversitätsschutz erkannt haben. Zahlreiche Bemühungen wie die Archi targets, die Nationale Strategie zur biologischen Vielfalt oder das Aktionsprogramm Insektenschutz auf deutscher Ebene haben ihr Ziel verfehlt. Mitunter ist die Tatsache, dass Biodiversität als Gemeingut (common good) in der Regel nicht eingepreist wird und so in wertschöpfenden Prozessen nicht darstellbar ist, ein Grund für das mangelnde Engagement der Akteure. Im Themengebiet der Forschung zur Biodiversität liegt das Hauptaugenmerkt auf der physischen Erfassung sowie auf der Übersetzung dieser Beobachtungen in Zahlenwerte im Zuge einer Integration in bestehende Wertschöpfungsprozesse. Um an dieser Stelle die Verknüpfung konsequent bis hin zum Konsumenten (zivilgesellschaftlich, unternehmerisch) weiterzuziehen, ist es allerdings notwendig, unterschiedliche Optionen der Inwertsetzung zu erörtern, um Zahlungsbereitschaften oder andere Formen der Wertschätzung zu generieren. Es ist daher notwendig, übergeordnete Ziele wie die Archi targets und konkrete Maßnahmen – auch lokaler Natur – miteinander zu verknüpfen. Der Vorteil lokaler Ansätze liegt darin, dass sich Akteure vor Ort besser verpflichten lassen und das Engagement höher ist als bei abstrakteren überregionalen oder gar internationalen Maßnahmen. In Kapitel 4 der Arbeit wird daher die Integration von "lokalen" Maßnahmen zur Förderung eines lokalen Lebensmittelsystems in Szenarien für den Europäischen Food Sektor dargestellt. Außerdem ist die Quantifizierung oder auch der Einfluss auf die Biodiversität nicht nur unter derzeitigen Rahmenbedingungen, sondern auch unter zukünftigen zu bewerten. So wird in Kapitel 3 dargestellt, wie sich die Auswirkungen auf die Umwelt eines landwirtschaftlichen Produkts entlang seines Lebenszyklus gegenüber unterschiedlichen alternativen Entwicklungen darstellen. Die Implementierung von Biodiversität als Umweltbelastungskategorie (environmental impact category) in eine Ökobilanz (Life Cycle Assessment, LCA) ist noch nicht weit verbreitet, stellt aber eine Möglichkeit für die anschließende Inwertsetzung dar. Die in den Szenarien dargestellten Rahmenbedingungen spiegeln zudem die gesellschaftliche Ausrichtung wider und dienen so dazu, soziale Aspekte in die Bewertung der umweltbezogenen Vorteilhaftigkeit von Produkten indirekt einfließen zu lassen. Folglich sind auch die Inwertsetzungsoptionen hinsichtlich ihrer Passfähigkeit mit unterschiedlichen zukünftigen Rahmenbedingungen zu untersuchen. Dieser Ansatz wird in Kapitel 2 untersucht. Auch hier werden durch die Integration von Szenarien soziale Aspekte mitberücksichtigt. Dies kann zu einer besseren Beurteilung der Akzeptanz von Inwertsetzungsoptionen beitragen. Die vorliegende Arbeit soll daher darstellen, wie Maßnahmen zum Schutz der Biodiversität sowie von Ökosystemleistungen und die monetäre und nicht-monetäre Wertschätzung für die Erbringung dieser Leistungen zusammengeführt werden können. In diesem Zusammenhang ist vor allem die Interaktion verschiedener Akteure entlang der Wertschöpfungskette relevant, um den bestehenden Fokus auf die Agrarproduktion auf weitere Akteure auszudehnen. Die gegenwärtige Betrachtung wird zudem mittels Foresight-Methoden um einen vorrausschauenden Aspekt erweitert. In Ergänzung zur zeitlichen Perspektive wird räumlich, ausgehend von lokalen Wertschöpfungsketten, auch der internationale Kontext des Agri-Food Systems betrachtet. Das Kapitel 2 analysiert konkrete Inwertsetzungsoptionen für Biodiversität und Ökosystemleistungen entlang der Agri-Food Wertschöpfungskette mit einem Fokus auf private Optionen. Es werden dabei monetäre und nicht-monetäre Optionen untersucht, sowie ein Überblick gegeben, welche Inwertsetzungsoptionen heute bestehen und auch unter zukünftigen Rahmenbedingungen bestehen können. Darüber hinaus wurde das DPSIR-Framework für die Analyse der privaten Inwertsetzungsoptionen angewendet, wobei diese als Responses klassifiziert wurden, sowie eine rechtliche Bewertung vorgenommen. Ein Bewertungsinstrument, das für eine darauffolgende Inwertsetzung genutzt werden kann, ist das Life Cycle Assessment. Dieses nicht nur für die gegenwärtigen Bedingungen anzuwenden, sondern auch unter Berücksichtigung zukünftiger Rahmenbedingungen ist Inhalt des Kapitels 3. Konkret wird das Zukunftspotential einer Technologie unter zukünftigen Rahmenbedingungen untersucht und in der LCA als Veränderung im Backgroundsystem sichtbar gemacht. Hierzu wurden mithilfe von Literaturrecherchen und Experteninterviews die qualitativen Annahmen aus den Szenarien in Veränderungen der Werte des Life Cycle Inventories übersetzt. Dieses Vorgehen ermöglicht es, zukünftige Rahmenbedingungen zu antizipieren und die gegenwärtigen Handlungen besser gegenüber Unsicherheiten auszurichten. Kapitel 4 befasst sich in erster Linie mit der Verknüpfung des lokalen und internationalen Kontextes in Form von lokalen Maßnahmen und Umfeldszenarien zum Europäischen Agri-Food Sektor. Zudem wird in diesem Kapitel auch die zeitliche Perspektive betrachtet, indem die Passfähigkeit der lokalen Maßnahmen zur Erhöhung des Anteils lokaler Lebensmittel an der Gesamtversorgung gegenüber zukünftigen Entwicklungen geprüft wird. Das in diesem Kapitel gewählte Vorgehen diente als Grundlage für die Prüfung der Robustheit von Inwertsetzungsoptionen gegenüber zukünftigen Entwicklungen in Kapitel 2. Zudem dient das hierin vorgestellte Konzept des Agri-Food Systems dazu, Inwertsetzungsoptionen von Maßnahmen zum Erhalt von Biodiversität und Ökosystemleistungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu verorten, um so ein größeres Portfolio an Möglichkeiten sichtbar zu machen, als dies bei einer Fokussierung auf die landwirtschaftliche Produktion allein der Fall wäre. Die methodische Kombination von bereits existierenden Rahmenwerken ist eine gute Möglichkeit der Mehrfachnutzung von wissenschaftlichen Ergebnissen zur Generierung neuer Ergebnisse. Dies wird nicht nur in Kapitel 4 deutlich, sondern trifft auch auf die Ergebnisse in Kapitel 3 zu. Hier wird quantitative und qualitative Forschung mittels Literaturrecherche und einer Experteneinschätzung kombiniert. Darüber hinaus zeigt Kapitel 2, dass die Einordnung der unterschiedlichen Ansätze von Inwertsetzungs-optionen sinnvoll durch eine interdisziplinäre Betrachtung ergänzt werden können. Die Erläuterung der rechtlichen Konsequenzen bzw. die systemische Analyse (DPSIR) der Inwertsetzungsoptionen liefert relevante Rückschlüsse für die Praxis und ist übertragbar auf andere Forschungsvorhaben. Als Herausforderung im Kontext der Inwertsetzung von Maßnahmen zum Erhalt von Biodiversität und Ökosystemleistungen (BES) erweist sich die Tatsache, dass die Verantwortung für den Schutz von BES vorrangig der Landwirtschaft zugerechnet wird. Diese ist mit ihrer naturräumlichen Verflechtung naturgemäß Hauptakteur, wenn es um die konkrete physische Implementierung von Maßnahmen geht. Sie ist aber nicht alleinig für die Initiierung und Ermöglichung verantwortlich. Es ist daher notwendig, alle Akteure entlang der Agri-Food Wertschöpfungskette zu animieren, ihren Beitrag für den Schutz von BES zu leisten. Darüber hinaus sind viele Möglichkeiten der Inwertsetzung auf bestimmte örtliche Gegebenheiten ausgerichtet, wie zum Beispiel informierte und interessierte Anwohner, und können so nur bedingt auf andere Konstellationen übertragen werden. Diese Kleinteiligkeit der Ansätze erschwert es, eine einfache Übertragung von Konzepten sicherzustellen. Des Weiteren gib es keine einheitliche Definition von Inwertsetzungsoptionen zum Erhalt von BES, was die Zuordnung und die Kommunikation bestehender Initiativen erschwert. Es ist daher anzustreben, Best-Practice Beispiele zu kommunizieren, sowohl in der wissenschaftlichen Literatur als auch im internationalen und nationalen Governancebereich bis zu den Konsumenten. Dabei ist darauf zu achten, dass regionale Besonderheiten herausgestellt werden und somit Bewusstsein für die Notwendigkeit der Anpassung geschaffen wird. Die Definition des Begriffs Inwertsetzung (valorization) in Abgrenzung von der reinen Bewertung (valuation) ermöglicht es, die Ansätze herauszustellen, die die Maßnahmenumsetzung mit konkreten Akteuren und deren Wertschätzung verbinden. Die vorliegende Arbeit deutet den Nutzen digitaler Vernetzung an, beispielsweise für die Rückverfolgbarkeit von unter bestimmten Rahmenbedingungen hergestellten Produkten oder einer besseren Raumplanung im Zusammenhang mit Maßnahmen zum Erhalt von BES. Dieser Aspekt sollte in zukünftiger Forschung vertieft werden und hinsichtlich seiner rechtlichen Konsequenzen beleuchtet werden. Ein entscheidender Punkt wird darüber hinaus die Akquirierung von Akteuren entlang der Agri-Food Wertschöpfungskette sein. Es gilt in weiteren Inwertsetzungsoptionen die Einbindung dieser zu verstärken und somit einen systemischen Ansatz zum Erhalt und zur Förderung von BES zu verfolgen.
Voraussetzungen und Umsetzungsmöglichkeiten sowie ökonomische Auswirkungen von Kompensationsmaßnahmen gemäß BNatSchG in der Landwirtschaft in Ballungsräumen am Beispiel der Region Stuttgart
(2021) Sponagel, Christian; Bahrs, Enno
Land take due to urbanisation has a major local and global impact on the natural balance, that are to be compensated for in many countries around the world. In Germany, this kind of impacts are to be compensated for according to the Impact Mitigation Regulation pursuant to Article 13 of the German Nature Conservation Act. In addition to land take for an intervention, such as a building site, additional land is required for the implementation of offset measures. Especially in expanding urban areas, where land scarcity is a problem, offsetting can exacerbate land use conflicts. Agriculture, in particular, is one key stakeholder in the context of offsetting. On the one hand, agricultural land, especially intensively used arable land, offers considerable potential for nature conservation enhancement. On the other hand, agriculture is also characterised by its considerable spatial impact. There is also a need for improvement in the compensation process from the point of view of nature conservation, as there are often deficits in the maintenance and implementation of measures. Existing instruments such as eco-accounts or so-called production-integrated compensation, a form of cooperation between nature conservation and agriculture, have so far been poorly established. The present study, therefore, analyses offset activities with a focus on agriculture in urban areas, drawing more particularly on the example of the Stuttgart Region. Chapters 2 and 3 of the study focus on the analysis of individual farms. In addition to in-depth interviews with farms, Chapter 2 provides a spatial analysis of agricultural land take for offset purposes using the example of the neighbouring cities of Stuttgart and Filderstadt. The insights gained are applied in Chapter 3 to analyse the acceptance of offset measures using a discrete choice experiment (DCE). In Chapter 3 the DCE is conducted with farmers in and outside the Stuttgart Region. In Chapter 4, the offset potential is determined using the example of arable land in the Stuttgart Region with the help of a geodata-based land use model. Within Chapter 5 different offset scenarios at regional level are analysed. To this end, data on the estimated offset needs of the municipalities in the Stuttgart Region up to 2030 were furnished by the Verband Region Stuttgart. They are used for modelling, and the results of the DCE from Chapter 3 are incorporated. Chapter 6 addresses the regional bundling and networking of production-integrated compensation measures with the help of expert-based maps. Using geodata, a spatially differentiated assessment is carried out from an agricultural and nature conservation perspective. The aim here is to identify areas that offer the greatest possible potential for synergies between agriculture and nature conservation in conjunction with offset measures. The spatial analysis shows that agriculture is disproportionately affected by land loss in the context of the intervention regulation compared to other land uses. Furthermore, the results show that agriculture generally accepts voluntary offset measures although this very much depends on the type of measure and legal safeguard. The results also show a considerable potential for offset measures on agricultural land, although there are strong spatial disparities in terms of costs, especially between the centre of an urban area and the peripheral areas, as demonstrated by the example of the Stuttgart Region. Consequently, the spatially unrestricted implementation of compensation can lead to a polarisation between the core of the region with therefore just a few ecologically beneficial, landscape-enhancing offset measures and the peripheral areas with numerous ecologically beneficial, landscape-enhancing offset measures. Moreover, the developed expert-based maps show that synergies are possible between agriculture and nature conservation on a significant scale. Offset measures can thus contribute to ecological sustainability in agricultural landscapes and are a relevant business option for farms. There are major challenges when it comes to communication between agriculture and authorities or municipalities: ensuring understanding and transparency in terms of the market for offset measures, and assessing the nature conservation enhancement of production-integrated compensation measures. In addition, the various forms of legal safeguard in connection with the determination of the legally prescribed care and maintenance period must be more clearly specified and communicated in the future. Voluntary or eco-accounting measures, in particular, should be used more intensively, as they allow for forward planning.
Weed control in a pesticide‐free farming system with mineral fertilisers
(2023) Saile, Marcus; Spaeth, Michael; Schwarz, Jürgen; Bahrs, Enno; Claß‐Mahler, Ingrid; Gerhards, Roland
Negative impacts of pesticides on the environment and human health, the risk of pesticide residues in the food chain, and the problems with herbicide‐resistant weed biotypes support the need for alternative cropping systems. The objective of this study was to investigate weed populations, weed management and crop yield in a pesticide‐free cropping system with the use of mineral fertilisers. Conventional‐, organic‐ and mineral‐ecological cropping systems (MECS) with 6‐year crop rotations including winter wheat, maize, winter triticale or winter rye, soyabean or spring pea, and spring barley were established in a randomised complete strip plot design with four repetitions. Experiments were conducted at four locations in Germany. Preventive and sensor‐guided mechanical weed management strategies were applied in all crops in the organic system and in MECS. Herbicide were applied in the conventional farming system. Weed densities, weed species composition, weed control efficacy (WCE) and crop yield were analysed over 2 years in 2020 and 2021. Conventional farming had the highest WCE and 1–7 weeds m−2 (2.7% weed coverage) after herbicide application. In the organic cropping system and MECS, up to 27 weeds m−2 were counted after camera‐guided weed hoeing. Weed coverage in MECS (9.7%) was higher than in the organic cropping system with 7.7%. Crop yield in MECS was equal to the conventional farming system and 20% higher yield than in the organic farming system. MECS represents a promising new and productive cropping practice if an effective integrated weed management strategy is applied.
Weiterentwicklung von Kennzahlen der landwirtschaftlichen Betriebslehre für das steuerliche Bewertungsrecht und die Analyse von Bodenmärkten
(2023) Back, Hans Walter; Bahrs, Enno
Die Land- und Forstwirtschaft ist ein besonderer Teil der Volkswirtschaft, da sie essentielle und nicht substituierbare Nahrungsmittel und Rohstoffe bereitstellt. Die landwirtschaftliche Produktion interagiert durch die Nutzung natürlicher Prozesse und Ressourcen mit der Umwelt. Beispielsweise ist sie ein bedeutender Bodennutzer. Dies sind einige Gründe für ein öffentliches und staatliches Interesse an den Entwicklungen in der Landwirtschaft, das sich auch auf den ökonomischen Bereich erstreckt. Aus agrarpolitischen Erwägungen und um gesellschaftlich erwünschte Ziele zu erreichen, existieren neben Eingriffen in die Agrar- und Bodenmärkte für die Landwirtschaft auch Sonderregelungen und spezifische Vorgaben in weiteren Bereichen wie dem Steuerrecht. Die (steuer-)rechtlichen und regulatorischen Vorgaben werden veränderten wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen angepasst und beeinflussen die ökonomische Situation der landwirtschaftlichen Betriebe, Haushalte und der Volkswirtschaft. Daher benötigen politische Akteure zur Planung, Entscheidung und Evaluierung qualitative und quantitative Informationen zur ökonomischen Wirkung der jeweiligen Maßnahmen oder Instrumente. Weiterhin ist die Land- und Forstwirtschaft Gegenstand der Besteuerung und muss von anderen Steuertatbeständen abgegrenzt und mit angepassten Methoden bewertet werden. In beiden Fällen werden die Daten einzelner Unternehmen wie z. B. aus dem betrieblichen Rechnungswesen benötigt, können jedoch aufgrund ihres Umfangs nicht immer in ihrer originären Form verwendet werden. Folglich müssen die Informationen aufbereitet und verdichtet werden. Ein methodischer Ansatz sind Kennzahlen, die betriebswirtschaftlich relevante Sachverhalte in kompakter und standardisierter Form darstellen. Die Übertragung in andere Anwendungsgebiete außerhalb individueller betriebswirtschaftlicher Überlegungen, aber auch veränderte Rahmenbedingungen erfordern eine Anpassung und Weiterentwicklung der Kennzahlen an die konkrete Fragestellung. Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit ist ein Beitrag zur Weiterentwicklung der methodischen Ausgestaltung und zu den Anwendungsmöglichkeiten von betriebswirtschaftlichen Kennzahlen in zwei exemplarischen Anwendungsfeldern – der Analyse des landwirtschaftlichen Bodenmarktes und dem steuerlichen Bewertungsrecht. Der landwirtschaftliche Bodenmarkt in Deutschland ist seit etwa 15 Jahren durch einen starken Preisanstieg und das Auftreten neuer Marktakteure gekennzeichnet. Dies hat eine Debatte über die Notwendigkeit und Ausgestaltung regulatorischer Eingriffe in den Bodenmarkt zum Schutz der Landwirtinnen und Landwirte ausgelöst. In Kapitel 2 dieser Arbeit wird anhand der Kennzahl Grundrente geprüft, ob die Kaufpreisentwicklung durch die landwirtschaftliche Ertragsfähigkeit abgebildet wird und des Weiteren diskutiert, was weitere Referenzen für Überpreise im Kontext des Grundstückverkehrsrechts sein können. Dabei zeigen die Auswertungen von Testbetriebsdaten, dass die kapitalisierten Grundrenten der besseren Betriebe auch aufgrund niedriger Zinssätze dem Niveau der Kaufpreise entsprechen. Generelle Überpreise liegen somit nicht vor, wenngleich dies vereinzelt oder regional nicht auszuschließen ist. Die kapitalisierte Grundrente stellt jedoch aufgrund methodenimmanenter Unsicherheiten keine geeignete Referenz für agrarpolitisch motivierte Interventionen dar. Der Referenzwert kann sich am Bodenrichtwert orientieren, auch wenn dieser die Preisentwicklung verzögert abbildet. Die durchschnittliche Betriebsgröße ist in den letzten Jahrzehnten angestiegen. Ein weiteres Argument für eine erweiterte Regulation sind die befürchteten Auswirkungen von Konzentration und Ungleichverteilung bei Bewirtschaftung und Bodeneigentum. Zu den angedachten Maßnahmen zählen auch Beschränkungen für Kauf- und Pachtinteressenten mit überdurchschnittlichen Marktanteilen in regionalen Bodenmärkten. In Kapitel 3 werden Vorschläge zur Messung von Konzentration in der Bewirtschaftung anhand verschiedener Disparitäts- und Konzentrationsmaße auf Basis einzelbetrieblicher Daten dargestellt. In Deutschland ist eine Disparität der Flächenbewirtschaftung und in einigen Regionen auch eine deutliche Konzentration auf größere Betriebe feststellbar. Daher wird in Kapitel 4 der Zusammenhang zwischen Konzentration und den Bodenpreisen (Bodenrichtwerten) mit Hilfe eines hedonischen Preismodells analysiert, um daraus Empfehlungen für agrar- bzw. bodenpolitische Maßnahmen abzuleiten. Neben weiteren landwirtschaftlichen und nichtlandwirtschaftlichen Einflussfaktoren auf die Bodenrichtwerte werden räumliche Autokorrelationen auf Ebene der Gemeinden berücksichtigt. Trotz unterschiedlichem Niveau der Flächenkonzentration bestätigt sich ein negativer, aber regional unterschiedlich ausgeprägter Zusammenhang zwischen Disparität sowie Konzentration und den Bodenrichtwerten für die Bundesländer Thüringen, Rheinland-Pfalz und Nordrhein-Westfalen. Auch wenn Konzentration wettbewerbsrechtlich problematisch sein kann, könnte sie zu einer politisch intendierten Preisdämpfung führen. Da der kausale Zusammenhang, dass Bewirtschaftungskonzentration zu niedrigeren Bodenpreisen führt, methodisch nicht nachweisbar ist, könnten niedrige Preise, ökonomischer Erfolg und Pfadabhängigkeit auch Gründe für Konzentration sein. Eine formal definierte Berücksichtigung von Konzentration in Form von absoluten Eigentums- und Bewirtschaftungsgrößen bei einer veränderten Bodenmarktregulierung erscheint nicht sinnvoll, zumal das allgemeine deutsche Marktmachtkonzept auf konkret abgegrenzte Märkten fokussiert, für die relative Maße bedeutender sind. Für die Agrarpolitik besteht weiterhin eine Diskrepanz zwischen geforderter Regulation, ihrer Notwendigkeit und unerwünschten Nebeneffekten, was weiteren Forschungsbedarf bei der Aufklärung der Wirkungszusammenhänge auf dem Bodenmarkt hin zu einer umfassenden Theorie impliziert. Das zweite exemplarische Anwendungsfeld befasst sich mit dem steuerlichen Bewertungsrecht im Bereich der Landwirtschaft. Das Bundesverfassungsgericht hat mit Urteil vom 10.04.2018 den Einheitswert als bisherige Bemessungsgrundlage der Grundsteuer aufgrund veralteter Bewertungsrelationen für verfassungswidrig erklärt, sodass der Gesetzgeber die Grundsteuer mit dem Grundsteuer-Reformgesetz auch für die Landwirtschaft neu regelte. Dabei wurde zum einen die Abgrenzung der landwirtschaftlichen Wohnbebauung zur Grundsteuer B neu eingeführt, was vielfältige bundeslandspezifische Bewertungsmaßstäbe zur Folge hat. Zum anderen wurde die Bewertungsmethodik für den bisherigen Wirtschaftsteil aktualisiert. Nicht novelliert wurde dagegen die veraltete Abgrenzung der landwirtschaftlichen zur gewerblichen Tierhaltung anhand der Kennzahl Vieheinheit, was auch für die Ertragsbesteuerung relevant ist. Die bestehende Vieheinheiten-Systematik bildet die Tierhaltung nicht mehr sachgerecht ab. Kapitel 5 zeigt daher Optionen zur Aktualisierung dieser Abgrenzung sowie exemplarische Auswirkungen für die Tierhalter. Bei einer linear bundeseinheitlichen Viehbesatzgrenze könnten etwa 2,5 (neue) Vieheinheiten bzw. Milchkühe je ha landwirtschaftlich gehalten werden. Diese Grenze kann nach Ackerland und Dauergrünland getrennt und auf regionaler Ebene differenzierter ermittelt werden. Von den Novellierungsoptionen profitieren Veredlungsbetriebe (Schweine und Geflügel) sowie flächenstarke Betriebe. Das folgende Kapitel 6 analysiert und diskutiert vor allem die Bewertungsmethodik der novellierten Grundsteuer, die im Kontext der Landwirtschaft weiterhin ein Ertragswertverfahren vorsieht. Mit der durch das Gesetz neu entwickelten Kennzahl des standardisierten Reinertrags wird ein in der Landwirtschaft nicht mehr realistischer pacht- und schuldenfreier Betrieb unterstellt. Eine sachlogisch nicht nachvollziehbare zusätzliche Reduktion der Lohnansätze anhand der Nettorentabilität verursacht systematische Verzerrungen und Überbewertungen, die vermutlich durch eine entsprechend angepasste Steuermesszahl annähernd ausgeglichen werden. Aufgrund der jüngsten und auch zukünftig zu erwartenden Schäden im deutschen Wald wird eine aktualisierte Bewertung für den Forst vorgeschlagen. Diese Anpassung ist mittlerweile, nach Einreichung und Annahme des entsprechenden Beitrags, auch erfolgt. Für das steuerliche Bewertungsrecht wäre die skizzierte Optimierung der Ertragsbewertung zu begrüßen. Eine Novellierung der Abgrenzung anhand der Vieheinheiten ist dagegen sowohl für die Grundsteuer als auch für die Ertragsbesteuerung dringend zu empfehlen und würde die zukünftige Perspektive der landwirtschaftlichen Tierhaltung mitgestalten. Insgesamt zeigen die Kapitel dieser Arbeit, dass betriebswirtschaftliche Kennzahlen auch zu nicht ausschließlich betriebswirtschaftlichen Fragestellungen einen Beitrag zum Erkenntnisgewinn leisten können. Bedeutend ist eine methodisch korrekte, an die Problematik angepasste und aktuelle Ermittlung. Durch die Informationsverdichtung ermöglichen Kennzahlen einen schnellen Zugang zu wirtschaftlichen Zusammenhängen und tragen zu verbesserten agrarpolitischen Entscheidungen sowie einer gerechteren Besteuerung bei.