Is the Increasing Bio-methane Production the Sole Reason for the Declining Grassland Area in Germany? An Analysis of Geo-referenced Land Use Data

Authors

  • Birgit Laggner Institut für Ländliche Räume, Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Bundesallee 50, 38116, Braunschweig, Deutschland
  • Natascha Orthen Institut für Ländliche Räume, Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Bundesallee 50, 38116, Braunschweig, Deutschland
  • Bernhard Osterburg Institut für Ländliche Räume, Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Bundesallee 50, 38116, Braunschweig, Deutschland
  • Norbert Röder Institut für Ländliche Räume, Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Bundesallee 50, 38116, Braunschweig, Deutschland

DOI:

https://doi.org/10.1007/s13147-014-0278-7

Keywords:

Land use change, Bioenergy, Agriculture, High resolution data

Abstract

In the last years the area used as permanent grassland declined considerably in Germany. This decline raised public concerns as grassland produces more environmental benefits compared to arable land. In the public debate the loss of grassland is frequently linked to the promotion of silage maize as feedstock for bio-methane production via the renewable energy law. We present a geo information system, which is capable to process various high resolution data on land use, land use change and site conditions. With the help of the system we analyse whether the expansion of bio-methane production is the primary reason for the observed land use change in the period 1999–2007. We provide results for Germany as a whole. These general results are supplemented by an analysis conducted for the federal state of Lower Saxony (2005–2007). This state is a stronghold of the bio-methane production and more detailed data are available. Our results show, that feedstock for the production of bio-methane is primarily cultivated on existing arable land. Farms growing feedstock for bio-methane production have a higher probability to convert grassland to arable land though these farms cultivate only very few areas of former grassland. The probability of grassland conversion increases with the vicinity of biogas plants. However, most of the conversion can be attributed to dairy farms without the cultivation of feedstock for bio-methane production. Generally, the likelihood that grassland is converted increases markedly if the managing farmer changes. Based on our findings we discuss different options to protect permanent grassland. We argue that our conclusions do also apply to the general context of limiting undesired direct and indirect land use change.

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References

Anselin, L.; Lozano, N.; Koschinsky, J. (2006): Rate Transformation and Smoothing. Urbana, Illinois. http://geodacenter.asu.edu/pdf/smoothing_06.pdf (12.12.2013).

Bakker, J. P.; Berendse, F. (1999): Constraints in the restoration of ecological diversity in grassland and heathland communities. In: Trends in Ecological Evolution 14 (2), 63–68.

DBFZ – Deutsches BiomasseForschungsZentrum (2011): Nachhaltige Biogaserzeugung in Deutschland – Bewertung der Wirkungen des EEG. Leipzig.

de Witte, T. (2012): Entwicklung eines betriebswirtschaftlichen Ansatzes zur Ex-ante-Analyse von Agrarstrukturwirkungen der Biogasförderung – angewendet am Beispiel des EEG 2009 in Niedersachsen. Braunschweig. = Landbauforschung Sonderheft 366.

Dierschke, H.; Briemle, D. (2002): Kulturgrasland. Wiesen, Weiden und verwandte Staudenfluren. Stuttgart.

Drösler, M.; Adelmann, W.; Augustin, J.; Bergman, L.; Beyer, C.; Chojnicki, B.; Förster, C.; Freibauer, A.; Giebels, M.; Görlitz, S.; Höper, H.; Kantelhardt, J.; Liebersbach, H.; Hahn-Schöfl, M.; Minke, M.; Petschow, U.; Pfadenhauer, J.; Schaller, L.; Schägner, P.; Sommer, M.; Thuille, A.; Wehrhan, M. (2013): Klimaschutz durch Moorschutz. Schlussbericht des Vorhabens „Klimaschutz-Moornutzungsstrategien“ 2006–2010. Freising. http://edok01.tib.uni-hannover.de/edoks/e01fb13/735500762.pdf (10.12.2013).

DVL – Deutscher Verband für Landschaftspflege; NABU (Naturschutzbund) (2007): Bioenergie? – Aber natürlich! Nachwachsende Rohstoffe aus Sicht des Umwelt- und Naturschutzes. Ansbach/Berlin. = Landschaft als Lebensraum 12.

EEA – European Environment Agency (2007): Estimating the environmentally compatible bioenergy potential from agriculture. Kopenhagen. = EEA Technical Report 12/2007.

Emmann, C. H.; Theuvsen, L. (2012): Einfluss der Biogasproduktion auf den regionalen Pachtmarkt. In: Berichte über Landwirtschaft 90 (1), 84–113.

Europäische Kommission (2009): Verordnung (EG) Nr. 1122/2009 der Kommission mit Durchführungsbestimmungen zur Verordnung (EG) Nr. 73/2009 des Rates hinsichtlich der Einhaltung anderweitiger Verpflichtungen, der Modulation und des Integrierten Verwaltungs- und Kontrollsystems im Rahmen der Stützungsregelungen für Inhaber landwirtschaftlicher Betriebe gemäß der genannten Verordnung und mit Durchführungsbestimmungen zur Verordnung (EG) Nr. 1234/2007 hinsichtlich der Einhaltung anderweitiger Verpflichtungen im Rahmen der Stützungsregelungen für den Weinsektor. Brüssel.

Europäischer Rat (2009): Verordnung (EG) Nr. 73/2009 des Rates vom 19. Januar 2009 mit gemeinsamen Regeln für Direktzahlungen im Rahmen der gemeinsamen Agrarpolitik und mit bestimmten Stützungsregelungen für Inhaber landwirtschaftlicher Betriebe und zur Änderung der Verordnungen (EG) Nr. 1290/2005, (EG) Nr. 247/2006, (EG) Nr. 378/2007 sowie zur Aufhebung der Verordnung (EG) Nr. 1782/2003. Brüssel.

Freibauer, A.; Drösler, M.; Gensior, A.; Schulze, E.-D. (2009): Das Potenzial von Wäldern und Mooren für den Klimaschutz in Deutschland und auf globaler Ebene. In: Natur und Landschaft 84 (1), 20–25.

Gawel, E.; Ludwig, G. (2011): Indirekte Landnutzungsänderungen durch Energiepflanzenanbau – Erfassungsmethoden und ihre Bewertung. In: Naturschutz und Landschaftsplanung 43 (8), 237–243.

Gocht, A.; Röder, N. (2011): Salvage the treasure of geographic information in farm census data. Vortrag im Rahmen des EAAE 2011 Congress “Change and Uncertainty, Challenges for Agriculture, Food and Natural Resources”, 30.08.2011–02.09.2011. Zürich. http://ideas.repec.org/p/ags/eaae11/114824.html (11.12.2013).

Greiff, K. B.; Weber-Blaschke, G.; Faulstich, M.; von Haaren, C. (2010): Förderung eines umweltschonenden Energiepflanzenanbaus. Vorschlag für eine raum- und energiepflanzendifferenzierte Prämie. In: Naturschutz und Landschaftsplanung 42 (4), 101–106.

Habermann, H.; Breustedt, G. (2011): Einfluss der Biogaserzeugung auf landwirtschaftliche Pachtpreise in Deutschland. In: German Journal of Agricultural Economics 60 (2), 85–100.

Hübner, R. (2010): Auswirkungen nachwachsender Rohstoffe zur Energieerzeugung auf Natur und Landschaft in Bayern – unter Berücksichtigung wasserwirtschaftlicher Aspekte. Freising. http://wdl.wzw.tum.de/forschung/publikationen/download/huebner2010_endbericht_nawaro_2010.pdf (10.12.2013).

INSPIRE (2007): Richtlinie 2007/2/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 14. März 2007 zur Schaffung einer Geodateninfrastruktur in der Europäischen Gemeinschaft (INSPIRE). Brüssel.

InVeKoSV (2004): Verordnung über die Durchführung von Stützungsregelungen und des Integrierten Verwaltungs- und Kontrollsystems vom 3. Dezember 2004, die zuletzt durch Artikel 2 der Verordnung vom 15. Dezember 2011 geändert worden ist.

IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change (2000): Land Use, Land-Use Change, and Forestry. Cambridge.

Johnston, A. E.; Poulton, P. R.; Coleman, K. (2009): Soil organic matter: Its importance in sustainable agricultural and carbon dioxide fluxes. In: Sparks, D. L. (Hrsg.): Advances in Agronomy. New York, 1–57.

JRC – Joint Research Centre (2012): Orthoimage technical specifications for the purpose of LPIS. http://marswiki.jrc.ec.europa.eu/wikicap/index.php/Orthoimage_technical_specifications_for_the_purpose_of_LPIS (10.12.2013).

Kosfeld, R.; Gückelhorn, F. (2012): Ökonomische Effekte erneuerbarer Energien auf regionaler Ebene. In: Raumforschung und Raumordnung 70 (5), 437–449.

Kretschmer, B.; Bowyer, C.; Buckwell, A. (2012): EU Biofuel Use and Agricultural Commodity Prices: A Review of the Evidence Base. London.

Laggner, B.; Orthen, N. (2013): A new GIS toolbox for integrating massive heterogeneous GIS data for land use analysis. http://elogeo.nottingham.ac.uk/xmlui/bitstream/handle/url/195/FOSS4G13_LaggnerOrthen_GIS_LandUseAnalysis.pdf?sequence=1 (12.12.2013).

Lal, R. (2008): Carbon sequestration. In: Philosophical Transactions of the Royal Society B 363 (1492), 815–830.

LfU – Bayerisches Landesamt für Umwelt (2013a): Biotopflächen und Sachdaten. http://www.lfu.bayern.de/natur/biotopkartierung_daten/daten_download/index.htm (12.12.2013).

LfU – Bayerisches Landesamt für Umwelt (2013b): Natura 2000 in Bayern. Abgrenzungen. http://www.lfu.bayern.de/natur/natura2000_abgrenzungen/index.htm (12.12.2013).

Lösel, G. (2005): Informationsgüte kleinmaßstäbiger Bodenkarten. Probleme und Entwicklungsmöglichkeiten. Dissertation an der Universität Hannover.

LUBW – Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (2013): Daten- und Kartendienst, Geodatenserver. http://www.lubw.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/41531/ (31.01.2014).

Meyer, S.; Schmidhuber, J.; Barreiro-Hurlé, J. (2012): Intra-industry trade in biofuels: how environmental legislation fuels resource use and GHG emissions. Rom. = ESA Working Paper 12–08.

ML – Niedersächsisches Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft, Verbraucherschutz und Landesentwicklung; MU – Niedersächsisches Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz (2012): Biogas in Niedersachsen. Entwicklung, Stand und Perspektiven. Hannover.

MUGV – Ministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz des Landes Brandenburg (2013): Geoinformationen. http://www.mugv.brandenburg.de/cms/detail.php/bb1.c.280662.de (12.12.2013).

Nitsch, H.; Osterburg, B.; von Buttlar, C.; von Buttlar, H.-B. (2008): Aspekte des Gewässerschutzes und der Gewässernutzung beim Anbau von Energiepflanzen. Ergebnisse eines Forschungsvorhabens im Auftrag des Umweltbundesamtes. Braunschweig. = Arbeitsberichte aus der vTI-Agrarökonomie 03/2008.

Openshaw, S.; Taylor, P.J. (1979): A million or so correlation coefficients: Three experiments on the modifiable areal unit problem. In: Wrigley, N. (Hrsg.): Statistical applications in the spatial sciences. London, 127–144.

Osterburg, B. (2010): Wirkungen von Biogasanlagen auf die Flächennutzung in Niedersachsen – eine Analyse von Daten des Integrierten Verwaltungs- und Kontrollsystems (InVeKoS ). Projektbericht. Braunschweig.

Osterburg, B.; Nitsch, H.; Laggner, B.; Roggendorf, W. (2009): Auswertung von Daten des Integrierten Verwaltungs- und Kontrollsystems zur Abschätzung von Wirkungen der EU-Agrarreform auf Umwelt und Landschaft. Braunschweig. = Arbeitsberichte aus der vTI-Agrarökonomie 07/2009.

Poeplau, C.; Don, A.; Vesterdal, L.; Leifeld, J.; van Wesemael, B.; Schumacher, J.; Genisor, A. (2011): Temporal dynamics of soil organic carbon after land-use change in the temperate zone – carbon response functions as a model approach. In: Global Change Biology 17 (7), 2415–2427.

Pölking, A.; Stiepel, B.; Premke-Kraus, M.; Will, J.; Lüdtke, S.; Oppermann, R.; Baumann, A. (2006): Bioenergie und Biogasförderung nach dem neuen EEG und ihre Auswirkungen auf Natur und Landschaft. Wolfenbüttel.

Röder, N.; Gocht A. (2013): Recovering localised information on agricultural structures while observing data confidentiality regulations – the potential of different data aggregation and segregation techniques. In: Journal of Land Use Science 8 (1), 31–46.

Roskam, A. (2007): Bioenergie und Grundwasserschutz. Nutzungskonflikte und Zusammenarbeit in Ostfriesland – Praktische Beispiele. Energieeffizienz im Vergleich. Vortrag bei der Fachtagung der Alfred Toepfer Akademie für Naturschutz am 31. Mai 2007 im Camp Reinsehlen.

Rothe, A.; Osterburg, B.; de Witte, T.; Zimmer, Y. (2010): Endbericht: Modellgestützte Folgenabschätzungen für den Anbau nachwachsender Rohstoffe in Deutschland. Braunschweig. http://literatur.vti.bund.de/digbib_extern/dn047291.pdf (12.12.2013).

Schramek, J.; Osterburg, B.; Kasperczyk, N.; Nitsch, H.; Wolff, A.; Weis, M.; Hülemeyer, K. (2012): Vorschläge zur Ausgestaltung von Instrumenten für einen effektiven Schutz von Dauergrünland. Bonn. http://www.bfn.de/fileadmin/MDB/documents/service/Skript_323.pdf (10.12.2013).

Searchinger, T.; Heimlich, R.; Houghton, R.; Dong, F.; Elobeid, A.; Fabiosa, J.; Tokgoz, S.; Hayes, D.; Yu, T.-H. (2008): Use of U.S. Croplands for Biofuels Increases Greenhouse Gases through Emissions from Land-Use Change. In: Science 319 (5867), 1238–1240.

Starick, A.; Klöckner, K.; Möller, I.; Gaasch, N.; Müller, K. (2001): Entscheidungshilfen für eine nachhaltige räumliche Entwicklung der Bioenergiebereitstellung – Methoden und ihre instrumentelle Anwendung. In: Raumforschung und Raumordnung 69 (6), 367–382.

Statistisches Bundesamt (2013): Flächenerhebung nach Art der tatsächlichen Nutzung 1992–2013. Wiesbaden.

Stoate, C.; Baldi, A.; Beja, P.; Boatman, N. D.; Herzon, I.; van Doorn, A.; de Snoo, G. R.; Rakosy, L.; Ramwell, C. (2009): Ecological impacts of early 21st century agricultural change in Europe – A review. In: Journal of Environmental Management 91 (1), 22–46.

WBGU – Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen (2009): Welt im Wandel – Zukunftsfähige Biomasse und nachhaltige Landnutzung. Berlin.

Zhang, J.; Goodchild, M. F. (2003): Uncertainty in geographical information. London.

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Published

2014-06-30

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Research Article

How to Cite

1.
Laggner B, Orthen N, Osterburg B, Röder N. Is the Increasing Bio-methane Production the Sole Reason for the Declining Grassland Area in Germany? An Analysis of Geo-referenced Land Use Data. RuR [Internet]. 2014 Jun. 30 [cited 2024 May 4];72(3):195–209. Available from: https://rur.oekom.de/index.php/rur/article/view/627