Im Rahmen der Gemeinsamen Agrarpolitik der Europäischen Union wurden Agrarumweltprogramme (AES) entwickelt, um die durch die Landwirtschaft verursachte Zerstörung der natürlichen Umwelt zu bekämpfen. Um die ökologische Wirksamkeit der Systeme zu verbessern, wird ein kollektiver Ansatz empfohlen, der sich auf eine Landschaft statt auf eine einzelne Betriebsebene konzentriert. Dieser Ansatz wird in ganz Europa selten angewendet, außer in den Niederlanden, wo seit 2016 alle AES gemeinsam realisiert werden müssen. Da die Teilnahme an den Programmen freiwillig ist, ist es von entscheidender Bedeutung, die Motivation der Landwirte zu verstehen, sich anzuschließen, da die Annahme und Umsetzung von Maßnahmen eine Voraussetzung für die Erreichung ist irgendwelche Effekte. Ziel dieser Studie ist es daher, die Motivation niederländischer Landwirte zur Teilnahme an kollektiven AES zu untersuchen und die wichtigsten Vor- und Nachteile des Programms herauszufinden, die von den Landwirten wahrgenommen werden. Eine Q-Studie mit 15 Landwirten aus sechs Provinzen zeigt drei vorherrschende Motivationsansichten: eine kollektivorientierte, eine wirtschaftsorientierte und eine umweltorientierte Perspektive. Alle Bauern eint ihre Zuneigung und Sorge für die Natur, die von unterschiedlichem Problembewusstsein und Kollektivzugehörigkeit begleitet wird. Finanzieller Ausgleich wird von allen als wichtig erachtet, jedoch eher als notwendiges Mittel, um notwendige Änderungen in der landwirtschaftlichen Praxis zu ermöglichen, denn als zusätzliche Einnahmequelle. Während die niederländischen Regelungen noch weiter verbessert werden können, um mehr Flexibilität, eine bessere Integration des Wissens der Landwirte und eine bessere Kommunikation zu ermöglichen, weisen alle Landwirte viele Vorbehalte im Zusammenhang mit kollektiven Maßnahmen zurück, was darauf hindeutet, dass der niederländische Ansatz über die nationalen Grenzen hinaus gefördert werden könnte. / Within the European Union’s Common Agricultural Policy, agri-environment schemes (AES) have been designed to address the degradation of the natural environment caused by agriculture. To improve the schemes’ ecological effectiveness, a collective approach focusing on a landscape instead of a single farm level is recommended. This approach is rarely applied across Europe except for the Netherlands, where all AES have to be realised collectively since 2016. As participation in the schemes is voluntary, understanding farmers’ motivation to join is crucial since the uptake and implementation of measures is prerequisite for achieving any effects. Hence, the aim of this study is to explore Dutch farmers’ motivation to participate in collective AES and to find out about the scheme’s main advantages and disadvantages perceived by the farmers. A Q study with 15 farmers from six provinces shows three dominant motivational views: a collective-oriented, a business-oriented and an environment-oriented perspective. All farmers unites their affection and care for nature, which is accompanied by different levels of problem awareness and affiliation to the collective. Financial compensation is deemed important by all, yet rather as necessary mean to enable required changes in farming practices than as additional source of revenue. While the Dutch schemes can still be further improved to allow for more flexibility, a better integration of the farmers’ knowledge and enhanced communication, all farmers dismiss many caveats related to collective action, indicating a potential to promote the Dutch approach beyond national borders.

Die Landwirtschaft liefert einen Großteil der Nahrungsmittel und Rohstoffe für den menschlichen Verbrauch und wird aufgrund globaler Dynamiken des Bevölkerungswachstums, Änderungen der Ernährungszusammensetzung und Auswirkungen des Klimawandels herausgefordert. Gleichzeitig hat die intensive landwirtschaftliche Produktion oft erhebliche Auswirkungen auf die Leistungen und Funktionen von Ökosystemen. Agrarökosystemmodelle können verwendet werden, um Auswirkungen der Landwirtschaft über verschiedene zeitliche und räumliche Skalen zu quantifizieren. Globale Bewertungen werden jedoch durch die begrenzte Verfügbarkeit von Daten einzelner agronomischer Maßnahmen und dem Wissen über die damit verbundenen biophysikalischen und biogeochemischen Prozesse erschwert. Ziel dieser Doktorarbeit ist es, das Verständnis über Anforderungen an Daten von landwirtschaftlichen Produktionssystemen und deren Anwendungsmethoden in globalen Modellierungsstudien zu erweitern. Darüber hinaus zielt diese Doktorarbeit darauf ab die Arten, räumliche Ausdehnung, Umweltwirkung und Potenziale von unterschiedlichen Bewirtschaftungsmethoden auf globalem Ackerland abzuschätzen. Die Ergebnisse der ersten Studie zeigen, inwiefern die Aggregation von rasterzellenbasiert simulierten Ernteerträgen zu national und globalen Durchschnittserträgen mit vier unterschiedlichen Datenprodukten zu Unsicherheiten von ~10 % führen kann. Der zweite Forschungsartikel präsentiert eine Klassifikation von sechs Bodenbearbeitungssystemen, deren Kartierung und ermittelten Merkmale zur Parametrisierung in globalen Agrarökosystemmodell verwendet werden können. Zuletzt werden mit Hilfe des globalem Modells LPJml5.0- tillage-cc die biophysikalischen Auswirkungen von Zwischenfruchtanbau im Vergleich zu Schwarzbrache auf die Kohlenstoff-, Stickstoff- und Wasserdynamiken abgeschätzt. Die Ergebnisse der Thesis zeigen Potenziale von und Trade-offs zwischen ackerbaulichen Bewirtschaftungsmethoden und deren globaler Modellierung auf. / Agricultural production provides a major share of food, feed, fiber, and fuel for anthropogenic usage, and is challenged by projected increasing demand due to dynamics of population growth, changes in dietary compositions, and climate change impacts. At the same time, intensive agricultural production practices have environmental externalities, which negatively affect ecosystems’ services and functions. Agroecosystem models can be used to quantify impacts of cropland use across various temporal and spatial scales, but global assessments are hampered by the limited availability of land management data and of knowledge regarding associated biophysical and biogeochemical processes and functions. The objective of the thesis is to increase the understanding of agricultural management data requirements and implications for their usages in global modeling studies. Further, the thesis aims to identify types, spatial distribution, as well as to estimate impacts, and potentials of cropland management practices to support sustainable development. In the first study, it was assessed in which way the application of different harvested crop area datasets for the national and global aggregation of modeled crop yield outputs from the grid cell to country and global scale, induces average uncertainty of ~10 % to the results. The second study presents a global classification of six soil management systems whereas the derived mapping and characteristics can be used for parameterization across a range of intensity levels in global land use modeling studies. In the third study different cropland management practices were assessed using LPJml5.0-tillage-cc, with a modified code for the representation of cover crops growing as grass on cropland between two consecutive main crop growing seasons. The thesis’ findings reveal potential and trade-offs of land management practices and their impact assessment using global agroecosystem models.