Auf politischen Landkarten werden für gewöhnlich aneinandergrenzende Länder mit unterschiedlichen Farben gefärbt. Allerdings haben durchaus verschiedene Länder die gleiche Farbe, wenn sie keine gemeinsame Grenze haben. Doch wie viele verschiedene Farben benötigt man mindestens, um eine Karte nach diesen Regeln zu färben? Die beiden Mathematiker Appel und Haken haben gezeigt, dass für jede Landkarte in der Ebene immer vier Farben ausreichen. Dieser Beweis kommt allerdings nicht ohne intensiven Computereinsatz aus.

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. / 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.

Diese Dissertation beschäftigt sich mit asymptotischen Syzygien und Gleichungen Abelscher Varietäten, sowie mit deren Anwendung auf zyklische Überdeckungen von Kurven von Geschlecht zwei. Was asymptotischen Syzygien angeht, zeigen wir für beliebige Geradenbündel auf projektiven Schemata: Wenn die asymptotischen Syzygien von Grad p eines Geradenbündels verschwinden, dann ist das Geradenbündel p-sehr ampel. Darüber hinaus verwenden wir die Bridgeland-King-Reid-Haiman Korrespondenz, um zu zeigen, dass dieses Ergebnis auch umgekehrt wahr ist, wenn es um eine glatte Fläche und kleine p geht. Dies dehnt Ergebnisse von Ein-Lazarsfeld und Ein-Lazarsfeld-Yang aus. Wir verwenden unsere Ergebnisse, um zu untersuchen, wie Syzygien verwendet werden können, um den Grad der Irrationalität einer Varietät zu begrenzen. Ferner, beweisen wir eine Vermutung von Gross and Popescu über Abelsche Flächen, deren Ideal durch Quadriken und Kubiken erzeugt wird. Außerdem verwenden wir die projektive Normalität einer Abelschen Fläche, um die Prym Abbildung, die mit zyklischen Überdeckungen von Geschlecht zwei Kurven assoziert ist, zu untersuchen. Wir zeigen, dass das Differential der Abbildung generisch injektiv ist, wenn der Grad der Überdeckung mindestens sieben ist. Wir dehnen damit Ergebnisse von Lange und Ortega aus. Abschließend zeigen wir, dass das Differential genau für bielliptische Überdeckungen nicht injectiv ist. / In this thesis we study asymptotic syzygies of algebraic varieties and equations of abelian surfaces, with applications to cyclic covers of genus two curves. First, we show that vanishing of asymptotic p-th syzygies implies p-very ampleness for line bundles on arbitrary projective schemes. For smooth surfaces we prove that the converse holds, when p is small, by studying the Bridgeland-King-Reid-Haiman correspondence for the Hilbert scheme of points. This extends previous results of Ein-Lazarsfeld and Ein-Lazarsfeld-Yang. As an application of our results, we show how to use syzygies to bound the irrationality of a variety. Furthermore, we confirm a conjecture of Gross and Popescu about abelian surfaces whose ideal is generated by quadrics and cubics. In addition, we use projective normality of abelian surfaces to study the Prym map associated to cyclic covers of genus two curves. We show that the differential of the map is generically injective as soon as the degree of the cover is at least seven, extending a previous result of Lange and Ortega. Moreover, we show that the differentials fails to be injective precisely at bielliptic covers.

Diese Dissertation untersucht Brill-Noether-Theorie der algebraischen Kurven, unter besonderer Berücksichtigung von Kurven auf K3-Flächen und Del-Pezzo-Flächen. In Kapitel 2 studieren wir den Gieseker-Petri-Ort GP_g im Modulraum M_g der glatten irreduziblen Kurven vom Geschlecht g. Dieser Ort wird definiert durch Kurven mit einer Brill-Noether-Varietät G^r_d(C), die singulär ist oder deren Dimension größer als erwartet ist. Der Satz von Gieseker-Petri impliziert, dass GP_g mindestens Kodimension 1 hat, und es wurde vermutet, dass er von reiner Kodimension 1 ist. Wir beweisen diese Vermutung für Geschlecht höchstens 13. Dies wird dadurch ermöglicht, dass man für kleine Geschlechter die Dimension der irreduziblen Komponenten von GP_g mittels "ad hoc"-Beweisführungen untersuchen kann. Lazarsfelds Beweis des Gieseker-Petri-Theorems mittels Kurven auf allgemeninen K3-Flächen deutet darauf hin, dass die Brill-Noether-Theorie von K3-Schnitten wichtig ist, um den Gieseker-Petri-Ort besser zu verstehen. Linearscharen von Kurven, die auf K3-Flächen liegen, stehen in tiefgehender Beziehung zu sogenannten Lazarsfeld-Mukai-Vektorbündeln. In Kapitel 3 untersuchen wir die Stabilität der Lazarsfeld-Mukai-Vektorbündel vom Rang 3 auf einer K3-Fläche S, und wir zeigen, dass sie viele Informationen über Netze vom Typ g^2_d auf Kurven in S enthalten. Wenn d größ genug ist, erhalten wir eine obere Schranke für die Dimension der Varietät G^2_d(C). Wenn die Brill-Noether-Zahl negativ ist, beweisen wir, dass jedes g^2_d in einer von einem Geradenbündel induzierten Linearschar enthalten ist, wie von Donagi und Morrison vermutet wurde. Kapitel 4 befasst sich mit Syzygien einer gegebenen Kurve C, die auf einer Del-Pezzo-Fläche liegt. Wir insbesondere, dass C die Greens Vermutung erfüllt, die impliziert, dass die Existenz gewisser spezieller Linearscharen auf C von den Gleichungen ihrer kanonischen Einbettung abgelesen werden kann. / We investigate Brill-Noether theory of algebraic curves, with special emphasis on curves lying on $K3$ surfaces and Del Pezzo surfaces. In Chapter 2, we study the Gieseker-Petri locus GP_g inside the moduli space M_g of smooth, irreducible curves of genus g. This consists, by definition, of curves [C] in M_g such that for some r, d the Brill-Noether variety G^r_d(C), which parametrizes linear series of type g^r_d on C, either is singular or has some components exceeding the expected dimension. The Gieseker-Petri Theorem implies that GP_g has codimension at least 1 in M_g and it has been conjectured that it has pure codimension 1. We prove this conjecture up to genus 13; this is possible since, when the genus is low enough, one is able to determine the irreducible components of GP_g and to study their codimension by "ad hoc" arguments. Lazarsfeld''s proof of the Gieseker-Petri-Theorem by specialization to curves lying on general K3 surfaces suggests the importance of the Brill-Noether theory of K3-sections for a better understanding of the Gieseker-Petri locus. Linear series on curves lying on a K3 surface are deeply related to the so-called Lazarsfeld-Mukai bundles. In Chapter 3, we study the stability of rank-3 Lazarsfeld-Mukai bundles on a K3 surface S, and show it encodes much information about nets of type g^2_d on curves C contained in S. When d is large enough and C is general in its linear system, we obtain a dimensional statement for the variety G^2_d(C). If the Brill-Noether number is negative, we prove that any g^2_d is contained in a linear series which is induced from a line bundle on S, as conjectured by Donagi and Morrison. Chapter 4 concerns syzygies of any given curve C lying on a Del Pezzo surface S. In particular, we prove that C satisfies Green''s Conjecture, which implies that the existence of some special linear series on C can be read off the equations of its canonical embedding.

In dieser Arbeit behandeln wir die birationale Geometrie verschiedener Modulräume; die Modulräume von Kurven mit einem k-Differential mit vorgeschierbenen Nullen, besser bekannt als Strata von Differenzialen, Moduln von K3 Flächen mit markierten Punkten und Moduln von Kurven. Für bestimmte Geschlechter nennen wir Abschätzungen der Kodaira-Dimension, konstruieren unirationale Parametrisierungen, rationale deckende Kurven und unterschiedliche birationale Modelle. In Kapitel 1 führen wir die zu untersuchenden Objekte ein und geben einen kurzen Überblick ihrer wichtigsten Eigenschaften und offenen Problemen. In Kapitel 2 konstruieren wir einen Hilfsmodulraum, der als Brücke zwischen bestimmten finiten Quotienten von Mgn für kleines g und den Moduln der polarisierten K3 Flächen vom Geschlecht 11 dient. Wir entwickeln die Deformationstheorie, die nötig ist, um die Eigenschaften und die oben genannten Modulräume zu erforschen. In Kapitel 3 bedienen wir uns dieser Werkzeuge, um birationale Modelle für Moduln polarisierter K3 Flächen vom Geschlecht 11 mit markierten Punkten zu konstruieren. Diese nutzen wir, um Resultate über die Kodaira-Dimension herzuleiten. Wir beweisen, dass der Modulraum von polarisierten K3 Flächen vom Geschlecht 11 mit n markierten Punkten unirational ist, falls n<=6, und uniruled, falls n<=7. Wir beweisen auch, dass die Kodaira-Dimension von Modulraum von polarisierten K3 Flächen vom Geschlecht 11 mit n markierten Punkten nicht-negativ ist für n>= 9. Im letzten Kapitel gehen wir noch auf die fehlenden Fälle der Kodaira-Klassifizierung von Mgnbar ein. Schliesslich behandeln wir in Kapitel 4 die birationale Geometrie mit Blick auf die Strata von holomorphen und quadratischen Differentialen. Wir zeigen, dass die Strata holomorpher und quadratischer Differentiale von niedrigem Geschlecht uniruled sind, indem wir rationale Kurven mit pencils auf K3 und del Pezzo Flächen konstruieren. Durch das Beschränken des Geschlechts 3<= g<=6 bilden wir projektive Bündel über rationale Varietäten, die die holomorphe Strata mit maximaler Länge g-1 dominieren. Also zeigen wir auch, dass diese Strata unirational sind. / In this thesis we investigate the birational geometry of various moduli spaces; moduli spaces of curves together with a k-differential of prescribed vanishing, best known as strata of differentials, moduli spaces of K3 surfaces with marked points, and moduli spaces of curves. For particular genera, we give estimates for the Kodaira dimension, construct unirational parameterizations, rational covering curves, and different birational models. In Chapter 1 we introduce the objects of study and give a broad brush stroke about their most important known features and open problems. In Chapter 2 we construct an auxiliary moduli space that serves as a bridge between certain finite quotients of Mgn for small g and the moduli space of polarized K3 surfaces of genus eleven. We develop the deformation theory necessary to study properties of the mentioned moduli space. In Chapter 3 we use this machinery to construct birational models for the moduli spaces of polarized K3 surfaces of genus eleven with marked points and we use this to conclude results about the Kodaira dimension. We prove that the moduli space of polarized K3 surfaces of genus eleven with n marked points is unirational when n<= 6 and uniruled when n<=7. We also prove that the moduli space of polarized K3 surfaces of genus eleven with n marked points has non-negative Kodaira dimension for n>= 9. In the final section, we make a connection with some of the missing cases in the Kodaira classification of Mgnbar. Finally, in Chapter 4 we address the question concerning the birational geometry of strata of holomorphic and quadratic differentials. We show strata of holomorphic and quadratic differentials to be uniruled in small genus by constructing rational curves via pencils on K3 and del Pezzo surfaces respectively. Restricting to genus 3<= g<=6 we construct projective bundles over rational varieties that dominate the holomorphic strata with length at most g-1, hence showing in addition, these strata are unirational.

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

Mechano-chemical processes in biological systems play an important role during the morphogenesis of cells and tissues. In particular, they are responsible for the dynamic organisation of active stress, which itself results from non-equilibrium processes and leads to flows and deformations of material. The generation of active stress often occurs in thin biological structures, such as the cellular cortex or epithelial tissues, which motivates the theoretical concept of an active surface. In this thesis, we study the dynamics of curved and deforming active surfaces. More specifically, we are interested in the dynamics of mechano-chemical processes on these surfaces, as well as in their interaction with the surface shape and external forces. To study the interplay of mechano-chemical processes with shape changes of the material, we consider the fully self-organised shape dynamics using the theory of active fluids on deforming surfaces. We then develop a numerical approach to solve the corresponding force and torque balance equations. We further examine how the stability of surface shapes is affected by mechano-chemical processes. We show that the tight coupling between chemical processes and surface mechanics gives rise to the spontaneous generation of specific surface shapes, to shape oscillations and to directed surface flows that resemble peristaltic motion. In the following part, we explore the mechano-chemical self-organisation of active fluids on fixed surfaces, focussing on mechanical interactions with surrounding material. We introduce a description in which active surface flows set a surrounding passive fluid into motion. We then study two scenarios. First, inspired by the cellular cortex and its interactions with the cytoplasm, we consider a fluid that is enclosed by the surface. We find that mechanical interactions with the surrounding passive fluid enable an isotropic active surface to spontaneously generate patterns with polar asymmetry and to form a contractile ring in a fully self-organised fashion. Second, we consider the case where the passive fluid surrounds the active surface on the outside. This description leads to the model of a microswimmer, which is characterised by an onset of motion due to spontaneous symmetry breaking on the active surface. Most biological materials are viscoelastic, such that they show viscous and elastic responses if mechanical stress is applied on different time scales. In the final part of this thesis, we therefore consider a surface whose response to self-organised active stress is described by a Maxwell model. We identify a minimal time scale for the relaxation of elastic stress, beyond which spatio-temporal, mechano-chemical oscillations on the surface can spontaneously emerge. In summary, we identify and characterise in this thesis various processes that result from the self-organisation of active surfaces. The underlying coupling between surface mechanics and a chemical organisation of stress in the material represents a key feature of morphogenetic processes in biology. Furthermore, we develop several numerical approaches that will enable to study alternative constitutive relations of active surfaces in the future. Overall, we contribute theoretical insights and numerical tools to further the understanding of the emerging spatial organisation and shape generation of active surfaces. / Mechanochemische Prozesse spielen eine wichtige Rolle für die Morphogenese von biologischen Zellen und Geweben. Sie sind insbesondere verantwortlich für die dynamische Organisation von aktiver mechanischer Spannung, welche Nicht-Gleichgewichtsprozessen entstammt und zu Flüssen und Verformungen von Material führt. Aktive mechanische Spannung wird häufig in dünnen biologischen Strukturen erzeugt, wie zum Beispiel dem Zellkortex oder dem Epithelgewebe, was die Einführung von aktiven Flächen als theoretisches Konzept motiviert. In der vorliegenden Arbeit untersuchen wir die Dynamik von gekrümmten und sich verformenden aktiven Flächen. Dabei interessieren wir uns insbesondere für die Dynamik mechanochemischer Prozesse auf diesen Flächen, sowie für deren Wechselwirkung mit der Flächenform und externen Kräften. Zur Untersuchung der Wechselwirkung zwischen mechanochemischen Prozessen und Flächenverformungen nutzen wir die hydrodynamische Theorie aktiver Fluide auf sich verformenden Flächen und betrachten eine vollständig selbstorganisierte Flächendynamik. Wir entwickeln eine Methode zur Bestimmung numerischer Lösungen des Kräfte- und Drehmomentgleichgewichts auf Flächen und untersuchen wie die Stabilität von Flächenformen durch mechanochemische Prozesse beeinflusst wird. Wir zeigen, dass die enge Kopplung zwischen chemischen Prozessen und der Mechanik von Flächen zur spontanen Erzeugung spezifischer Formen, zu Formoszillationen und zu gerichteten Flüssen führt, welche eine peristaltische Bewegung nachbilden. Im Folgenden untersuchen wir die mechanochemische Selbstorganisation aktiver Fluide auf festen Flächen und betrachten mechanische Wechselwirkungen mit umgebendem Material. Dazu beschreiben wir ein umgebendes passives Fluid, welches durch aktive Flüsse auf der Fläche in Bewegung versetzt wird. Im Rahmen dieser Beschreibung untersuchen wir zwei Szenarien. Inspiriert durch die Wechselwirkung des Zellkortex mit dem Zytoplasma, betrachten wir zuerst ein Fluid, welches durch die Fläche eingeschlossen wird. Wir zeigen, dass die mechanische Wechselwirkung einer isotropen, aktiven Fläche mit dem umgebenden Fluid es ermöglicht, Muster mit einer polaren Asymmetrie, sowie einen kontraktilen Ring spontan und selbstorganisiert zu bilden. Danach betrachten wir ein passives Fluid, welches die Fläche außen umgibt. Diese Beschreibung führt zu einem Modell für einen Mikroschwimmer, welcher durch eine spontane Symmetriebrechung auf der aktiven Fläche beginnt sich durch das passive Fluid zu bewegen. Die meisten biologischen Materialien verhalten sich viskoelastisch, sodass deren mechanische Antwort je nach Zeitskala einer applizierten mechanischen Spannung viskos und elastisch ausfallen kann. Im abschließenden Teil dieser Arbeit betrachten wir daher eine Fläche, deren mechanische Antwort auf aktive Spannung durch ein Maxwell-Modell beschrieben wird. Wir bestimmen eine minimale Zeitskala für die Relaxation von elastischer Spannung, welche das spontane Einsetzen räumlich-zeitlicher Oszillationen aktiver mechanischer Spannung kennzeichnet. Zusammengefasst identifizieren und charakterisieren wir in dieser Arbeit eine Reihe von Prozessen, welche der Selbstorganisation aktiver Flächen entspringen. Die zugrundeliegende Kopplung zwischen der Mechanik von Flächen und einer chemischen Organisation aktiver mechanischer Spannung stellen ein Schlüsselprinzip morphogenetischer Vorgänge in der Biologie dar. Zusätzlich entwickeln wir eine Reihe numerischer Methoden, welche es in Zukunft erlauben weitere Beschreibungen aktiver Flächen zu untersuchen. Damit trägt diese Arbeit neue theoretische Einsichten und numerische Algorithmen zur Verbesserung des Verständnisses der emergenten räumlichen Organisation und Formerzeugung aktiver Flächen bei.

This study aims to create a flood extent map with Sentinel imagery and to evaluate impacts on agricultural land in the lagoon region of central Vietnam. In this study, remote sensing images, obtained from 2017 to 2019, were used to simultaneously map the land cover status of a flood in the Quang Dien district. This study highlights flooded areas from Sentinel-2 images by calculating some indicators such as the Land Surface Water Index (LSWI) and the Enhanced Vegetation Index (EVI). Comparisons between the floodplain samples (GPS point-based) and flood mapping results, with the ground-truth data, indicate that the overall accuracy and Kappa coefficients were 97.9% and 0.62 respectively for 2017; the values for 2019 were 95.7% and 0.77 for the same coefficients. Land use maps overlying the flood-affected maps show that approximately 11% of the agriculture land area was affected by floods in 2019 comparison to a 10% in 2017. Wet rice was the most affected crop with the flooded area accounting for more than 70% of the district under each flood event. The most affected communes are: Quang An, Quang Phuoc and Quang Thanh. This study provides valuable information for flood disaster planning, mitigation and recovery activities in Vietnam. / Mục tiêu của nghiên cứu là lập bản đồ phân bố ngập lụt với hình ảnh vệ tinh Sentinel và đánh giá ảnh hưởng ngập lụt đến sử dụng đất nông nghiệp ở vùng đầm phá miền Trung, Việt Nam. Trong nghiên cứu này, ảnh viễn thám thu nhận giai đoạn 2017-2019 được sử dụng để xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất tại thời điểm bị ngập nước trên địa bàn huyện Quảng Điền. Nghiên cứu đã xác định được vùng ngập lụt ở huyện Quảng Điền bằng phương pháp phân loại chỉ số mặt nước (Land Surface Water Index – LSWI) và chỉ số khác biệt thực vật (Enhanced Vegetation Index-EVI) từ ảnh Sentinel-2. Xác định vùng nước lũ bị che khuất bởi mây bằng mô hình số hóa độ cao (DEM). Kết quả phân loại vùng ngập lụt được so sánh với giá trị tham chiếu mặt đất cho thấy độ chính xác tổng thể và hệ số Kappa đạt được trong năm 2017 là 97,9% và 0,62; trong khi năm 2019 đạt 95,7% và 0.77. Bản đồ sử dụng đất chồng lên bản đồ lũ lụt cho thấy khoảng 11% diện tích đất nông nghiệp bị ảnh hưởng bởi lũ lụt năm 2019 so với 10% năm 2017. Cây lúa nước là cây trồng bị ảnh hưởng nặng nề nhất, với diện tích bị ngập lụt chiếm hơn 70% diện tích lúa của huyện. Các xã bị ngập lớn là xã Quảng An, Quảng Phước và Quảng Thành. Nghiên cứu này cung cấp thông tin có giá trị cho các hoạt động lập kế hoạch, giảm nhẹ và phục hồi thiên tai lũ lụt ở Việt Nam.

Ausgangspunkt für dieses Anschlussprojekt am Institut für Tragwerksplanung der TU Braunschweig war der Wunsch, die Effektivität des Faseranteils derjenigen Betonbauteile zu erhöhen, die zuvor im SPP-Projekt Entwicklung neuartiger Verbindungen für komplexe Stab-, Flächen- und Raumtragelemente aus UHPFRC (S. 50 ff . in diesem Buch) hergestellt und untersucht wurden. Voruntersuchungen und Versuche zum Thema der magnetische Faserausrichtung in UHPFRC werden am ITE seit 2014 kontinuierlich durchgeführt [1]–[4]. Diese Voruntersuchungen berührten bereits zentrale Aspekte dieses Forschungsvorhabens und lieferten konkrete Hinweise auf die zu erwartenden Ergebnisse zur robotergestützten, magnetischen Ausrichtung und Verteilung der Mikrostahlfasern (MSF). Im Fokus der Forschung standen zum einen die Möglichkeiten der digitalen und robotergestützten Bauteilfertigung und zum anderen das Potenzial der Faserausrichtung zur Steigerung der Materialeffizienz von UHPFRC. In der Entwicklung des Verfahrens der magnetischen Faserausrichtung (MFA) wurden diese beiden Ansätze zusammengeführt. / The starting point for this follow-up project, which was carried out at the Institute of Structural Design at the Technical University of Braunschweig, was the desire to increase the effectiveness of the fibre content of the type of concrete components that were previously manufactured and investigated in the SPP project Development of novel jointing systems for complex beam surface and spatial elements made of UHPFRC (p. 50 et seq. in this book). Preliminary investigations and tests on the topic of magnetic fiber alignment in UHPFRC have been carried out continuously at ITE since 2014 [1]–[4]. These preliminary investigations already touched upon central aspects of this research project and provided concrete indications of the expected fi ndings on robot-assisted magnetic alignment and distribution of the micro steel fi bres (MSF). The research focused on the possibilities of digital and robot based component production on the one hand and the potential of fibre orientation to increase the material efficiency of UHPFRC on the other. In the development of the magnetic fibre alignment (MFA) process, these two approaches were brought together.

Diese Arbeit befasst sich mit den optischen Eigenschaften von dünnen GaN-Schichten gewachsen in verschiedenen Orientierungen. Hierbei werden die optischen Eigenschaften von verspannten M- und A-plane sowie unverspannten C-plane GaN-Schichten untersucht und die Ergebnisse im Rahmen von Bandstrukturberechnungen diskutiert. Im Rahmen dieser Arbeit werden die Bandstrukturverschiebungen theoretisch mittels eines k.p-Näherungsansatzes untersucht. Diese Bandverschiebungen beeinflussen sowohl die Übergangsenergien als auch die Oszillatorstärken. Man findet, dass die C-plane Schicht im Falle einer isotropen Verspannung in der Filmebene keine Anisotropie der optischen Polarisation zeigt. In beiden Fällen zeigen die drei Übergänge von den drei oberen Valenzbändern in das untere Leitungsband andere Polarisationseigenschaften als die entsprechenden Übergänge in C-plane GaN-Schichten. Es wird beobachtet, dass für einen bestimmten Wertebereich der Verspannung in der Filmebene diese Übergänge nahezu vollständig x-,z- bzw. y-artig polarisiert sind. Die verwendeten Schichten wurden auch mittels Transmissionspektroskopie untersucht. Im Falle der M-plane GaN-Schichten können zwei fundamentale Übergänge identifiziert werden, wobei der elektrische Feldvektor E des einfallenden Lichtes einmal parallel (z-Polarisation) und einmal senkrecht (x-Polarisation) auf der c-Achse steht. Die M-plane GaN-Schicht besitzt unterschiedliche Dielektrizitätskonstanten für z-Polarisation und x-Polarisation, welche zu zusätzlichem Dichroismus und Doppelbrechung führen. Als Resultat findet eine Filterung der Polarisation für einfallendes, linear polarisiertes Licht statt. Die elektrische Feldkomponente mit x-Polarisation wird stärker absorbiert als die Komponente mit z-Polarisation. Diese Polarisationsfilterung äußert sich für schmalbandiges Licht in Form einer Drehung der Polarisationsebene in Richtung der c-Achse, wobei ein maximaler Rotationswinkel von 40 Grad gefunden wurde. / In this work, we focus on the optical response of GaN thin films grown along various orientations. The optical properties of strained M- and A- and unstrained C-plane GaN thin films are investigated, and the results are explained with help of band-structure calculations. We calculate the strain-induced band-structure modification using the k.p perturbation approach. The valence-band (VB) states are modified affecting both the transition energies as well as the oscillator strengths. We observe that C-plane GaN does not show any in-plane polarization anisotropy, when an isotropic in-plane strain is applied. For the case of M- and A-plane GaN, one expects to see an in-plane polarization anisotropy even for the unstrained case. Additionally, the in-plane strain significantly changes the band structure and the symmetry of the VB states. The three transitions, involving electrons in the conduction band (CB) and holes in the top three VBs, will exhibit a very different polarization characteristic than the ones for C-plane GaN. These transitions are predominantly x, z, and y polarized, respectively, for a certain range of in-plane strain values, present in our samples. For M-plane GaN thin films, two fundamental transitions can be identified, which occur when the electric field vector E is perpendicular (x-polarization) and parallel c (z-polarization). These transitions give rise to a transmittance spectrum separated by 50 meV at room temperature with respect to each other. This result in a polarization filtering of an incident linearly polarized light beam after transmission, because the electric field component with x-polarization is more strongly absorbed than with z-polarization. This filtering manifests as a rotation of the polarization vector toward the c axis and can be as large as 40 degrees for an initial angle of 60 degrees, for our samples.