With the increase in human demands for energy, purpose-grown woody crops could be part of the global renewable energy solution, especially in geographical regions where plantation forestry is feasible and economically significant. However, up to now, it is still a challenging task to accurately and rapidly estimate forest biomass. Various solutions have been developed for estimating forest biomass. As we know, the only way to measure forest biomass implies directly cutting and weighing the mass of all trees in a plot. Unfortunately, the measurements of national-wide forest biomass cannot be conducted now due to restrictions like labor cost, non-destructive measurement requirements, etc. Meanwhile, obtaining permission to fell trees only for scientific purposes in China is difficult. Therefore, in my study, biomass is defined as the aboveground volume of trees as well as stands. Collecting this information at a national scale has been difficult for China because the data are scarce. The forest biomass inventory in some regions of China was designed to use available inventory data, especially volume, to derive biomass estimates. So volume-derived biomass methods have been applied in estimating forest biomass conventionally. In many research sites of my study, only the volume-related information is available in the forest inventory, which requires the volume-based method to understand the biomass yield in practice. Also, many forest scientists use volume-based models and conversion factors (e. g. from a wood density database) to derive the actual forest biomass arithmetically. Therefore, the output of a volume-based model may support many other calculations relevant to the evaluation of tree growth, potential productivity, and carbon stock. There are relatively few studies on biomass models of Short Rotation Forest(SRF) in China, and there is a lack of a general SRF biomass model. Therefore, we carried out a broad survey and critical review of all data from the different regions in China and formed a normalized tree biomass dataset for China. Based on these reasons, the biomass simulation of poplar plantations was carried out. The growth mechanism of SRF was studied on the stand scale. The influence of climate conditions and stand density on tree growth was discussed to achieve a breakthrough in scientific research at the model level. A general SRF biomass model based on growth conditions and planting density was established based on the stand height growth equation. We can summarize the research objectives as follows： ◆To find the influencing factors on the growth of short rotation poplar plantations ◆To find the relationship between biomass and tree height in short rotation poplar plantations ◆Construction and validation of tree height model of short rotation poplar plantations ◆Construction and validation of biomass model of short rotation poplar plantations

Due to renewable production of woody biomass, Short Rotation Coppices (SRC) are suitable for energetic and material utilization. Compared to conventional arable crops, SRC consume more water and therefore, sufficient water supply is mandatory in order to protect the yield of woody biomass. In previous studies, an increment of woody biomass in SRC due to the irrigation with clear water and sewage sludge was proved. The effect of biologically treated wastewater on the growth of SRC is, however, largely unknown. The objective of this study is to investigate this effect. Experimental plots were established in the lowland of Thuringia to carry out field recordings and irrigations which were adapted to site conditions. The utilization of biologically treated wastewater enables the use of an additional water resource without consuming fresh water sources. The investigations serve to test the following hypotheses: The production of higher yields of biomass - divided into woody and leafy biomass - is assumed at the irrigated plots compared to the non- irrigated plots. Older and groundwater- influenced plots show a higher biomass production as the younger and groundwater- distant plots. The use of biologically treated wastewater in addition prolongs the growing season. That means that foliation time commences earlier and leaf fall is delayed. The different sites located in the Thuringian lowlands which were investigated show high site quality indexes, however, they also belong to one of the driest regions of Germany due to their low precipitation. The subject of investigation was to determine the additional amount of biologically treated wastewater required to create optimum conditions in soil water supply for plant growth. The irrigation measures and meteorological field recordings were implemented at different sites of up to six years old poplar and willow plantations. The irrigation requirements of the plots were determined based on a water budget model (ZEPHYR). Dependent on weather, soil and growth conditions the time and quantity of irrigation were calculated. The biologically treated wastewater was irrigated at the plots using a tank wagon in combination with a pipe system and connected water meter. The wastewater transfer within the plot was carried out by means of furrow irrigation. The main focus of the investigations was to determine the annual net primary production divided into woody and leafy biomass and the intra- annual trend of growth of irrigated and non- irrigated poplars and willows in dependence of age and soil water supply. For that purpose, measurements of woody biomass, phenological observations and measurements of water balance values on groundwater- influenced and groundwater- distant sites were carried out during vegetation time. Moreover, following each period of vegetation, the increment of woody biomass of the investigation plots was estimated due to complete recordings. It was possible to model the increment of woody biomass of poplar and willow plantations dependent on age and soil water supply based on measured data. The irrigation with biologically treated wastewater shows positive effects in production of woody biomass at both, groundwater- distant and slightly groundwater- influenced plots. Irrigated trees show a higher leafy and woody biomass than non- irrigated. No effects of irrigation were detected at strongly groundwater- influenced plots. On all investigation plots, the poplars produce more woody biomass as the willows. The older trees produce more woody biomass than the younger ones. The intra- annual trend of growth at the plots close to the groundwater is not influenced by the additional irrigation. At groundwater- distant plots, an effect of temporal prolongation of vertical growth caused by irrigation could be established. The phenological observations show a differentiation of leaf fall. Irrigated and non- irrigated plots show a similar date of termination of leaf fall. However, the leaf fall begins later at irrigated plots than at non- irrigated. No effect on the trend of foliation caused by the utilization of biologically treated wastewater is established. An irrigation of SRC with biologically treated wastewater is suitable for an increment of yield at groundwater- distant sites provided that site conditions are taken into account. It is, however, only economically feasible under certain conditions such as for example short distances to the place where the biologically treated wastewater is discharged, or where existing wastewater reservoirs can be used. An irrigation of SRC in the immediate vicinity of a purification plant or the utilization of pre-existing reservoirs is conceivable as a means of decreasing costs of transportation, storage and irrigation while increasing yield. / Kurzumtriebsplantagen (KUP) sind durch die regenerative Erzeugung einer hohen Dendromasse zur energetischen und stofflichen Verwertung gekennzeichnet. Aufgrund des im Vergleich zu konventionellen Ackerfrüchten höheren Wasserverbrauches muss eine ausreichende Wasserversorgung des jeweiligen Standortes für die Sicherung und Steigerung von Dendromasseerträgen in KUP gewährleistet sein. Eine Dendromasseerhöhung in KUP durch Zugabe von Klarwasser und Klärschlämmen wurde in früheren Untersuchungen nachgewiesen. Die Wirkung von biologisch geklärtem Abwasser auf das Wachstum von KUP ist dagegen weitgehend unbekannt. Die vorliegende Studie hat das Ziel, diese Wirkung zu untersuchen. In der Thüringer Ackerebene wurden Versuchsflächen eingerichtet, die neben den Feldaufnahmen auch eine standortangepasste Bewässerung zulässt. Die Verwendung von biologisch geklärtem Abwasser ermöglicht es, eine zusätzliche Wasserressource in Anspruch zu nehmen, ohne auf Frischwasserquellen zurückgreifen zu müssen. Die Untersuchungen sollten u. a. dazu dienen, folgende Hypothesen zu testen: Die Produktion höherer Biomasseerträge, unterteilt in Dendro- und Blattmasse, wird bei den bewässerten Beständen im Vergleich zu den unbewässerten angenommen. Die älteren und grundwasserbeeinflussten Bestände weisen eine höhere Biomasseproduktion auf als die jüngeren und grundwasserfernen. Zusätzlich eingesetztes biologisch geklärtes Abwasser verlängert die Vegetationszeit. Das bedeutet, dass der Blattaustrieb früher beginnt und der Laubfall verzögert wird. Die verschiedenen untersuchten Standorte der Thüringer Ackerebene weisen zwar hohe Ackerzahlen auf, zählen jedoch hinsichtlich der Niederschläge zu einer der trockensten Region Deutschlands. Gegenstand der Untersuchungen war es, welche Zusatzmengen an biologisch geklärtem Abwasser für die verschiedenen Standorte notwendig waren, um optimale Verhältnisse in der Bodenwasserversorgung für das Pflanzenwachstum zu schaffen. Die Bewässerungsmaßnahmen und meteorologischen Feldaufnahmen wurden auf verschiedenen Standorten von bis zu sechsjährigen Pappel- und Weidenplantagen durchgeführt. Der Bewässerungsbedarf der Bestände wurde mit einem Wasserhaushaltsmodell („ZEPHYR“) ermittelt. In Abhängigkeit von der Witterung, dem Boden und der Pflanzenentwicklung wurden der Zeitpunkt und die Höhe der Bewässerungsmenge berechnet. Das biologisch geklärte Abwasser wurde durch einen Tankwagen in Kombination mit einem Rohrleitungssystem und angeschlossenem Wasserzähler (Wasseruhr) auf die Flächen ausgebracht. Die Abwassergabe innerhalb der Parzelle erfolgte als Furchenbewässerung. Schwerpunkt der Untersuchungen war die jährliche Ermittlung der Nettoprimärproduktion, unterteilt in Dendro- und Blattmasse, und der innerjährliche Verlauf des Wachstums von bewässerten und unbewässerten Pappeln und Weiden in Abhängigkeit vom Bestandesalter und von der Bodenwasserversorgung. Dazu wurden innerhalb der Vegetationsperioden Messungen der Bestandesdendromasse, phänologische Beobachtungen und Messungen von Wasserhaushaltsgrößen auf grundwasserbeeinflussten und grundwasserfernen Standorten durchgeführt. Zudem wurden nach jeder Vegetationsperiode die Zuwächse der Versuchsbestände durch Vollkluppungen geschätzt. Mit den gemessenen Daten war es möglich, die Dendromassezuwächse von Pappel- und Weiden-KUP in Abhängigkeit vom Bestandesalter und von der Bodenwasserversorgung zu modellieren. Positive Ergebnisse durch die Bewässerung zeigen sich bezüglich der Dendromasseproduktion sowohl bei den grundwasserfernen als auch bei den leicht grundwasserbeeinflussten Beständen. Die bewässerten Bestände weisen eine größere Laub- und Dendromasse auf als die unbewässerten. Bei den stark grundwasserbeeinflussten Beständen sind keine Bewässerungseffekte nachzuweisen. Auf allen Versuchsflächen produzieren die Pappeln mehr Dendromasse als die Weiden. Die älteren Bestände bilden mehr Dendromasse als die jüngeren. Der innerjährliche Wachstumsverlauf wird bei grundwassernahen Beständen durch die Zusatzbewässerung nicht beeinflusst. Bei grundwasserfernen Standorten ist ein Bewässerungseffekt, der eine zeitliche Verlängerung des Höhenwachstums verursacht, festzustellen. Die phänologischen Beobachtungen zeigen eine Differenzierung des Laubfalles. Bewässerte und unbewässerte Bestände weisen ein ähnliches Datum der Beendigung des Laubfalles auf. Allerdings setzt der Laubfall bei den bewässerten Beständen später als bei den unbewässerten ein. Ein Einfluss der Zusatzbewässerung auf den Verlauf des Blattaustriebes wird nicht nachgewiesen. Eine Bewässerung von KUP mit biologisch geklärtem Abwasser ist unter Beachtung standörtlicher Voraussetzungen für eine Ertragssteigerung auf grundwasserfernen Standorten geeignet. Sie ist aber nur dann zu rechtfertigen, wenn betriebswirtschaftliche Rahmenbedingungen, wie z. B. kurze Entfernungen zum Ort der Ausbringung des biologisch geklärten Abwassers oder die Nutzung von bereits existierenden Abwasserspeichern, eingehalten werden. Denkbar wäre eine Bewässerung von KUP im direkten Umfeld einer Kläranlage oder die Nutzung bereits vorhandener Wasserspeicher, um die Transport-, Speicher- und Bewässerungskosten bei gleichzeitiger Ertragserhöhung zu senken.

Due to renewable production of woody biomass, Short Rotation Coppices (SRC) are suitable for energetic and material utilization. Compared to conventional arable crops, SRC consume more water and therefore, sufficient water supply is mandatory in order to protect the yield of woody biomass. In previous studies, an increment of woody biomass in SRC due to the irrigation with clear water and sewage sludge was proved. The effect of biologically treated wastewater on the growth of SRC is, however, largely unknown. The objective of this study is to investigate this effect. Experimental plots were established in the lowland of Thuringia to carry out field recordings and irrigations which were adapted to site conditions. The utilization of biologically treated wastewater enables the use of an additional water resource without consuming fresh water sources. The investigations serve to test the following hypotheses: The production of higher yields of biomass - divided into woody and leafy biomass - is assumed at the irrigated plots compared to the non- irrigated plots. Older and groundwater- influenced plots show a higher biomass production as the younger and groundwater- distant plots. The use of biologically treated wastewater in addition prolongs the growing season. That means that foliation time commences earlier and leaf fall is delayed. The different sites located in the Thuringian lowlands which were investigated show high site quality indexes, however, they also belong to one of the driest regions of Germany due to their low precipitation. The subject of investigation was to determine the additional amount of biologically treated wastewater required to create optimum conditions in soil water supply for plant growth. The irrigation measures and meteorological field recordings were implemented at different sites of up to six years old poplar and willow plantations. The irrigation requirements of the plots were determined based on a water budget model (ZEPHYR). Dependent on weather, soil and growth conditions the time and quantity of irrigation were calculated. The biologically treated wastewater was irrigated at the plots using a tank wagon in combination with a pipe system and connected water meter. The wastewater transfer within the plot was carried out by means of furrow irrigation. The main focus of the investigations was to determine the annual net primary production divided into woody and leafy biomass and the intra- annual trend of growth of irrigated and non- irrigated poplars and willows in dependence of age and soil water supply. For that purpose, measurements of woody biomass, phenological observations and measurements of water balance values on groundwater- influenced and groundwater- distant sites were carried out during vegetation time. Moreover, following each period of vegetation, the increment of woody biomass of the investigation plots was estimated due to complete recordings. It was possible to model the increment of woody biomass of poplar and willow plantations dependent on age and soil water supply based on measured data. The irrigation with biologically treated wastewater shows positive effects in production of woody biomass at both, groundwater- distant and slightly groundwater- influenced plots. Irrigated trees show a higher leafy and woody biomass than non- irrigated. No effects of irrigation were detected at strongly groundwater- influenced plots. On all investigation plots, the poplars produce more woody biomass as the willows. The older trees produce more woody biomass than the younger ones. The intra- annual trend of growth at the plots close to the groundwater is not influenced by the additional irrigation. At groundwater- distant plots, an effect of temporal prolongation of vertical growth caused by irrigation could be established. The phenological observations show a differentiation of leaf fall. Irrigated and non- irrigated plots show a similar date of termination of leaf fall. However, the leaf fall begins later at irrigated plots than at non- irrigated. No effect on the trend of foliation caused by the utilization of biologically treated wastewater is established. An irrigation of SRC with biologically treated wastewater is suitable for an increment of yield at groundwater- distant sites provided that site conditions are taken into account. It is, however, only economically feasible under certain conditions such as for example short distances to the place where the biologically treated wastewater is discharged, or where existing wastewater reservoirs can be used. An irrigation of SRC in the immediate vicinity of a purification plant or the utilization of pre-existing reservoirs is conceivable as a means of decreasing costs of transportation, storage and irrigation while increasing yield. / Kurzumtriebsplantagen (KUP) sind durch die regenerative Erzeugung einer hohen Dendromasse zur energetischen und stofflichen Verwertung gekennzeichnet. Aufgrund des im Vergleich zu konventionellen Ackerfrüchten höheren Wasserverbrauches muss eine ausreichende Wasserversorgung des jeweiligen Standortes für die Sicherung und Steigerung von Dendromasseerträgen in KUP gewährleistet sein. Eine Dendromasseerhöhung in KUP durch Zugabe von Klarwasser und Klärschlämmen wurde in früheren Untersuchungen nachgewiesen. Die Wirkung von biologisch geklärtem Abwasser auf das Wachstum von KUP ist dagegen weitgehend unbekannt. Die vorliegende Studie hat das Ziel, diese Wirkung zu untersuchen. In der Thüringer Ackerebene wurden Versuchsflächen eingerichtet, die neben den Feldaufnahmen auch eine standortangepasste Bewässerung zulässt. Die Verwendung von biologisch geklärtem Abwasser ermöglicht es, eine zusätzliche Wasserressource in Anspruch zu nehmen, ohne auf Frischwasserquellen zurückgreifen zu müssen. Die Untersuchungen sollten u. a. dazu dienen, folgende Hypothesen zu testen: Die Produktion höherer Biomasseerträge, unterteilt in Dendro- und Blattmasse, wird bei den bewässerten Beständen im Vergleich zu den unbewässerten angenommen. Die älteren und grundwasserbeeinflussten Bestände weisen eine höhere Biomasseproduktion auf als die jüngeren und grundwasserfernen. Zusätzlich eingesetztes biologisch geklärtes Abwasser verlängert die Vegetationszeit. Das bedeutet, dass der Blattaustrieb früher beginnt und der Laubfall verzögert wird. Die verschiedenen untersuchten Standorte der Thüringer Ackerebene weisen zwar hohe Ackerzahlen auf, zählen jedoch hinsichtlich der Niederschläge zu einer der trockensten Region Deutschlands. Gegenstand der Untersuchungen war es, welche Zusatzmengen an biologisch geklärtem Abwasser für die verschiedenen Standorte notwendig waren, um optimale Verhältnisse in der Bodenwasserversorgung für das Pflanzenwachstum zu schaffen. Die Bewässerungsmaßnahmen und meteorologischen Feldaufnahmen wurden auf verschiedenen Standorten von bis zu sechsjährigen Pappel- und Weidenplantagen durchgeführt. Der Bewässerungsbedarf der Bestände wurde mit einem Wasserhaushaltsmodell („ZEPHYR“) ermittelt. In Abhängigkeit von der Witterung, dem Boden und der Pflanzenentwicklung wurden der Zeitpunkt und die Höhe der Bewässerungsmenge berechnet. Das biologisch geklärte Abwasser wurde durch einen Tankwagen in Kombination mit einem Rohrleitungssystem und angeschlossenem Wasserzähler (Wasseruhr) auf die Flächen ausgebracht. Die Abwassergabe innerhalb der Parzelle erfolgte als Furchenbewässerung. Schwerpunkt der Untersuchungen war die jährliche Ermittlung der Nettoprimärproduktion, unterteilt in Dendro- und Blattmasse, und der innerjährliche Verlauf des Wachstums von bewässerten und unbewässerten Pappeln und Weiden in Abhängigkeit vom Bestandesalter und von der Bodenwasserversorgung. Dazu wurden innerhalb der Vegetationsperioden Messungen der Bestandesdendromasse, phänologische Beobachtungen und Messungen von Wasserhaushaltsgrößen auf grundwasserbeeinflussten und grundwasserfernen Standorten durchgeführt. Zudem wurden nach jeder Vegetationsperiode die Zuwächse der Versuchsbestände durch Vollkluppungen geschätzt. Mit den gemessenen Daten war es möglich, die Dendromassezuwächse von Pappel- und Weiden-KUP in Abhängigkeit vom Bestandesalter und von der Bodenwasserversorgung zu modellieren. Positive Ergebnisse durch die Bewässerung zeigen sich bezüglich der Dendromasseproduktion sowohl bei den grundwasserfernen als auch bei den leicht grundwasserbeeinflussten Beständen. Die bewässerten Bestände weisen eine größere Laub- und Dendromasse auf als die unbewässerten. Bei den stark grundwasserbeeinflussten Beständen sind keine Bewässerungseffekte nachzuweisen. Auf allen Versuchsflächen produzieren die Pappeln mehr Dendromasse als die Weiden. Die älteren Bestände bilden mehr Dendromasse als die jüngeren. Der innerjährliche Wachstumsverlauf wird bei grundwassernahen Beständen durch die Zusatzbewässerung nicht beeinflusst. Bei grundwasserfernen Standorten ist ein Bewässerungseffekt, der eine zeitliche Verlängerung des Höhenwachstums verursacht, festzustellen. Die phänologischen Beobachtungen zeigen eine Differenzierung des Laubfalles. Bewässerte und unbewässerte Bestände weisen ein ähnliches Datum der Beendigung des Laubfalles auf. Allerdings setzt der Laubfall bei den bewässerten Beständen später als bei den unbewässerten ein. Ein Einfluss der Zusatzbewässerung auf den Verlauf des Blattaustriebes wird nicht nachgewiesen. Eine Bewässerung von KUP mit biologisch geklärtem Abwasser ist unter Beachtung standörtlicher Voraussetzungen für eine Ertragssteigerung auf grundwasserfernen Standorten geeignet. Sie ist aber nur dann zu rechtfertigen, wenn betriebswirtschaftliche Rahmenbedingungen, wie z. B. kurze Entfernungen zum Ort der Ausbringung des biologisch geklärten Abwassers oder die Nutzung von bereits existierenden Abwasserspeichern, eingehalten werden. Denkbar wäre eine Bewässerung von KUP im direkten Umfeld einer Kläranlage oder die Nutzung bereits vorhandener Wasserspeicher, um die Transport-, Speicher- und Bewässerungskosten bei gleichzeitiger Ertragserhöhung zu senken.

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.

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The cultivation of fast growing tree species on arable land is deemed to be one of the most promising alternatives amongst the approaches to the cultivation of renewable resources currently available. As the site factors influencing the growth of poplar and willow have not yet been sufficiently identified and quantified, it is not possible to provide reliable national yield expectations as a function of the prevailing soil and climate conditions at a particular site on the basis of the data currently available. The main objective of this study, therefore, was to develop a supraregional site-based yield model for the assessment of yield expectations for poplar and willow grown on arable land over short rotations. In order to achieve this goal, a total of 38 research sites were established across as many regions of Germany as possible. The clones selected for the experiment were the poplar clones Max 1, Hybride 275 (H 275) and AF 2, and the willow clones Inger and Tordis. Each site was also characterised, on the basis of climate and soil data. From the site parameters recorded, variables were defined for modelling purposes. The climate variables comprised temperature (T), precipitation (N) and aridity index (TI) derived from total or average values from selected periods during the year and during the vegetation period. Within the variables the months were indexed as numbers (January = 1), periods were separated by comma. Parameters of the German soil appraisal such as the condition grade (ZS), the soil quality index value (BZ) and the arable land quality index value (AZ) were used as soil variables. The selected texture parameters were the proportions of sand (S[%]), silt (U[%]) and clay (T[%]). Variables of the pore space parameters were the available field moisture capacity (nFK), the air capacity (LK) and the dry bulk density (TRD). Both the texture and the pore space variables referred to a soil depth of 0 to 60 cm. To increase the precision of the results, site clusters were derived, differentiated by main soil type, and the variables were aggregated. The dGZ, measured in odt ha-1 a-1,at the end of the first three-year rotation was chosen as the dependent variable. The main results of the study are outlined in the following: Negative correlations between dGZ and temperatures in the vegetation period, especially in the months July to September, were observed on the sandy and loamy soils. Precipitation variables always had a positive effect on the growth of poplar and willow across all clones and site clusters. Taking into consideration all experimental sites, precipitation in the period from May to July was most important. The parameters of the German soil appraisal revealed a moderate correlation with growth for all sites. From the appraisal of all sites and of the individual site clusters it became apparent that U[%] represents the most important texture variable for poplar and willow growth. Considered for all sites simultaneously, the nFK had the greatest significance for growth across all of the parameters examined. The site-based yield models were all univariate and often comprised aggregated variables. Under consideration of all sites, the model predictors for Max 1, Inger and Tordis were (nFK * TI5.7) and (nFK * N5.7) for AF 2. Each model was calculated with the inverse or sigmoid approach and revealed an R²korr between 0.45 and 0.64 with a RMSE of an average of 2.0 odt ha-1 a-1. The division into site clusters improved the accuracy of the models considerably. In the sandy site cluster, the models exhibited an R²korr of 0.77 to 0.97 and an RMSE of 0.95 to 1.36 odt ha-1 a-1. These comprised (U[%]* N6.7) for Max 1 and F 2, (S[%]/ TI6.7) for H 275 and (S[%]* T7.8) for Inger and Tordis. For the silty site cluster, significant models could only be determined for the clones Max 1 and Tordis. The model predictor for Max 1 was (BZ * TI4.5) and for Tordis solely (BZ). The calculated R²korr values were 0.84 and 0.95 with a corresponding RMSE of 0.22 and 0.62 odt ha-1 a-1, respectively. For the loamy soils the models for Max 1 and Inger comprised the variable nFK, for AF 2 the variables (nFK * N5.6). R²korr varied between 0.86 and 0.98 with RMSE between 0.56 and 1.21 odt ha-1 a-1.

Durch das Ansteigen der Weltbevölkerung und das wirtschaftliche Aufstreben insbesondere der Entwicklungs- und Schwellenländer wird die Nachfrage nach dem Rohstoff Holz beträchtlich wachsen. Gleichzeitig ist die Entwicklung der weltweiten Waldfläche rückläufig. Eine wesentliche Frage für die nationalen Volkswirtschaften wird in der Zukunft sein, den bereits jetzt knapp werdenden Rohstoff Holz in ausreichendem Maße zur Verfügung zu stellen. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit ertragskundlicher Analyse von Gehölzsystemen und den Möglichkeiten der Ertragssteigerung am Beispiel des Bundeslandes Sachsen. Im Zentrum stehen vor allem Kurzumtriebsplantagen im Vergleich mit Schlagweisen Hochwäldern. / The rise in the global population and in the economic ambitions of the developing and newly industrialising nations in particular will prompt a significant increase in the demand for wood. While these developments are taking place, however, the area of forest cover globally is in decline. An issue of central importance for national economies in the years to come will concern their ability to secure an adequate supply of the already limited raw material wood. Against this background, the study presented herein focuses on analyses of the yields provided by certain wood production systems and on the options to increase this yield. The study addresses the issue on the basis of the example of the German federal state Sachsen. A focal point of the study is short rotation coppice plantations, contrasted against age-class high forest stands.

The cultivation of fast growing tree species on arable land is deemed to be one of the most promising alternatives amongst the approaches to the cultivation of renewable resources currently available. As the site factors influencing the growth of poplar and willow have not yet been sufficiently identified and quantified, it is not possible to provide reliable national yield expectations as a function of the prevailing soil and climate conditions at a particular site on the basis of the data currently available. The main objective of this study, therefore, was to develop a supraregional site-based yield model for the assessment of yield expectations for poplar and willow grown on arable land over short rotations. In order to achieve this goal, a total of 38 research sites were established across as many regions of Germany as possible. The clones selected for the experiment were the poplar clones Max 1, Hybride 275 (H 275) and AF 2, and the willow clones Inger and Tordis. Each site was also characterised, on the basis of climate and soil data. From the site parameters recorded, variables were defined for modelling purposes. The climate variables comprised temperature (T), precipitation (N) and aridity index (TI) derived from total or average values from selected periods during the year and during the vegetation period. Within the variables the months were indexed as numbers (January = 1), periods were separated by comma. Parameters of the German soil appraisal such as the condition grade (ZS), the soil quality index value (BZ) and the arable land quality index value (AZ) were used as soil variables. The selected texture parameters were the proportions of sand (S[%]), silt (U[%]) and clay (T[%]). Variables of the pore space parameters were the available field moisture capacity (nFK), the air capacity (LK) and the dry bulk density (TRD). Both the texture and the pore space variables referred to a soil depth of 0 to 60 cm. To increase the precision of the results, site clusters were derived, differentiated by main soil type, and the variables were aggregated. The dGZ, measured in odt ha-1 a-1,at the end of the first three-year rotation was chosen as the dependent variable. The main results of the study are outlined in the following: Negative correlations between dGZ and temperatures in the vegetation period, especially in the months July to September, were observed on the sandy and loamy soils. Precipitation variables always had a positive effect on the growth of poplar and willow across all clones and site clusters. Taking into consideration all experimental sites, precipitation in the period from May to July was most important. The parameters of the German soil appraisal revealed a moderate correlation with growth for all sites. From the appraisal of all sites and of the individual site clusters it became apparent that U[%] represents the most important texture variable for poplar and willow growth. Considered for all sites simultaneously, the nFK had the greatest significance for growth across all of the parameters examined. The site-based yield models were all univariate and often comprised aggregated variables. Under consideration of all sites, the model predictors for Max 1, Inger and Tordis were (nFK * TI5.7) and (nFK * N5.7) for AF 2. Each model was calculated with the inverse or sigmoid approach and revealed an R²korr between 0.45 and 0.64 with a RMSE of an average of 2.0 odt ha-1 a-1. The division into site clusters improved the accuracy of the models considerably. In the sandy site cluster, the models exhibited an R²korr of 0.77 to 0.97 and an RMSE of 0.95 to 1.36 odt ha-1 a-1. These comprised (U[%]* N6.7) for Max 1 and F 2, (S[%]/ TI6.7) for H 275 and (S[%]* T7.8) for Inger and Tordis. For the silty site cluster, significant models could only be determined for the clones Max 1 and Tordis. The model predictor for Max 1 was (BZ * TI4.5) and for Tordis solely (BZ). The calculated R²korr values were 0.84 and 0.95 with a corresponding RMSE of 0.22 and 0.62 odt ha-1 a-1, respectively. For the loamy soils the models for Max 1 and Inger comprised the variable nFK, for AF 2 the variables (nFK * N5.6). R²korr varied between 0.86 and 0.98 with RMSE between 0.56 and 1.21 odt ha-1 a-1.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Problemstellung 1 1.2 Zielstellung 3 2 Hintergrund 4 2.1 Energieziele Deutschlands 4 2.1.1 Flächen- und Nutzungskonkurrenz mit der Forstwirtschaft 4 2.1.2 Flächen- und Nutzungskonkurrenz mit der Landwirtschaft 5 2.2 Anbau schnellwachsender Baumarten 6 2.2.1 Anbau im Kurzumtrieb 7 2.3 Verwendete Baumarten in Kurzumtriebsplantagen 11 2.3.1 Pappel 11 2.3.2 Weide 13 2.3.3 Anmerkung Züchtung 14 2.4 Leistung von Kurzumtriebsplantagen mit Pappel und Weide in zwei- bis dreijähriger Umtriebs-zeit 15 2.5 Ertragsdynamik und leistungsbeeinflussende Faktoren von Kurzumtriebsplantagen 17 2.5.1 Baumart und Klon 18 2.5.2 Umtriebszeit und Bestandesdichte 19 2.5.3 Standortanforderungen 21 2.5.3.1 Reichliche Wasserversorgung 21 2.5.3.2 Lockere Böden 22 2.5.3.3 Ausreichende Mineralstoffzufuhr 23 2.5.3.4 Wachstumsangepasste Bodenreaktion 23 2.5.3.5 Wärme 23 2.5.3.6 Bodenschätzungskennwerte 24 2.5.3.7 Textur 24 2.5.3.8 Standorte der Pappel 24 2.6 Waldwachstumsmodellierung mit Schwerpunkt in Kurzumtriebsplantagen 25 2.6.1 Empirische Modelle 26 2.6.1.1 Pappelmodell nach ALI (2009) 26 2.6.1.2 Pappel- und Weidenmodell nach AYLOTT et al. (2008) 27 2.6.1.3 Leistungsbeeinflussende Standorteigenschaften für Pappel und Weide nach BERGANTE et al. (2010) 28 2.6.2 Mechanistische Modelle 29 3 Material und Methoden 33 3.1 Flächenanlage und Versuchsdesign 33 3.1.1 Flächenvorbereitung und Pflegemaßnahmen 37 3.1.2 Prüfglieder 39 3.1.2.1 Pappelklon Max 1 39 3.1.2.2 Pappelklon H 275 39 3.1.2.3 Pappelklon AF 2 40 3.1.2.4 Weidenklon Inger 41 3.1.2.5 Weidenklon Tordis 41 3.2 Klimatische Standortcharakterisierung 42 3.2.1 Temperatur 44 3.2.2 Niederschlag 46 3.3 Bodenkundliche Standortcharakterisierung 47 3.3.1 Profilansprache und allgemeine Standortinformationen 48 3.3.2 Durchführung der Probennahme 48 3.3.3 Bodenphysikalische Untersuchungen 49 3.3.4 Grundwassereinfluss 49 3.3.5 Bodenchemische Untersuchungen 50 3.3.6 Bodenschätzungskennwerte 50 3.3.7 Zusammenfassende Betrachtung der bodenkundlichen Charakteristika 51 3.4 Bestandesaufnahmen und Ernte 55 3.4.1 Anwuchs- und Überlebensrate 55 3.4.2 Anzahl an Höhentrieben 55 3.4.3 Höhe 55 3.4.4 Durchmesser 55 3.4.5 Ertragsbestimmung 55 3.4.5.1 Biomassefunktionen 56 3.4.5.2 Systematische Teilbeernteung der Kernparzelle 56 3.5 Identifizierung von leistungsbeeinflussenden Standorteigenschaften und Entwicklung standortbasierter Ertragsmodelle 57 3.5.1 Variablenwahl und -bildung 58 3.5.1.1 Klima 58 3.5.1.2 Bodenschätzung 59 3.5.1.3 Textur 59 3.5.1.4 Porenraum 59 3.5.1.5 Aggregierte Variablen 60 3.5.1.6 Weitere Einflussgrößen 60 3.5.1.7 Abhängige Variable 61 3.5.2 Standortcluster 61 3.6 Datenbasis der standortbasierten Ertragsmodellierung 61 3.7 Ertragsteigerungfaktor 63 3.8 EDV und Statistik 65 3.8.1 Varianzanalyse 65 3.8.2 Korrelationsanalyse 66 3.8.3 Regressionsanalyse 66 3.8.3.1 Nicht-lineare Regression 68 3.8.3.2 Evaluierungsgrößen 69 4 Ergebnisse 71 4.1 Waldwachstumskundliche Ergebnisse 71 4.1.1 Anwuchs- und Überlebensrate 71 4.1.2 Anzahl an Höhentrieben 72 4.1.3 Übersicht Bestandesdimensionen und Wuchsleistung 73 4.1.4 Höhe 75 4.1.5 Durchmesser 77 4.1.6 Durchschnittlicher Gesamtzuwachs 81 4.1.7 Biomassefunktionen 84 4.1.7.1 Wahl der unabhängigen Variablen 84 4.1.7.2 Einfluss der Gattung und des Klons 85 4.1.7.3 Einfluss der Bestandesmittelhöhe 85 4.1.7.4 Allgemeingültige Biomassefunktionen 87 4.2 Leistungsbeeinflussende Standorteigenschaften 88 4.2.1 Temperatur 88 4.2.2 Niederschlag 90 4.2.3 Trockenheitsindex 92 4.2.4 Bodenschätzungskennwerte 94 4.2.5 Textur 96 4.2.6 Porenraum 99 4.2.7 Korrelation zwischen unabhängigen Variablen 102 4.2.8 Aggregierte Variablen 102 4.2.9 Weitere Einflussgrößen 105 4.2.9.1 Vornutzung 105 4.2.9.2 Bodentyp 106 4.2.9.3 Grundwasser 106 4.3 Standortbasierte Ertragsmodellierung 107 4.3.1 Standortcluster ALL 107 4.3.2 Standortcluster S 110 4.3.3 Standortcluster U 113 4.3.4 Standortcluster L 115 4.4 Ertragssteigerungsfaktoren und Ertragssteigerung in Folgerotationen 118 5 Diskussion 122 5.1 Material und Methodik 122 5.1.1 Versuchsflächen 122 5.1.2 Modellierung und Variablenbildung 123 5.2 Waldwachstumskundliche Ergebnisse 124 5.2.1 Anwuchs- und Überlebensrate 124 5.2.2 Anzahl an Höhentrieben 125 5.2.3 Höhe 125 5.2.4 Durchmesser 126 5.2.5 Durchschnittlicher Gesamtzuwachs 126 5.2.6 Biomassefunktionen 128 5.3 Leistungsbeinflussende Standorteigenschaften 129 5.3.1 Temperatur 129 5.3.2 Niederschlag 130 5.3.3 Trockenheitsindex 132 5.3.4 Bodenschätzungskennwerte 132 5.3.5 Textur 133 5.3.6 Porenraum 134 5.3.7 Aggregierte Variablen 135 5.3.8 Weitere Einflussgrößen 136 5.4 Standortbasierte Ertragsmodellierung 136 5.4.1 Standortcluster ALL 137 5.4.2 Standortcluster S 138 5.4.3 Standortcluster U 138 5.4.4 Standortcluster L 138 5.4.5 Vergleich mit anderen Modellen 138 5.5 Ertragssteigerungsfaktoren und Ertragsteigerung in Folgerotationen 140 6 Schlussfolgerungen und Ausblick 141 7 Zusammenfassung 144 8 Literatur 156 9 Anhang 176

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

Durch das Ansteigen der Weltbevölkerung und das wirtschaftliche Aufstreben insbesondere der Entwicklungs- und Schwellenländer wird die Nachfrage nach dem Rohstoff Holz beträchtlich wachsen. Gleichzeitig ist die Entwicklung der weltweiten Waldfläche rückläufig. Eine wesentliche Frage für die nationalen Volkswirtschaften wird in der Zukunft sein, den bereits jetzt knapp werdenden Rohstoff Holz in ausreichendem Maße zur Verfügung zu stellen. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit ertragskundlicher Analyse von Gehölzsystemen und den Möglichkeiten der Ertragssteigerung am Beispiel des Bundeslandes Sachsen. Im Zentrum stehen vor allem Kurzumtriebsplantagen im Vergleich mit Schlagweisen Hochwäldern. / The rise in the global population and in the economic ambitions of the developing and newly industrialising nations in particular will prompt a significant increase in the demand for wood. While these developments are taking place, however, the area of forest cover globally is in decline. An issue of central importance for national economies in the years to come will concern their ability to secure an adequate supply of the already limited raw material wood. Against this background, the study presented herein focuses on analyses of the yields provided by certain wood production systems and on the options to increase this yield. The study addresses the issue on the basis of the example of the German federal state Sachsen. A focal point of the study is short rotation coppice plantations, contrasted against age-class high forest stands.