Agro-economic policy analysis with the regional production model ACRE : a case study for Baden-Wuerttemberg

Abstract

Since its introduction the Common Agricultural Policy (CAP) of the European Union (EU) has undergone several reforms in order to adapt policy instruments and enable the agricultural sector to fulfil multiple functions with respect to economic, supply and environmental objectives. In the German federal state Baden-Wuerttemberg agricultural production is characterized by regional heterogeneity. Therefore it is important to estimate the impacts resulting from changes in the CAP at a detailed regional level. In this study the agricultural policy model ACRE (Agro-eConomic pRoduction model at rEgional level) has been used to simulate different policy scenarios and to analyze regional economic, production and environmental impacts. In particular the study aims to address the following research questions: What are the regional impacts of different policy measures in the German federal state Baden-Wuerttemberg with respect to economic, production and environmental objectives? How suitable are the simulated policy measures for achieving the policy objectives of the CAP 2003 reform, as well as the objectives of subsidy reduction, promotion of energy crop production, reduction of environmental pollution and promotion of agro-environmental measures? How suitable is the regional supply model ACRE as a tool for policy analysis and policy decision support? In order to address the research questions, ACRE has been updated, adapted and extended to simulate agricultural production in the federal state Baden-Wuerttemberg at NUTS3 level. The policy scenarios simulated in this study are defined to cover recent discussions on the future development of the CAP and their results are analysed according to a regional framework for NUTS3 counties, farm types and the complete model region. The simulation of the reference year (REF) implies the policy reform Agenda 2000 in the simulation year 2000. Thus, REF represents the observed situation of regional agricultural production on whose statistical data ACRE is calibrated. The scenario CAP2003 simulates the policy measures of the CAP 2003 reform in the simulation year 2015. Assumptions of increased yields and prices as well as harmonized direct payments for arable land and grassland result in an increase in income as well as in an increase of subsidy volume. In the entire model region Baden-Wuerttemberg cereal production increases while the production of fattening bulls and pigs decreases. Increases in crop production intensity result in an increase in environmental pollution. The scenario CAP2003 is used as the baseline scenario to compare the results of simulated policy scenarios which are delineated in the following paragraphs only with the most important results for the complete model region Baden-Wuerttemberg. In two subsidy reduction scenarios the simulated policy instruments aim to reduce subsidy volume by reducing Pillar 1 payments by 60% and by shifting 70% of the money from Pillar 1 to Pillar 2 respectively. Both scenarios result in the positive impact of a decrease in subsidy volume, but show a negative impact, especially an increase of abandoned land. In two energy crop scenarios the production of energy maize is simulated under the assumption that different situations in energy policy and energy markets result in different competitiveness between production of energy maize and food. In both scenarios energy crop production partially replaces cereal production, although the extent varies according to the high or small level of competitiveness between production of energy maize and food. Impacts on agricultural income and subsidies are small while increased environmental pressure is expected in the event of a significant expansion in energy crop production. Two nitrogen reduction scenarios simulate policy measures according to the water framework directive (WFD) and the OSPAR convention. The scenario according to the WFD (limitation of organic nitrogen input to a maximum of 170kg nitrogen per hectare) does not result in any impacts. In contrast, the scenario according to the OSPAR convention (reduction of nitrogen input quantities by 10%) results in a decrease in environmental pollution and is accompanied by a reduction of income and reduction of agricultural production under land abandonment. In the scenario of mandatory agri-environmental measures (AEM) it is assumed that the area with applied AEM is extended. The increase of AEM area results in a decrease in cereal production and a reduction of environmental pollution, while income decreases only slightly. Two combined scenarios simulate a mix of different policy and market situations which provoke an intensive and an extensive agricultural production. The results of these scenarios illustrate the interaction of the single policy measures. The measures of subsidy reduction have similar reducing impacts on income and subsidy volume in both scenarios. In the intensive production scenario high competitive energy crop production and a less restrictive nitrogen restriction result in a compensation effect of land abandonment by extension of energy crop area. In the extensive production scenarios, less competitive energy crop production and a high restrictive nitrogen constraint result in reduced agricultural production, increased land abandonment and reduced environmental pressure. In order to evaluate the impact of the simulated policy measures on the achievement of policy objectives the results of all scenarios are compared and ranked according to their impact on the policy objectives. The analyses of the model results show impacts of policy measures which are likely to be expected. However, the analyses at NUTS3 as well as farm types' level reveal that the impacts of the policy measures can be regionally quite different. Thus the detailed regional model results clearly show that (and where) the implementation of agricultural policy measures requires a regional specific evaluation and monitoring. In order to discuss the study with regard to the methods applied and the outcome, a final strengths and weaknesses analysis was conducted. The analysis highlights the strengths of the study (e.g. the model validation, the regional analysis of different policy scenarios, the possibility of cooperation with regional stakeholders). The validation and the results of the study also show that ACRE is a suitable tool for regional agricultural policy analysis and policy decision support. Supplementary work could help to overcome single shortcomings and caveats and to further develop the model. However, ACRE can already be used now as a useful tool for the regional agricultural policy analysis of the CAP in Baden-Wuerttemberg.

Seit ihrer Einführung wurde die Gemeinsamen Agrarpolitik (GAP) der Europäischen Union (EU) mehrmals reformiert und ihre Politikinstrumente angepasst um der Multifunktionalität des Agrarsektors im Hinblick auf ökonomische Ziele, sowie Produktions- und umweltrelevante Zielsetzungen gerecht zu werden. Im deutschen Bundesland Baden-Württemberg ist die Agrarproduktion regional sehr heterogen. Daher ist es notwendig die Auswirkungen die sich aus Änderungen in der GAP ergeben auf regionaler Ebene detailliert zu untersuchen. In dieser Studie wurde das Agrarpolitikmodel ACRE (Agro-eConomic pRoduction model at rEgional level) angewendet um verschiedene Politikszenarien zu simulieren und die entsprechenden regionalen ökonomischen, Produktions- und Umweltauswirkungen zu analysieren. Die Studie adressiert insbesondere folgende Fragestellungen: Welche regionalen Auswirkungen haben unterschiedliche Politikmaßnahmen im deutschen Bundesland Baden-Württemberg in Bezug auf ökonomische, Produktions- und umweltrelevante Zielsetzungen? Wie geeignet sind die simulierten Politikmaßnahmen um die angestrebten Politikziele Reduzierung der Prämienzahlungen, Förderung von Bioenergiepflanzenproduktion, Reduzierung von Stickstoffeintrag und Ausweitung von Agrarumweltmaßnahmen zu erreichen? Wie geeignet ist das regionale Produktionsmodel ACRE als Instrument zur Politikanalyse und Politikberatung? Zur Beantwortung der Forschungsfragen wurde ACRE aktualisiert, angepasst und erweitert um die Agrarproduktion in Baden-Württemberg auf NUTS3 Ebene zu simulieren. Die in dieser Studie simulierten Politikszenarien wurden so gestaltet, dass sie die Aspekte der aktuellen Diskussion über die zukünftige Entwicklung der europäischen Agrarpolitik repräsentieren. Die Szenarienergebnisse werden jeweils auf NUTS3 Ebene, für Farmtypen und für die gesamte Modelregion analysiert. Die Simulation des Basisjahres (REF) impliziert die Agrarpolitikreform Agenda 2000 im Simulationsjahr 2000. Somit repräsentiert REF die beobachtete Situation der regionalen Agrarproduktion auf deren statistischen Basisdaten ACRE kalibriert wurde. Das Szenario CAP2003 simuliert Politikmaßnahmen der Agrarpolitikreform GAP 2003 im Simulationsjahr 2015. Sowohl die Annahmen von steigenden Erträgen und Preisen als auch harmonisierte Direktzahlungen für Ackerland und Grünland bewirken einen Anstieg von Einkommen und Prämienvolumen. In der gesamten Modelregion Baden-Württemberg steigt die Getreideproduktion während die Produktion von Bullen und Schweinen sinkt. Der Intensitätsanstieg in der Pflanzenproduktion hat einen Anstieg der Umweltbelastung zur Folge. Das Szenario CAP2003 wird als Referenzszenario benutzt mit welchem die Ergebnisse der anderen simulierten Politikszenarien verglichen werden. Nachfolgend werden die wichtigsten Ergebnisse der weiteren Politikszenarien für die gesamte Modelregion Baden-Württemberg kurz beschrieben. In zwei Prämienreduzierungsszenarien adressieren die simulierten Politikinstrumente das Ziel einer Reduzierung des Prämienvolumens in unterschiedlicher Weise. In einem Szenario werden die Zahlungen der Ersten Säule um 60% reduziert und im anderen Szenario werden 70% der Budgetzahlungen von der Ersten Säule zur Zweiten Säule verschoben. Die Ergebnisse beider Szenarien zeigen sowohl die positiven Auswirkungen auf das Prämienvolumen als auch die negativen Auswirkungen in Form von sinkendem landwirtschaftlichem Einkommen und aus der Produktion fallende Agrarflächen. Zwei Energiepflanzenproduktionsszenarien simulieren die Produktion von Energiemais, unter der Annahme dass unterschiedliche Gegebenheiten in der Energiepolitik und des Energiemarktes zu einer unterschiedlichen Wettbewerbsfähigkeit zwischen der Produktion von Energiemais und Nahrungsmitteln führt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Auswirkungen auf das landwirtschaftliche Einkommen und Prämienvolumen gering sind, hingegen wird im Falle einer starken Ausweitung der Energiemaisproduktion eine steigende Umweltbelastung erwartet. In zwei Stickstoffreduzierungsszenarien werden die Politikmaßnahmen der Wasserrahmenrichtlinie (WRL) und der OSPAR Konvention simuliert. Im WRL Szenario zeigt die Limitierung des Eintrags von organischem Stickstoff auf maximal 170kg Stickstoff pro Hektar keine Auswirkungen. Im Gegensatz dazu zeigt das OSPAR Szenario (Reduzierung des Stockstoffeintrags um 10%) eine abnehmende Umweltbelastung, während das landwirtschaftliche Einkommen und die Agrarproduktion zurückgehen und Agrarflächen aus der Produktion fallen. Im Szenario der verbindlichen Agrarumweltmaßnahmen (AUM) wird eine Ausdehnung der Flächen die nach entsprechenden AUM bewirtschaftet werden angenommen. Die Ausdehnung der AUM bewirkt einen Rückgang der Getreideproduktion und eine Verminderung der Umweltbelastung begleitet von nur gering sinkendem Einkommen. Zwei kombinierte Szenarien simulieren Kombinationen aus verschiedenen Politik- und Marktsituationen, welche entweder eine intensive oder extensive Agrarproduktion zur Folge haben. Die Ergebnisse dieser Szenarien veranschaulichen die gegenseitigen Wechselwirkungen einzelner Politikmaßnahmen. Die Maßnahmen der Prämienreduzierung haben in beiden Szenarien ähnliche Auswirkungen auf das Einkommen und Prämienvolumen. Im intensiven Produktionsszenario bewirken die hohe Wettbewerbsfähigkeit der Energiepflanzenproduktion und eine weniger bindende Stickstoffrestriktion eine Ausdehnung der Energiemaisproduktion und kompensieren damit die Effekte die sich durch das Brachfallen landwirtschaftlicher Nutzfläche ergeben. Im extensiven Produktionsszenario bewirken die geringere Wettbewerbsfähigkeit der Energiepflanzenproduktion und die stark bindende Stickstoffrestriktion eine sinkende Umweltbelastung, einen Rückgang der Agrarproduktion sowie eine Zunahme der Brachflächen. Um die Auswirkungen der simulierten Politikmaßnahmen auf die angestrebten Politikziele zu evaluieren wurden die Ergebnisse aller Szenarien verglichen und entsprechend ihrer Wirkung auf die Politikziele klassifiziert. Die Analyse der Modelergebnisse zeigt vorwiegend absehbare Auswirkungen der Politikmaßnahmen. Allerdings veranschaulichen die Analysen auf NUTS3 Ebene und der Farmtypen, dass die Auswirkungen der Politikmaßnahmen regional sehr unterschiedlich sein können. Die regionalen Modellergebnisse verdeutlichen somit, dass (und wo) agrarpolitische Maßnahmen eine regional spezifische Evaluierung und Beobachtung erfordern. Die Studie wird abschließend anhand einer Stärken-Schwächen-Analyse im Hinblick auf die angewandten Methoden und Ergebnissen diskutiert. Die Analyse zeigt insbesondere die Stärken der Studie auf, wie z.B. die Modellvalidierung, die regionalspezifischen Ergebnisse und die Möglichkeit einer weiterführenden Kooperation mit regionalen Stakeholdern. Die Validierung und die Ergebnisse der Studie belegen dass ACRE ein geeignetes und nützliches Modell zur regionalen Politikanalyse der GAP in Baden-Württemberg ist.