Die Nachfrage nach Holz wird im Zeitraum der nächsten 15 Jahre bis 2030 sowohl in der EU als auch global zunehmen. Bedarfsabschätzungen zeigen Nachfrageüberhänge in der EU von jährlich 300 Mio. m³, eine Prognose spricht sogar von Holzfehlmengen von 430 Mio. m³. Der Anstieg der Weltbevölkerung bei wachsender Wirtschaft wird den Holzbedarf erhöhen, auch wenn derzeit weltweit in etwa ein Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage besteht. Die Nachfrage nach Holz unterliegt vielen Treibern. Die Langfrist-Prognosen bis zum Jahre 2030 sagen vor allem bei der energetischen Holznutzung eine permanente, über den Verbrauch von Holz zur stofflichen Nutzung liegende, hohe Nachfragesteigerung voraus. Der Trend der Bioökonomie mit der sukzessiven Reduktion des Anteils der fossilen Energieträger beim Primärenergieverbrauch zur Reduktion der Emissionen von Treibhausgasen wurde durch das Paris-Abkommen, das 2015 durch die internationale Gemeinschaft mit dem Ziel des Klimaschutzes verabschiedet wurde, noch verstärkt. Auch die Tendenz zur dezentralen Energieversorgung vor allem in den Kommunen, die besonders die Nachfrage nach Energieholz und schwachen Sortimenten wachsen lässt, das Bestreben zur Verringerung von nationalen Abhängigkeiten zu Russland als Lieferant bei Erdgas und Erdöl haben auf eine steigende zukünftige Nachfrage ebenso einen bedeutenden Einfluss wie die Substitution des Rohstoffes Erdöl durch Holz bei der Herstellung von Chemikalien und Treibstoffen. In den Wäldern der Mitgliedstaaten sind nach Einschätzung der EU größere stehende Holzvorräte vorhanden, die mobilisiert werden müssten, um das Ziel der EU, 20 % der Primärenergie aus erneuerbaren Energien bis zum Jahre 2020, zu erreichen. Die Produktion und die Nutzung von Holz im Rahmen einer nachhaltigen Forstwirtschaft hat über den gesamten Lebenszyklus eine ausgeglichene CO2 Bilanz. Durch die erhöhte Nutzung von Holz im Energiemix vermindert sich die CO2 Belastung der Atmosphäre. Wald-Inventuren, wie z.B. die in Deutschland vorliegenden Ergebnisse der 3. Bundeswaldinventur, bestätigen die Einschätzung der EU über die bestehenden Ressourcen. Die Verwendbarkeit dieser Ressourcen wird allerdings in zunehmendem Maße durch die Herausnahme von Wäldern aus der Produktion aus ökologischen oder sozioökonomischen Gründen beeinträchtigt. Unternehmer, deren Geschäftsmodell die Produktion von Holz auf landwirtschaftlichen Flächen ist, evaluieren mögliche Standorte zur Produktion von Holz im Kurzumtrieb nach der politisch-rechtlichen Sicherheit, nach der Verfügbarkeit von Ressourcen und den Faktorpreisen. Günstige Voraussetzungen für die Anlage von Baumplantagen für die Produktion von Holz bestehen im Baltikum. In den drei Staaten sind die wesentlichen Parameter für den Holzanbau in Plantagen auf landwirtschaftlichen Flächen gegeben: Gesichertes Rechtssystem mit dem Schutz des Eigentums, barrierefreier Zugang zu den Märkten innerhalb der EU, keine Währungsrisiken, günstige klimatischen Bedingungen mit ausreichend Niederschlag und freie Ressourcen bei Arbeit und Boden. Die EU-rechtliche Klassifizierung einer KUP als landwirtschaftliche Tätigkeit auf landwirtschaftlicher Fläche und als landwirtschaftliche Dauerkultur eröffnet die grundsätzliche Möglichkeit der Teilnahme der Kurzumtriebswirtschaft an den EU-Förderprogrammen der Direktförderung, der 1. Säule, und der Förderung der Entwicklung des ländlichen Raumes, der 2. Säule. KUP ist in das Ziele-Cluster Europa 2020/GAP 2020 der EU einbezogen. Für die KUP-Bauern sind auf nationaler Ebene die in das jeweilige Recht der baltischen Staaten transformierten EU Bestimmungen und die jeweils dazu gehörende Verwaltungsauffassung maßgebend. Der Umweltleistung der Dauerkultur „Niederwald im Kurzumtrieb“ wurde in den rechtlichen Bestimmungen der EU grundsätzlich Rechnung getragen. KUP sind von der Greening-Verpflichtung befreit. Es überrascht allerdings, dass KUP als „gleichwertige Methode zur Flächennutzung im Umweltinteresse“ bei der Anrechnung auf eine ökologischen Vorrangfläche nur mit Faktor 0,3, hingegen die Agroforstsysteme mit Faktor 1,0 Berücksichtigung fanden. Der KUP-Landwirt kann nur, wenn er Abweichungen beim Verwaltungshandeln zu den übergeordneten nationalen Gesetzen oder EU-Regeln zu seinem Nachteil erkennt, sein Recht im Widerspruchsverfahren suchen. Sowohl bei der Direktförderung wie auch bei der Strukturförderung wurden in allen drei baltischen Staaten Verwaltungsauffassungen identifiziert, die KUP im Vergleich zur Förderung der herkömmlichen Landwirtschaft mit annuellen Feldfrüchten benachteiligen oder weitgehend von der Förderung ausschließen. Im Bereich der Direktförderung gilt dies im besonderen Maße bei meliorierten Flächen. Die Detailanalyse zeigt, dass die Etablierung von KUP auf solchen Böden entweder, wie in Lettland, zur Versagung der Direktförderung führt, oder, wie in Estland und Litauen mit Auflagen verbunden ist, die die Bereitschaft der Landwirte für die Anlage einer KUP stark hemmen. Bedeutend ist dies vor dem Hintergrund, dass in Estland rund 54 %., in Lettland rund 62 % und in Litauen rund 78 % der landwirtschaftlich nutzbaren Flächen mit Drainagen versehen sind. Im Bereich der Förderung nach der 2. Säule, insbesondere die Gewährung von Zuschüssen bei Auf- und Ausbau der Hofstelle sowie beim Ankauf von Maschinen und anderen Ausrüstungen, ist der KUP-Landwirt von der Förderung ausgeschlossen. Die Festlegung der Rotationszeiten verursacht ein weiteres Hemmnis. Die Produktion von Holz in KUP wird dadurch in den baltischen Staaten in Richtung bestimmter Holzsortimente, nämlich hauptsächlich Energieholz und schwache Sortimente, gelenkt. Die Bestimmungen legen in der Regel fünf Jahre als Umtriebszeit fest. Versuche, diese restriktiven Vorgaben aufzuweichen, waren bisher erfolglos. Zusätzliche Lenkungsimpulse in Richtung bestimmter anderer, stärkerer Holzsortimente gehen auch durch die Förderung der Aufforstung im Rahmen der Strukturförderung aus. Auf den baltischen Faktormärkten stehen für die Holzproduktion auf landwirtschaftlichen Flächen im Kurzumtrieb Boden und Arbeitskräfte zu günstigen Preisen in ausreichendem Umfang zur Verfügung. Restriktionen beim Bodenerwerb in den ab dem Jahre 2014 geltenden nationalstaatlichen Bodenverkehrsrechtssystemen können für die Neu-Etablierung eines KUP-Betriebes hinderlich sein. Zu den realen Holzerträgen liegen für die baltischen Staaten noch keine Ernteergebnisse aus KUP auf größeren Flächen vor. Abschätzungen der Erntemengen waren deshalb anhand von Vergleichszahlen für KUP in klimatisch ähnlichen Regionen, anhand von Wuchsleistungen gängiger Klone und unter Einbeziehungen von Messungen auf Versuchsplantagen in Estland, Lettland und Litauen vorzunehmen. Die so taxierten realen Holzerträge liegen bei einem Durchschnitt von 10,00 tatro ha-1 a-1. Das Niveau der Marktpreise für das im Kurzumtrieb produzierte Hauptsortiment Hackschnitzel deutet auf einen aufnahmebereiten Markt mit für die Wirtschaftlichkeit der Produktion ausreichenden Preisen hin. Vergleiche mit längeren Zeitreihen, bei denen aktuelle Preisschwankungen geglättet sind, für Estland zwischen 2003 bis 2013, für Lettland zwischen 2009 bis 2014 und für Litauen zwischen 2008 bis 2014, bestätigen diese Aussage. Durch die Ermittlung der Annuitäten wird die Wirtschaftlichkeit einer KUP am Beispiel eines Betriebes in Lettland untersucht. Auf der Aufwandsseite konnten tatsächliche Kosten-Größen für eine Fläche von 100 ha in die Berechnungen einbezogen werden. Damit steht für eine Wirtschaftlichkeitsberechnung eine Datenbasis zu den Kosten zur Verfügung, die nicht ausschließlich für kleine Versuchsflächen in Estland, Lettland und Litauen erhoben wurde. Auf der Marktseite kann auf aktuelle Marktpreise für Hackschnitzel, bestätigt durch langfristige Zeitreihen, zurückgegriffen werden. In dieser, mit realen Zahlen fundierten Berechnung sind die Zahlungsströme dargestellt. Nicht in diese Kalkulation wurden wegen der Unsicherheit eines positiven Bescheides durch den LAD die Fördergelder einbezogen. Die Berechnungen zeigen positive Annuitäten, dem Indikator für den profitablen Betrieb einer KUP. Eine Sensitivitätsanalyse mit Veränderungen aller Kosten- und Ertragsfaktoren um jeweils 10 % bestätigt die Ertragsstabilität. Schließlich wird durch den Vergleich des Ergebnisses der Annuitätenberechnung mit einem landwirtschaftlichen Betrieb, der als Hauptkultur Weizen produziert, aufgezeigt, dass die Produktion von Holz auf landwirtschaftlichen Flächen mittels KUP die wirtschaftlich sinnvollere Alternative ist. Als agrarpolitischer Ausblick für die EU lässt sich aus der Gesamtanalyse resümieren, dass eine „Arbeitsteilung“, Feldfrüchte in den Mitgliedsländern zu erzeugen, in denen die Produktionsbedingungen aufgrund von klimatischen Aspekten und Standortparametern optimal sind, nicht gefördert, sondern eher gebremst wird. Wenn die Betriebsergebnisse aus der Produktion von Holz in KUP weiter zunehmen, wird der Markt durch die Aussicht auf höhere monetäre Erträge die Strukturanpassung, auch gegen die restriktive nationale Auslegung der EU-Förderrichtlinien in Estland, Lettland und Litauen bewirken.:Danksagung I Inhaltsverzeichnis III Abbildungsverzeichnis VII Tabellenverzeichnis VIII Abkürzungsverzeichnis XII 1 Einleitung 1 1.1 Diskrepanz bei der Abschätzung der zukünftigen Holznachfrage und der tatsächlichen Entwicklung 1 1.2 Tendenzen bei der Nachfrage und dem Angebot von Holz in der Europäischen Union 4 1.3 Positive Voraussetzungen für die Produktion von Holz in Estland, Lettland und Litauen 7 2 Zielstellung der Arbeit 11 3 Vorgehensweise 14 4 Stand des Wissens 17 4.1 Europarechtliche Bestimmungen für die Holzproduktion auf landwirtschaftlichen Flächen 17 4.1.1 Begriffsabgrenzungen 18 4.1.1.1 Abgrenzungen des Begriffs der Kurzumtriebsplantage von Wald 18 4.1.1.2 Waldbegriff der Europäischen Union 19 4.1.2 Kurzumtriebswirtschaft als landwirtschaftliche Tätigkeit 19 4.1.2.1 Erlaubte Baumarten für den Kurzumtrieb in der Europäischen Union 20 4.1.2.2 Agroforstsysteme im Vergleich zu Kurzumtriebsplantagen in der Terminologie der Europäischen Union 20 4.1.3 Gemeinsame Agrarpolitik 2020 21 4.1.3.1 Organe der Gemeinsamen Agrarpolitik auf Ebene der Europäischen Union und der Verwaltungsunterbau in den Mitgliedstaaten 21 4.1.3.2 Ziele der Gemeinsamen Agrarpolitik 2020 im Rahmen des Zielsystems Europa 2020 24 4.1.3.3 Instrumentarien der Gemeinsamen Agrarpolitik 2020 26 4.1.3.4 Finanzmittel zur Agrarstrukturförderung im Rahmen der Gemeinsamen Agrarpolitik 2020 36 4.2 Kurzumtriebsplantagen auf landwirtschaftlichen Flächen in Estland, Lettland und Litauen 37 4.2.1 Derzeitiger Bestand und Betrieb von Kurzumtriebsplantagen in Estland, Lettland und Litauen 37 4.2.2 Entwicklung der Plantagenflächen zur Produktion von Holz im Kurzumtrieb in Estland, Lettland und Litauen bis 2014 40 4.2.2.1 Estland 40 4.2.2.2 Lettland 41 4.2.2.3 Litauen 41 5 Analyse der rechtlichen Rahmenbedingungen in Estland, Lettland und Litauen zur Holzproduktion in Kurzumtriebsplantagen 43 5.1 Begriffs-Präzisierungen als Ausdruck der nationalen Verständnisse der Vorschriften der Europäischen Union 43 5.1.1 Waldbegriff in Estland, Lettland und Litauen 43 5.1.1.1 Waldbegriff in Estland 43 5.1.1.2 Waldbegriff in Lettland mit der Besonderheit der Forstplantage nach dem lettischen Waldgesetz 44 5.1.1.3 Waldbegriff in Litauen 50 5.1.2 Umtriebszeiten bei Kurzumtriebsplantagen in Estland, Lettland und Litauen 51 5.1.3 Zugelassene Baumarten für Kurzumtriebsplantagen in Estland, Lettland und Litauen 52 5.1.4 Unbestimmte Rechtsbegriffe für Nachhaltigkeit in den Waldgesetzen von Estland, Lettland und Litauen 53 5.2 Umsetzung der Förderbestimmungen nach der Gemeinsamen Agrarpolitik 2020 in Estland, Lettland und Litauen 55 5.2.1 Direktförderung (Säule 1) in Estland, Lettland und Litauen 56 5.2.1.1 Ausgestaltungen der Voraussetzungen für die Direktförderung 57 5.2.1.2 Instrumentarien der Direktförderung 60 5.2.2 Strukturförderung (Säule 2) in Estland, Lettland und Litauen 69 6 Wirtschaftliche Rahmenbedingungen für die Produktion von Holz in Kurzumtriebsplantagen auf landwirtschaftlichen Flächen in Estland, Lettland und Litauen 74 6.1 Parameter zur Definition der Angebotsseite: Verfügbare Produktionsfaktoren 74 6.1.1 Verfügbarkeit der Ressource Arbeit 74 6.1.2 Verfügbarkeit der Ressource Boden 77 6.1.2.1 Eignung von Flächen in Estland, Lettland und Litauen zur Produktion von Holz in Kurzumtriebsplantagen 77 6.1.2.2 Möglichkeit des Bodenerwerbs 79 6.1.2.3 Maßnahmen zur Erhöhung des Flächenangebotes auf den Bodenmärkten in Estland, Lettland und Litauen 82 6.1.2.4 Entwicklung der Preise für landwirtschaftliche Flächen in Estland, Lettland und Litauen 84 6.1.3 Verfügbarkeit der Ressource Kapital 85 6.1.3.1 Infrastruktur als maßgebliche Größe des volkswirtschaftlichen Sozialkapitals 85 6.1.3.2 Betriebliches Privatkapital als Investitionsvoraussetzung 86 6.2 Marktsegment für in Kurzumtriebsplantagen erzeugtem Holz in Estland, Lettland und Litauen 87 6.2.1 Potenzialabschätzungen für die Holzmärkte in Estland, Lettland, Litauen und für die Europäische Union 87 6.2.2 Nachfrage nach Holz in der Zielplanung für die Energiebedarfsdeckung in Estland, Lettland und Litauen 91 6.2.2.1 Planerische Ansätze zur Energieversorgung in Estland 94 6.2.2.2 Planerische Ansätze zur Energieversorgung in Lettland 95 6.2.2.3 Planerische Ansätze zur Energieversorgung in Litauen 96 6.3 Business Case für ein reales Unternehmen in Lettland 97 6.3.1 Naturale und monetäre Erträge von Weidenplantagen 98 6.3.1.1 Mengenerträge in Kurzumtriebsplantagen 99 6.3.1.2 Preisniveaus auf dem Markt für Hackschnitzel in Lettland 104 6.3.1.3 Preisniveauvergleich für Litauen und Estland 107 6.3.2 Kosten der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 108 6.3.3 Ermittlung der Annuitäten als Entscheidungsgrundlage 113 6.3.4 Betrachtung von Veränderungen von Parametern anhand einer Sensitivitätsanalyse 118 6.3.5 Betrachtung des Ergebnisses der Business Case-Berechnung 120 7 Diskussion der Ergebnisse 126 7.1 Hypothese: Das Regelwerk und die darin enthaltenen Fördermaßnahmen der Gemeinsamen Agrarpolitik 2020/Europa 2020 begünstigen die Produktion von Holz in Kurzumtriebsplantagen in Estland, Lettland und Litauen. 126 7.2 Hypothese: Die nationalen Ausgestaltungen der Bestimmungen der EU favorisieren nicht die Anlage und Nutzung von Kurzumtriebsplantagen in Estland, Lettland und Litauen 135 7.3 Hypothese: Die Produktionsfaktoren Arbeit, Boden und Kapital stehen in Estland, Lettland und Litauen in ausreichendem Maße zur Verfügung. 143 7.4 Hypothese: Die Märkte für in Kurzumtriebsplantagen erzeugtem Holz sind zu Preisen aufnahmefähig, die einen rentablen Betrieb von Kurzumtriebsplantagen in Estland, Lettland und Litauen erlauben. 145 7.5 Hypothese: Die Holzproduktion auf Kurzumtriebsplantagen führt zu höheren monetären Erträgen als der Anbau von annuellen Feldfrüchten in Estland, Lettland und Litauen 149 8 Zusammenfassung 152 9 Abstract 157 10 Literaturverzeichnis 161 10.1 Quellennachweis nach Autoren 161 10.2 Rechtsquellen 194 10.2.1 Völkerrechtliche Verträge 194 10.2.2 Rechtsquellen der Europäischen Union 194 10.2.2.1 Grundlagen für die Europäische Union 194 10.2.2.2 Verordnungen der Europäischen Union in chronologisch-numerischer Reihenfolge 194 10.2.2.3 Richtlinien der Europäischen Union in chronologisch-numerischer Reihenfolge 197 10.2.2.4 Delegierte Verordnungen der Europäischen Union in chronologisch-numerischer Reihenfolge und Entscheidungen 197 10.2.3 Rechtsquellen der Bundesrepublik Deutschland 199 10.2.4 Rechtsquellen der Republik Estland 199 10.2.5 Rechtsquellen der Republik Lettland 200 10.2.6 Rechtsquellen der Republik Litauen 201 / The demand for timber will rise over the prognosis timeframe of the next 15 years until 2030. For Europe, demand forecast shows a deficit of supply of 300 mio. m³ per year; one study even states the amount at 430 mio. m³. The growth of the world population in combination with a growing economy will further increase the demand for wood, despite the current situation of equilibrium between demand and supply as shown by figures regarding the actual wood production. The demand is driven by many factors. Long-term prognoses to the year 2030 predict a permanent rise in demand for energetic use, which is above the rise of wood for material use. The bio economic trend, including the reduction of greenhouse gas emissions through the gradual reduction of fossil energy sources as a primary energy supply, has been reinforced through the Paris Agreement, adopted by the international community in 2015 with the aim of climate protection. Also other factors will strengthen future demand: the tendency towards decentralised energy production, especially within municipalities, which will particularly grow the demand for fuel wood and weak assortments; the tendency towards reducing dependence on Russia as a supplier of natural gas and oil; and the substitution of fossil energy sources for wood in the production of chemicals and fuel. The EU sees in the forests of its member states a large standing wood supply, which would need to be activated to reach the goal of substituting 20% of primary energy with renewable energy sources by 2020. Wood production and use has a neutral CO2 footprint throughout its lifecycle; if produced sustainably, it only emits as much CO2 as it had previously bound within itself through photosynthesis. Increasing the use of timber in the energy mix reduces the pollution of the atmosphere with CO2 Forest-inventories like the recently published 3rd German National Forest Inventory underline this assumption of the EU regarding the reserves. However, not all of the stock in the forests can be activated, as some forests are taken out of production due to ecological and socio-economic reasons. Entrepreneurs whose business model is determined by the production of wood on agricultural land evaluate possible locations for the production of wood in short rotation according the political and legal security, the availability of resources and the factor prices. The Baltic States offer favorable preconditions. All three states fulfill the major parameters for wood production on coppices on agricultural land: protection of the liberal order; secured legal system with the protection of property; barrier-free access to the markets within the EU; no currency risks; favorable climatic conditions with sufficient precipitation; and large amounts of resources in land and labor. The classification as agricultural activity on agricultural land and as an agricultural permanent crop makes SRC principally entitled to EU funding programs through direct support, the so-called 1st pillar, as well as though the funding of the agricultural structures, the so-called 2nd pillar. SRC are included in the goal cluster of Europe2020/CAP2020. For the SRC farmers on a national level, the applicable legislation derived from the EU-regulations and their administrative interpretations are crucial. The environmental performance of SRC was especially recognised, while excluding them from the Greening-Commitment. Surprisingly however, SRC is recognised with the factor 0.3 as a substitute for the compulsory creation of ecological compensation conservation areas, whereas argoforest systems with a lower soil regeneration period are recognised with the factor 1. The SRC agriculturist can request an appeal proceeding only if he feels there are discrepancies between the administrative acting and the superior national laws or EU rules. In comparison to the funding of traditional agriculture with annual crops, interpretations were identified in both pillars which discriminate against SRC by diminishing it or excluding it all together. In the direct funding sector this is especially applicable to meliorated land. A detailed analysis has shown that the establishment of SRC on such land leads to the complete denial of direct funding, like in Latvia, or subjection to strict conditions which hinder any SRC, like in Estonia and Lithuania. This is significant because in Estonia roughly 54%, in Latvia roughly 62% and in Lithuania roughly 78% of agricultural land has a drainage system. Within the 2nd pillar, the SRC farmer is excluded from support, especially in granting subsidies for building construction, acquisition of machines and other equipment. The definition of the rotation periods is causing another hurdle. The production of wood on SRC is steered towards certain market segments, mainly fuel wood and weak assortments, through the predefined rotation periods within the different Baltic States. These are generally set to five years. Efforts to soften this restrictive rule have so far been unsuccessful. Further stimulus guiding towards certain segments comes from the subsidies provided for reforestation by the structural funding. In the Baltic factor market, land and labour for wood production in SRC on agricultural land are available for reasonable prices and in sufficient quantities.Restrictions in purchasing land could arise from the “land-mobilisation” legal systems valid from 2014 for the new establishment of SRC. There are no authoritative figures available for the harvest yields on large scale SRC in the Baltic States. Estimations of the crop volume had to be made in comparison to regions with similar climatic conditions and the growth performance of common clones, taking into account measures from test facilities in Estonia, Latvia and Lithuania. Assessed like this, the average wood production lies at 10.00 tovd ha-1 a-1.. The price levels for the wood sales in the market segment of SRC wood is robust for the internal market, as is the export demand. This is confirmed by a time-series analysis in which price fluctuations are evened out, for Estonia between 2003 and 2013, for Latvia between 2009 and 2014 and for Lithuania between 2008 and 2014. By calculating the annuity, the profitability of a SRC is evaluated using the example of an enterprise in Latvia. On the expenses side, real cost-figures for an area of 100ha could be used for the calculation, thus providing a data base which does not derive from only small experimental areas in Estonia, Latvia and Lithuania. On the market side, actual current market prices, backed up with long-term data series regarding the price level of wood chips, could be resorted to. In this calculation based on real figures, the cash-flow was illustrated. Money from the 1st and 2nd pillar was not added into the calculation due to the uncertainty of a positive decision by the LAD. The calculations show a positive result, indicating that a profitable management of a KUP is possible. A sensitivity analysis in which all cost and dendromass production figures where changed by 10% shows the stability of the calculation. Finally, a comparison of the annuity results to the income of a large company which produces annual field crops in crop rotation shows that the production of wood on agricultural land with SRC is the more economically sound alternative. Considering the agricultural outlook for the EU, one can draw from the overall analysis that a “division of labor” in which field crops are produced in the member states in which the climate aspects and the soil parameters are optimal is not supported, but rather inhibited. When the profits from the production of wood on agricultural land rise further, the market will, driven by the higher return of investment, cause that structural adjustment, despite EU subsidies.:Danksagung I Inhaltsverzeichnis III Abbildungsverzeichnis VII Tabellenverzeichnis VIII Abkürzungsverzeichnis XII 1 Einleitung 1 1.1 Diskrepanz bei der Abschätzung der zukünftigen Holznachfrage und der tatsächlichen Entwicklung 1 1.2 Tendenzen bei der Nachfrage und dem Angebot von Holz in der Europäischen Union 4 1.3 Positive Voraussetzungen für die Produktion von Holz in Estland, Lettland und Litauen 7 2 Zielstellung der Arbeit 11 3 Vorgehensweise 14 4 Stand des Wissens 17 4.1 Europarechtliche Bestimmungen für die Holzproduktion auf landwirtschaftlichen Flächen 17 4.1.1 Begriffsabgrenzungen 18 4.1.1.1 Abgrenzungen des Begriffs der Kurzumtriebsplantage von Wald 18 4.1.1.2 Waldbegriff der Europäischen Union 19 4.1.2 Kurzumtriebswirtschaft als landwirtschaftliche Tätigkeit 19 4.1.2.1 Erlaubte Baumarten für den Kurzumtrieb in der Europäischen Union 20 4.1.2.2 Agroforstsysteme im Vergleich zu Kurzumtriebsplantagen in der Terminologie der Europäischen Union 20 4.1.3 Gemeinsame Agrarpolitik 2020 21 4.1.3.1 Organe der Gemeinsamen Agrarpolitik auf Ebene der Europäischen Union und der Verwaltungsunterbau in den Mitgliedstaaten 21 4.1.3.2 Ziele der Gemeinsamen Agrarpolitik 2020 im Rahmen des Zielsystems Europa 2020 24 4.1.3.3 Instrumentarien der Gemeinsamen Agrarpolitik 2020 26 4.1.3.4 Finanzmittel zur Agrarstrukturförderung im Rahmen der Gemeinsamen Agrarpolitik 2020 36 4.2 Kurzumtriebsplantagen auf landwirtschaftlichen Flächen in Estland, Lettland und Litauen 37 4.2.1 Derzeitiger Bestand und Betrieb von Kurzumtriebsplantagen in Estland, Lettland und Litauen 37 4.2.2 Entwicklung der Plantagenflächen zur Produktion von Holz im Kurzumtrieb in Estland, Lettland und Litauen bis 2014 40 4.2.2.1 Estland 40 4.2.2.2 Lettland 41 4.2.2.3 Litauen 41 5 Analyse der rechtlichen Rahmenbedingungen in Estland, Lettland und Litauen zur Holzproduktion in Kurzumtriebsplantagen 43 5.1 Begriffs-Präzisierungen als Ausdruck der nationalen Verständnisse der Vorschriften der Europäischen Union 43 5.1.1 Waldbegriff in Estland, Lettland und Litauen 43 5.1.1.1 Waldbegriff in Estland 43 5.1.1.2 Waldbegriff in Lettland mit der Besonderheit der Forstplantage nach dem lettischen Waldgesetz 44 5.1.1.3 Waldbegriff in Litauen 50 5.1.2 Umtriebszeiten bei Kurzumtriebsplantagen in Estland, Lettland und Litauen 51 5.1.3 Zugelassene Baumarten für Kurzumtriebsplantagen in Estland, Lettland und Litauen 52 5.1.4 Unbestimmte Rechtsbegriffe für Nachhaltigkeit in den Waldgesetzen von Estland, Lettland und Litauen 53 5.2 Umsetzung der Förderbestimmungen nach der Gemeinsamen Agrarpolitik 2020 in Estland, Lettland und Litauen 55 5.2.1 Direktförderung (Säule 1) in Estland, Lettland und Litauen 56 5.2.1.1 Ausgestaltungen der Voraussetzungen für die Direktförderung 57 5.2.1.2 Instrumentarien der Direktförderung 60 5.2.2 Strukturförderung (Säule 2) in Estland, Lettland und Litauen 69 6 Wirtschaftliche Rahmenbedingungen für die Produktion von Holz in Kurzumtriebsplantagen auf landwirtschaftlichen Flächen in Estland, Lettland und Litauen 74 6.1 Parameter zur Definition der Angebotsseite: Verfügbare Produktionsfaktoren 74 6.1.1 Verfügbarkeit der Ressource Arbeit 74 6.1.2 Verfügbarkeit der Ressource Boden 77 6.1.2.1 Eignung von Flächen in Estland, Lettland und Litauen zur Produktion von Holz in Kurzumtriebsplantagen 77 6.1.2.2 Möglichkeit des Bodenerwerbs 79 6.1.2.3 Maßnahmen zur Erhöhung des Flächenangebotes auf den Bodenmärkten in Estland, Lettland und Litauen 82 6.1.2.4 Entwicklung der Preise für landwirtschaftliche Flächen in Estland, Lettland und Litauen 84 6.1.3 Verfügbarkeit der Ressource Kapital 85 6.1.3.1 Infrastruktur als maßgebliche Größe des volkswirtschaftlichen Sozialkapitals 85 6.1.3.2 Betriebliches Privatkapital als Investitionsvoraussetzung 86 6.2 Marktsegment für in Kurzumtriebsplantagen erzeugtem Holz in Estland, Lettland und Litauen 87 6.2.1 Potenzialabschätzungen für die Holzmärkte in Estland, Lettland, Litauen und für die Europäische Union 87 6.2.2 Nachfrage nach Holz in der Zielplanung für die Energiebedarfsdeckung in Estland, Lettland und Litauen 91 6.2.2.1 Planerische Ansätze zur Energieversorgung in Estland 94 6.2.2.2 Planerische Ansätze zur Energieversorgung in Lettland 95 6.2.2.3 Planerische Ansätze zur Energieversorgung in Litauen 96 6.3 Business Case für ein reales Unternehmen in Lettland 97 6.3.1 Naturale und monetäre Erträge von Weidenplantagen 98 6.3.1.1 Mengenerträge in Kurzumtriebsplantagen 99 6.3.1.2 Preisniveaus auf dem Markt für Hackschnitzel in Lettland 104 6.3.1.3 Preisniveauvergleich für Litauen und Estland 107 6.3.2 Kosten der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen 108 6.3.3 Ermittlung der Annuitäten als Entscheidungsgrundlage 113 6.3.4 Betrachtung von Veränderungen von Parametern anhand einer Sensitivitätsanalyse 118 6.3.5 Betrachtung des Ergebnisses der Business Case-Berechnung 120 7 Diskussion der Ergebnisse 126 7.1 Hypothese: Das Regelwerk und die darin enthaltenen Fördermaßnahmen der Gemeinsamen Agrarpolitik 2020/Europa 2020 begünstigen die Produktion von Holz in Kurzumtriebsplantagen in Estland, Lettland und Litauen. 126 7.2 Hypothese: Die nationalen Ausgestaltungen der Bestimmungen der EU favorisieren nicht die Anlage und Nutzung von Kurzumtriebsplantagen in Estland, Lettland und Litauen 135 7.3 Hypothese: Die Produktionsfaktoren Arbeit, Boden und Kapital stehen in Estland, Lettland und Litauen in ausreichendem Maße zur Verfügung. 143 7.4 Hypothese: Die Märkte für in Kurzumtriebsplantagen erzeugtem Holz sind zu Preisen aufnahmefähig, die einen rentablen Betrieb von Kurzumtriebsplantagen in Estland, Lettland und Litauen erlauben. 145 7.5 Hypothese: Die Holzproduktion auf Kurzumtriebsplantagen führt zu höheren monetären Erträgen als der Anbau von annuellen Feldfrüchten in Estland, Lettland und Litauen 149 8 Zusammenfassung 152 9 Abstract 157 10 Literaturverzeichnis 161 10.1 Quellennachweis nach Autoren 161 10.2 Rechtsquellen 194 10.2.1 Völkerrechtliche Verträge 194 10.2.2 Rechtsquellen der Europäischen Union 194 10.2.2.1 Grundlagen für die Europäische Union 194 10.2.2.2 Verordnungen der Europäischen Union in chronologisch-numerischer Reihenfolge 194 10.2.2.3 Richtlinien der Europäischen Union in chronologisch-numerischer Reihenfolge 197 10.2.2.4 Delegierte Verordnungen der Europäischen Union in chronologisch-numerischer Reihenfolge und Entscheidungen 197 10.2.3 Rechtsquellen der Bundesrepublik Deutschland 199 10.2.4 Rechtsquellen der Republik Estland 199 10.2.5 Rechtsquellen der Republik Lettland 200 10.2.6 Rechtsquellen der Republik Litauen 201

Background: Pavlovian processes are thought to play an important role in the development, maintenance and relapse of alcohol dependence, possibly by influencing and usurping ongoing thought and behavior. The influence of pavlovian stimuli on ongoing behavior is paradigmatically measured by pavlovian-to-instrumental transfer (PIT) tasks. These involve multiple stages and are complex. Whether increased PIT is involved in human alcohol dependence is uncertain. We therefore aimed to establish and validate a modified PIT paradigm that would be robust, consistent and tolerated by healthy controls as well as by patients suffering from alcohol dependence, and to explore whether alcohol dependence is associated with enhanced PIT. Methods: Thirty-two recently detoxified alcohol-dependent patients and 32 age- and gender-matched healthy controls performed a PIT task with instrumental go/no-go approach behaviors. The task involved both pavlovian stimuli associated with monetary rewards and losses, and images of drinks. Results: Both patients and healthy controls showed a robust and temporally stable PIT effect. Strengths of PIT effects to drug-related and monetary conditioned stimuli were highly correlated. Patients more frequently showed a PIT effect, and the effect was stronger in response to aversively conditioned CSs (conditioned suppression), but there was no group difference in response to appetitive CSs. Conclusion: The implementation of PIT has favorably robust properties in chronic alcohol-dependent patients and in healthy controls. It shows internal consistency between monetary and drug-related cues. The findings support an association of alcohol dependence with an increased propensity towards PIT.

Background. By defining what is “normal,” appropriate, expected, and unacceptable, social norms shape human behavior. However, the individual-level mechanisms through which social norms impact population-level trends in health-relevant behaviors are not well understood. Aims. To test the ability of social norms mechanisms to predict changes in population-level drinking patterns. Method. An individual-level model was developed to simulate dynamic normative mechanisms and behavioral rules underlying drinking behavior over time. The model encompassed descriptive and injunctive drinking norms and their impact on frequency and quantity of alcohol use. A microsynthesis initialized in 1979 was used as a demographically representative synthetic U.S. population. Three experiments were performed in order to test the modelled normative mechanisms. Results. Overall, the experiments showed limited influence of normative interventions on population-level alcohol use. An increase in the desire to drink led to the most meaningful changes in the population’s drinking behavior. The findings of the experiments underline the importance of autonomy, that is, the degree to which an individual is susceptible to normative influence. Conclusion. The model was able to predict theoretically plausible changes in drinking patterns at the population level through the impact of social mechanisms. Future applications of the model could be used to plan norms interventions pertaining to alcohol use as well as other health behaviors.

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Die vorgelegte Arbeit stellt eine explorative Studie auf dem Feld der Inneren Sicherheit dar. Angelehnt an politikfeldanalytische Ansätze werden Akteure und Institutionen im Bereich der Inneren Sicherheit dargestellt und hinsichtlich ihrer Bedeutung im Rahmen der Terrorismusbekämpfung untersucht. Darüber hinaus wird erklärt, welche Faktoren für Veränderungen und Entwicklungen in der Bundesrepublik insbesondere vor dem Hintergrund der Ereignisse des 11. September 2001 verantwortlich sind. Leitend für die Analyse ist es, auf Basis der Beschreibung der Akteure und der aktuellen Gesetzeslage die Art und Richtung der Veränderungen in den letzten zehn Jahren zu untersuchen und zu erklären. Im Rahmen der vorgelegten Untersuchung werden darüber hinaus die politikpraktischen und grundrechtlichen Probleme diskutiert, die im Bereich der Inneren Sicherheit von Bedeutung sind. Zugleich werden aber auch politologische Erklärungen für das Entstehen (und Verabschieden) von Gesetzen im Politikfeld Innere Sicherheit gegeben. Im Bewusstsein, dass eine vollständige Bearbeitung des Politikfeldes Innere Sicherheit nicht in angemessenem Umfang geleistet werden kann, konzentriert sich die Arbeit nur auf ausgewählte Entwicklungen im Politikfeld Innere Sicherheit. Hierbei wurden nur die Entwicklungen und Veränderungen der so genannten Architektur der Inneren Sicherheit in Deutschland in den Blick genommen, bei denen ein argumentativer oder sachlicher Zusammenhang mit den Ereignissen des 11. September zu beweisen oder plausibel zu vermuten ist. Entwicklungen in europäischen Nachbarstaaten werden dagegen nicht untersucht. Die Auswahl der behandelten Maßnahmen erfolgt auch danach, inwieweit sie in den öffentlichen Debatten überhaupt eine Rolle gespielt haben und wie hoch die Auswirkungen von politischen Entscheidungen beispielsweise auf die Grundrechte der Bürger oder auf die Sicherheitsarchitektur waren (und sind). Die Anschläge des 11. September 2001 selbst werden jedoch nicht analysiert.

In a challenging and constantly changing world, students are required to develop advanced thinking skills such as critical systematic thinking, decision making and problem solving. This challenge requires developing critical thinking abilities which are essential in unfamiliar situations. A central component in current reforms in mathematics and science studies worldwide is the transition from the traditional dominant instruction which focuses on algorithmic cognitive skills towards higher order cognitive skills. The transition includes, a component of scientific inquiry, learning science from the student''s personal, environmental and social contexts and the integration of critical thinking. The planning and implementation of learning strategies that encourage first order thinking among students is not a simple task. In an attempt to put the importance of this transition in mathematical education to a test, we propose a new method for mathematical instruction based on the infusion approach put forward by Swartz in 1992. In fact, the model is derived from two additional theories., that of Ennis (1989) and of Libermann and Tversky (2001). Union of the two latter is suggested by the infusion theory. The model consists of a learning unit (30h hours) that focuses primarily on statistics every day life situations, and implemented in an interactive and supportive environment. It was applied to mathematically gifted youth of the Kidumatica project at Ben Gurion University. Among the instructed subjects were bidimensional charts, Bayes law and conditional probability; Critical thinking skills such as raising questions, seeking for alternatives and doubting were evaluated. We used Cornell tests (Ennis 1985) to confirm that our students developed critical thinking skills.

The high stiffness to weight ratio of glass fibre-reinforced polymers (GFRP) makes them an attractive material for rotors e.g. in the aerospace industry. We report on recent developments towards non-contact, in-situ deformation measurements with temporal resolution up to 200 µs and micron measurement uncertainty. We determine the starting point of damage evolution inside the rotor material through radial expansion measurements. This leads to a better understanding of dynamic material behaviour regarding damage evolution and the prediction of damage initiation and propagation. The measurements are conducted using a novel multi-sensor system consisting of four laser Doppler distance (LDD) sensors. The LDD sensor, a two-wavelength Mach-Zehnder interferometer was already successfully applied for dynamic deformation measurements at metallic rotors. While translucency of the GFRP rotor material limits the applicability of most optical measurement techniques due to speckles from both surface and volume of the rotor, the LDD profits from speckles and is not disturbed by backscattered laser light from the rotor volume. The LDD sensor evaluates only signals from the rotor surface. The anisotropic glass fibre-reinforcement results in a rotationally asymmetric dynamic deformation. A novel signal processing algorithm is applied for the combination of the single sensor signals to obtain the shape of the investigated rotors. In conclusion, the applied multi-sensor system allows high temporal resolution dynamic deformation measurements. First investigations regarding damage evolution inside GFRP are presented as an important step towards a fundamental understanding of the material behaviour and the prediction of damage initiation and propagation.

Der derzeitige Trend hin zu “smarten” Geräten bringt eine Vielzahl an Internetfähigen und verbundenen Geräten mit sich. Die entsprechende Kommunikation dieser Geräte muss zwangsläufig durch geeignete Maßnahmen abgesichert werden, um die datenschutz- und sicherheitsrelevanten Anforderungen an die übertragenen Informationen zu erfüllen. Jedoch zeigt die Vielzahl an sicherheitskritischen Vorfällen im Kontext von “smarten” Geräten und des Internets der Dinge auf, dass diese Absicherung der Kommunikation derzeit nur unzureichend umgesetzt wird. Die Ursachen hierfür sind vielfältig: so werden essentielle Sicherheitsmaßnahmen im Designprozess mitunter nicht berücksichtigt oder auf Grund von Preisdruck nicht realisiert. Darüber hinaus erschwert die Beschaffenheit der eingesetzten Geräte die Anwendung klassischer Sicherheitsverfahren. So werden in diesem Kontext vorrangig stark auf Anwendungsfälle zugeschnittene Lösungen realisiert, die auf Grund der verwendeten Hardware meist nur eingeschränkte Rechen- und Energieressourcen zur Verfügung haben. An dieser Stelle können die Ansätze und Lösungen der Sicherheit auf physikalischer Schicht (physical layer security, PLS) eine Alternative zu klassischer Kryptografie bieten. Im Kontext der drahtlosen Kommunikation können hier die Eigenschaften des Übertragungskanals zwischen zwei legitimen Kommunikationspartnern genutzt werden, um Sicherheitsprimitive zu implementieren und damit Sicherheitsziele zu realisieren. Konkret können etwa reziproke Kanaleigenschaften verwendet werden, um einen Vertrauensanker in Form eines geteilten, symmetrischen Geheimnisses zu generieren. Dieses Verfahren wird Schlüsselgenerierung basierend auf Kanalreziprozität (channel reciprocity based key generation, CRKG) genannt. Auf Grund der weitreichenden Verfügbarkeit wird dieses Verfahren meist mit Hilfe der Kanaleigenschaft des Empfangsstärkenindikators (received signal strength indicator, RSSI) realisiert. Dies hat jedoch den Nachteil, dass alle physikalischen Kanaleigenschaften auf einen einzigen Wert heruntergebrochen werden und somit ein Großteil der verfügbaren Informationen vernachlässigt wird. Dem gegenüber steht die Verwendung der vollständigen Kanalzustandsinformationen (channel state information, CSI). Aktuelle technische Entwicklungen ermöglichen es zunehmend, diese Informationen auch in Alltagsgeräten zur Verfügung zu stellen und somit für PLS weiterzuverwenden. In dieser Arbeit analysieren wir Fragestellungen, die sich aus einem Wechsel hin zu CSI als verwendetes Schlüsselmaterial ergeben. Konkret untersuchen wir CSI in Form von Ultrabreitband-Kanalimpulsantworten (channel impulse response, CIR). Für die Untersuchungen haben wir initial umfangreiche Messungen vorgenommen und damit analysiert, in wie weit die grundlegenden Annahmen von PLS und CRKG erfüllt sind und die CIRs sich grundsätzlich für die Schlüsselgenerierung eignen. Hier zeigen wir, dass die CIRs der legitimen Kommunikationspartner eine höhere Ähnlichkeit als die eines Angreifers aufzeigen und das somit ein Vorteil gegenüber diesem auf der physikalischen Schicht besteht, der für die Schlüsselgenerierung ausgenutzt werden kann. Basierend auf den Ergebnissen der initialen Untersuchung stellen wir dann grundlegende Verfahren vor, die notwendig sind, um die Ähnlichkeit der legitimen Messungen zu verbessern und somit die Schlüsselgenerierung zu ermöglichen. Konkret werden Verfahren vorgestellt, die den zeitlichen Versatz zwischen reziproken Messungen entfernen und somit die Ähnlichkeit erhöhen, sowie Verfahren, die das in den Messungen zwangsläufig vorhandene Rauschen entfernen. Gleichzeitig untersuchen wir, inwieweit die getroffenen fundamentalen Sicherheitsannahmen aus Sicht eines Angreifers erfüllt sind. Zu diesem Zweck präsentieren, implementieren und analysieren wir verschiedene praktische Angriffsmethoden. Diese Verfahren umfassen etwa Ansätze, bei denen mit Hilfe von deterministischen Kanalmodellen oder durch ray tracing versucht wird, die legitimen CIRs vorherzusagen. Weiterhin untersuchen wir Machine Learning Ansätze, die darauf abzielen, die legitimen CIRs direkt aus den Beobachtungen eines Angreifers zu inferieren. Besonders mit Hilfe des letzten Verfahrens kann hier gezeigt werden, dass große Teile der CIRs deterministisch vorhersagbar sind. Daraus leitet sich der Schluss ab, dass CIRs nicht ohne adäquate Vorverarbeitung als Eingabe für Sicherheitsprimitive verwendet werden sollten. Basierend auf diesen Erkenntnissen entwerfen und implementieren wir abschließend Verfahren, die resistent gegen die vorgestellten Angriffe sind. Die erste Lösung baut auf der Erkenntnis auf, dass die Angriffe aufgrund von vorhersehbaren Teilen innerhalb der CIRs möglich sind. Daher schlagen wir einen klassischen Vorverarbeitungsansatz vor, der diese deterministisch vorhersagbaren Teile entfernt und somit das Eingabematerial absichert. Wir implementieren und analysieren diese Lösung und zeigen ihre Effektivität sowie ihre Resistenz gegen die vorgeschlagenen Angriffe. In einer zweiten Lösung nutzen wir die Fähigkeiten des maschinellen Lernens, indem wir sie ebenfalls in das Systemdesign einbringen. Aufbauend auf ihrer starken Leistung bei der Mustererkennung entwickeln, implementieren und analysieren wir eine Lösung, die lernt, die zufälligen Teile aus den rohen CIRs zu extrahieren, durch die die Kanalreziprozität definiert wird, und alle anderen, deterministischen Teile verwirft. Damit ist nicht nur das Schlüsselmaterial gesichert, sondern gleichzeitig auch der Abgleich des Schlüsselmaterials, da Differenzen zwischen den legitimen Beobachtungen durch die Merkmalsextraktion effizient entfernt werden. Alle vorgestellten Lösungen verzichten komplett auf den Austausch von Informationen zwischen den legitimen Kommunikationspartnern, wodurch der damit verbundene Informationsabfluss sowie Energieverbrauch inhärent vermieden wird.

A current trend in the semiconductor industry is the use of Multi-Processor Systems-on-Chip (MPSoCs) for a wide variety of applications such as image processing, automotive, multimedia, and robotic systems. Most applications gain performance advantages by executing parallel tasks on multiple processors due to the inherent parallelism. Moreover, heterogeneous structures provide high performance/energy efficiency, since application-specific processing elements (PEs) can be exploited. The increasing number of heterogeneous PEs leads to challenging communication requirements. To overcome this challenge, Networks-on-Chip (NoCs) have emerged as scalable on-chip interconnect. Nevertheless, NoCs have to deal with many design parameters such as virtual channels, routing algorithms and buffering techniques to fulfill the system requirements. This thesis highly contributes to the state-of-the-art of FPGA-based MPSoCs and NoCs. In the following, the three major contributions are introduced. As a first major contribution, a novel router concept is presented that efficiently utilizes communication times by performing sequences of arithmetic operations on the data that is transferred. The internal input buffers of the routers are exchanged with processing units that are capable of executing operations. Two different architectures of such processing units are presented. The first architecture provides multiply and accumulate operations which are often used in signal processing applications. The second architecture introduced as Application-Specific Instruction Set Routers (ASIRs) contains a processing unit capable of executing any operation and hence, it is not limited to multiply and accumulate operations. An internal processing core located in ASIRs can be developed in C/C++ using high-level synthesis. The second major contribution comprises application and performance explorations of the novel router concept. Models that approximate the achievable speedup and the end-to-end latency of ASIRs are derived and discussed to show the benefits in terms of performance. Furthermore, two applications using an ASIR-based MPSoC are implemented and evaluated on a Xilinx Zynq SoC. The first application is an image processing algorithm consisting of a Sobel filter, an RGB-to-Grayscale conversion, and a threshold operation. The second application is a system that helps visually impaired people by navigating them through unknown indoor environments. A Light Detection and Ranging (LIDAR) sensor scans the environment, while Inertial Measurement Units (IMUs) measure the orientation of the user to generate an audio signal that makes the distance as well as the orientation of obstacles audible. This application consists of multiple parallel tasks that are mapped to an ASIR-based MPSoC. Both applications show the performance advantages of ASIRs compared to a conventional NoC-based MPSoC. Furthermore, dynamic partial reconfiguration in terms of relocation and security aspects are investigated. The third major contribution refers to development and programming methodologies of NoC-based MPSoCs. A software-defined approach is presented that combines the design and programming of heterogeneous MPSoCs. In addition, a Kahn-Process-Network (KPN) –based model is designed to describe parallel applications for MPSoCs using ASIRs. The KPN-based model is extended to support not only the mapping of tasks to NoC-based MPSoCs but also the mapping to ASIR-based MPSoCs. A static mapping methodology is presented that assigns tasks to ASIRs and processors for a given KPN-model. The impact of external hardware components such as sensors, actuators and accelerators connected to the processors is also discussed which makes the approach of high interest for embedded systems.

Introduction: The emergence of Pavlovian-to-instrumental transfer (PIT) research in the human neurobehavioral domain has been met with increased interest over the past two decades. A variety of PIT tasks were developed during this time; while successful in demonstrating transfer phenomena, existing tasks have limitations that should be addressed. Herein, we introduce two PIT paradigms designed to assess outcome-specific and general PIT within the context of addiction. - Materials and Methods: The single-lever PIT task, based on an established paradigm, replaced button presses with joystick motion to better assess avoidance behavior. The full transfer task uses alcohol and nonalcohol rewards associated with Pavlovian cues and instrumental responses, along with other gustatory and monetary rewards. We constructed mixed-effects models with the addition of other statistical analyses as needed to interpret various behavioral measures.- Results: Single-lever PIT: both versions were successful in eliciting a PIT effect (joystick: p < 0.001, ηp² = 0.36, button-box: p < 0.001, ηp ² = 0.30). Full transfer task: it was determined that the alcohol and nonalcoholic reward cues selectively primed their respective reward-associated responses (gustatory version: p < 0.001, r = 0.59, and monetary version: p < 0.001, r = 0.84). The appetitive/aversive cues resulted in a general transfer effect (gustatory: p < 0.001, ηp² = 0.09, and monetary: p < 0.001, ηp ² = 0.17). - Discussion/Conclusion: Single-lever PIT: PIT was observed in both task versions. We posit that the use of a joystick is more advantageous for the analysis of avoidance behavior. It evenly distributes movement between approach and avoid trials, which is relevant to analyzing fMRI data. Full transfer task: While gustatory conditioning has been used in the past to elicit transfer effects, we present the first paradigm that successfully elicits both specific and general transfers in humans with gustatory alcohol rewards.