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Monetäre Bewertung einer
nachhaltigen Entwicklung der
Stromlandschaft Elbe
Projekt im Forschungsprogramm Elbe-Ökologie
des Bundesministeriums für Bildung und Forschung
Jürgen
Meyerhoff
meyerhoff@imup.tu-berlin.de
Alexandra
Dehnhardt
alexandra.dehnhardt@ioew.de

Gliederung
1. Ökonomische Bewertung von Feuchtgebieten
2. Zahlungsbereitschaft für den verbesserten
Schutz biologischer Vielfalt in den Elbauen
3. Monetärer Wert der Elbauen als Nähstoffsenke
4. Ergebnisse der Nutzen-Kosten-Analyse

Übergeordnete Themen
• Projektgruppe Elbe-Ökologie
Koordination (BfG)
• Elbe-Ökologie Informationssystem
ELISE (BfG)
• Monetäre Bewertung einer nachhaltigen
der Stromlandschaft Elbe (TU Berlin, IÖW)
Ökologie der Auen
• Naturschutz und
Landwirtschaft (NNA)
• Auenregeneration durch
Deichrückverlegung (LAGS)
• Rückgewinnung von
Retentionsflächen (LAU LSA)
• Bioindikationssysteme für
Auen (UFZ)
• Lebensgemeinschaften in
dynamischen Lebensräumen
(TU BS)
• Ökologische Konzepte für
Elbe-Auenwälder (TU DD)
• Schutz und Nutzung im
Biosphärenreservat Mittlere
Elbe (Uni Halle)
• Revitalisierung der
Unstrutaue (TLU)
• Erosionsminderung und
Grünlandnutzung (SLfL )
Der Forschungsverbund Elbe-Ökologie
Stör
Hamburg
Geesthacht
Bleckede
Das Einzugsgebiet der Elbe
- Deutscher Teil -
Kartengrundlage: BfG, FZJ
Rogätz
Unstrut
Erfurt
Lenzen
Wittenberge
Halle
Jena
Stepenitz
Rühstädt
Sandau
Magdeburg
Dessau
Parthe
Leipzig
Saale
Havel
Mulde
Wittenberg
Mulde
Mulde
Berlin
Spree
Dresden
Ökologie
der Fließgewässer
• Morphodynamik der Elbe
(Uni KA)
• Vorlandbereiche und
Strömungsdynamik (BAW)
• Buhnen und semiterrestri -
sche Flächen (TU DA)
• Feststofftransport aus
Nebenflüssen (BfG)
• Ökologie der Elbefische
(Uni HH)
• Wanderverhalten von
Fischen (NLÖ)
• Biofilme und Sohlpermeabilität
(TU DD)
• Biozönosen und Stoffflüsse
(Uni HH)
• Stillwasserzonen und
Wasserbeschaffenheit (BfG)
• Stoffumsatz an morpho -
logischen Strukturen (IGB)
• Stofftransport und - umsatz in
Buhnenfeldern (UFZ)
Landnutzung im Einzugsgebiet
• Naturräumliche Klassifizierung des Elbe-
Einzugsgebietes (FZJ)
• Landschaftswasser- und stoffhaushalt im
Elbe-Einzugsgebiet (PIK)
• Wasser- und Stoffhaushalt im Tiefland
(ZALF)
• Wasser- und Stoffhaushalt im Lößgebiet
(UFZ)
• Wasser- und Stoffhaushalt im
Festgestein (TU DD)

Ökonomische Bewertung von
Feuchtgebieten

Ziele ökonomischer Bewertung
• Natur und Landschaft sind aus ökonomischer
Sicht öffentliche Güter
• Alleinige Bereitstellung über Märkte würde zu
nicht-optimalen Ergebnissen führen (zu
geringes Angebot)
• Zusätzliche Informationen sind notwendig
über den ökonomischen Wert von Natur und
Landschaft

Ökonomischer Gesamtwert
nutzungsabhängig -unabhängig
direkte Werte indirekte Werte Optionswert
• Erholung
• Fischerei
• Ökologische
Land- und
Forstwirtschaft
• Marktanalyse
• Reisekosten
• Hedonischer
Preisansatz
• Kontingente
Bewertung
• Schutz von
Wasserressourcen
• Nährstoffsenke
• Einfluss auf
lokales und
regionales Klima
• zukünftige
Nutzungen von
(1) und (2)
ökonomische Bewertungsmethoden
• Ausgaben für
präventive
Maßnahmen
• Veränderungen
der Produktivität
• Ersatzkosten
• Kontingente
Bewertung
Existenz- und
Vermächtniswert
• Wissen um die
Existenz einer
Naturessource
• Verantwortung
gegenüber
späteren
Generationen
• Kontingente
Bewertung

Verknüpfung
ökologischer
Leistungen und
ökonomischer
Bewertung
Kontingente Bewertung (KB)
Quelle:
in Anlehnung an
Turner et al. (2000:12)
Struktur
z.B. Biomasse, Boden /
Sediment, Profil, Flora- und
Faunagesellschaften
Güter
z.B. Landwirtschaft, Holzertrag,
Fischerei, Wasserversorgung,
Erholung
Direkte
Nutzungswerte
Monetäre
Bewertung
Primärer Wert des
Ökosystems
Charakteristika
z.B. Größe, Lage, Substrate,
Spezies, Wassertiefe, pH-
Wert, Niederschlag
Gesamte nutzungsabhängige
Werte
FUNKTIONEN
NUTZUNGEN
WERTE
Indirekte
Nutzungswerte
Ökonomischer
Gesamtwert
Gesamter Wert
des Ökosystems
Prozesse
z.B. Photosynthese,
biogeochemischer Kreislauf,
Zersetzung, Sukzession
Leistungen
z.B. Hochwasserschutz, Grundwasserneubildung,
Nährstoffretention,
Erhalt von Biodiversität
Nutzungsunabhängige
Werte
Gesamte nutzungsunabhängige
Werte
Ökologie
Schnittstelle zwischen
Ökologie und Ökonomie
Ersatzkostenmethode
(EKM)
Ökonomie

Zahlungsbereitschaft für den
verbesserten Schutz biologischer
Vielfalt in den Elbauen

Instrument Kontingente Bewertung
• Die KB fragt direkt die betroffenen Personen nach
ihrer Bewertung (Konsumentensouveränität)
• Mit Interviews wird ein hypothetischer Markt
errichtet
• Auf ihm äußern die Befragten ihre Wertschätzung
gegenüber einer möglichen Veränderung als
Zahlungsbereitschaft (ZB)
• So können a) zukünftige Veränderungen und
b) von einer Nutzung unabhängige Wertschätzungen
erhoben werden

Design des hypothetischen Marktes I
Grundgesamtheit
Bevölkerung der Flusseinzugsgebiete Elbe,
Weser und Rhein über 18 Jahre
Ziehung der dreistufiges Verfahren
Stichprobe 1) Ortgrößenklasse
2) Random Walk
3) Schwedenschlüssel
Interviewart persönliches Interview vor Ort (face-to-face)
Dauerdurchschnittlich 30 Minuten
Informationen 1 Karte über Elberegion, 1 Schautafel mit Bildern
über die Stromlandschaft Elbe, 1 Schautafel zur
Erläuterung der Maßnahmen an der Elbe,
Informationstexte während Interview vorgelesen

Design des hypothetischen Marktes II
Abfrage der1. Frage nach grundsätzlicher ZB
Zahlungsbereitschaft 2. wenn „Ja“ dann Frage nach Höhe der ZB
Zahlungsinstrument monatliche Abgabe vorgeschlagen, bei
Ablehnung freie Auswahl
Zahlungsmodus DM pro Person und Monat bei Abgabe
Zahlungsempfänger Biosphärenreservat Flusslandschaft Elbe
Frageformoffene Frage mit Zahlkarte
(0,50 – über 300 DM)
Anreizmechanismus Provision Point Mechanism
Wohlfahrtsmaß Kompensierende Variation (maximale WTP)

Verteilung der
Samplepoints
1.300 Interviews,
davon
-> 700 Elbe
-> 300 Weser
-> 300 Rhein

Karte 1:
Lage der Elbe
mit Auen

Karte 2: Lebensraum Elbtalaue

Karte 3:
Maßnahmen
an der Elbe

Anteil der Nutzer und Nicht-Nutzer
• Nutzer sind definiert als
Personen, die vor dem
Interview schon einmal
an der Elbe selbst waren
• Anteile in der Stichprobe
– Nutzer 66,3%
in %
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
– Nicht-Nutzer 33,7% 0
Elbe Weser Rhein
Nutzer Nicht-Nutzer

Anzahl zahlungsbereiter Personen
• 22,2 % (N = 289)
der Befragten sind
zahlungsbereit
• 77,8 % (N = 1.015)
sind nicht
in %
90
80
70
60
50
40
30
20
10
zahlungsbereit 0
Beide Nutzer Nicht-
Nutzer
Ja Nein

in %
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Zahlungsbereitschaft nach
Flussgebieten
Elbe (700) Weser (300) Rhein (300)
Ja
Nein

Mittlere Zahlungsbereitschaft
18 €
16 €
14 €
12 €
10 €
8 €
6 €
4 €
2 €
0 €
in € nach Nutzer-Status
14,8
17,9
7,5
Beide Nutzer Nicht-Nutzer

20
15
10
5
0
Mittlere Zahlungsbereitschaft in €
nach Flusseinzugsgebieten
14,55 16,16 14,76
Elbe Weser Rhein
H 0 : Stichproben stammen aus derselben Grundgesamtheit kann nicht
abgelehnt werden (Kruskal-Wallis H-Test)

Ökonomische
Merkmale
Landschaftsbezogene
Merkmale
Einstellungen
Vergangenes
Verhalten
Modell für statistische Auswertung
• Nettohaushaltseinkommen (+)
• Personen pro Haushalt (-)
• Alter (-)
• Nutzer (+)
• Geplante Besuche (+)
• Wissen über ökologische Situation
an der Elbe (+)
• Distanz zur Elbe (-)
• Angler (+)
• gegenüber Umwelt generell (+)
• gegenüber Maßnahmen an der Elbe (+)
• gegenüber Bewertung mit Geld (-)
• Spenden für Naturschutz (+)
individuelle
Zahlungsbereitschaft

Zahlungsbereitschaft Ja/Nein
- logistische Regression -
Variable Koeffizient St.-F. t-Wert Sig. OddsRatio
KONSTANTE -7,172 0,504 -14,22 ***
HHGR 0,291 0,081 3,59 *** 1,338
NUTZER(1) 0,797 0,232 3,43 *** 2,219
DISELBE 0,001 0,000 2,16 * 1,001
ANGLER(1) 1,111 0,500 2,22 * 3,037
ATMAß 0,339 0,033 10,20 *** 1,404
ATGELD 0,522 0,075 6,98 *** 1,685
SPENDE 1,163 0,201 5,79 *** 3,200
Pseudo-R 2 nach McFadden = 0,29
Prognoseerfolg = 81,5 %
* p < 0,05 *** p < 0,001
** p < 0,01

Höhe der Zahlungsbereitschaft
- lineare Regression -
Variable Koeffizient St-Fh. t-Ratio Sig.
KONSTANTE -8,72 1,47 -5,93 ***
EINKOM 0,35 0,12 2,96 **
NUTZER(1) 0,59 0,12 4,85 ***
DISELBE 0,14 0,03 4,38 ***
ANGLER(1) 0,75 0,27 2,75 **
ATMAß 1,08 0,10 10,99 ***
GEA 0,87 0,33 2,59 *
ATGELD 0,78 0,10 7,83 ***
SPENDE(1) 1,04 0,16 6,67 ***
R 2 = 0,30
korr. R 2 = 0,29
* p < 0,05 *** p < 0,001
** p < 0,01

Korrektur Embedding-Effekt
• Embedding-Effekt stellt Problem für KB dar
• Befragte sollten bereit sein, für „mehr auch
mehr“ zu zahlen (ZB Elbe < ZB alle Flüsse)
• Zur Aufdeckung wurde interner Test genutzt
Zahlungsbereitschaft nur für Elbe
Teils für Elbe – teils für Umwelt generell
eher Beitrag zur Verbesserung der Umwelt generell

Ergebnis Embedding-Effekt
Alle Elbe W eser Rhein
(in Spaltenprozenten)
Nur Elbe 55,5 57,3 58,0 47,5
Teils teils 31,2 30,5 30,4 33,9
eher generell
Umweltschutz
13,4 12,2 11,6 18,6
Gesamt 100,0 100,0 100,0 100,0

Mittlere Zahlungsbereitschaft
in € pro Person und Jahr
Protestantworten
ausgeschlossen
Ja Nein
unkorrigierter Mittelwert 11,95 14,78
Embedding-Effekte
korrigiert
zusätzlich getrimmter
Mittelwert
9,25 11,49
5,00 6,25

Hochrechnung
der Zahlungsbereitschaft in Mio. €
Bevölkerung der
drei Flusseinzugsgebiete
Protestantworten
ausgeschlossen
Ja Nein
korrigiert um
einmalig 69 85
Embedding-Effekt jährlich 183 227
zusätzlich um 2,5 %
getrimmter Mittelwert
einmalig 45 57
jährlich 108 137
niedrigster Wert 153 Mio. €
höchster
Wert
312 Mio. €

Bewertung der Ergebnisse
• Es besteht eine positive Zahlungsbereitschaft
für die Maßnahmen an der Elbe
• Zahlungsbereitschaft kann über erwartete
Zusammenhänge erklärt werden (Regressionen)
• Embedding-Effekt ist präsent
• Frage der Marktabgrenzung: Hat Elbe regionale,
nationale oder europäische Bedeutung?

Monetärer Wert der Elbauen
als Nähstoffsenke

• Bewertungsgegenstand
Bewertungsansatz I
Wiedergewinnung von Retentionsflächen durch
Deichrückverlegung (max. 15.000 ha)
Ungesteuerte Überflutungsräume
• Effekte einer Auenrenaturierung auf die Bereitstellung
ökologischer Leistungen
Hydrologische Funktionen: Hochwasserschutz
Ökologische Funktionen: Habitatfunktion, Biodiversität
Biochemische Funktionen: Nährstoffretention

• Bewertungsgegenstand
Bewertungsansatz I
Wiedergewinnung von Retentionsflächen durch
Deichrückverlegung (max. 15.000 ha)
Ungesteuerte Überflutungsräume
• Effekte einer Auenrenaturierung auf die Bereitstellung
ökologischer Leistungen
Hydrologische Funktionen: Hochwasserschutz
Ökologische Funktionen: Habitatfunktion, Biodiversität
Biochemische Funktionen: Nährstoffretention
• Bewertung des Potenziales neu hinzugewonnener Auen zur
Nährstoffretention / Erhöhung der Wasserqualität

Bewertungsansatz II
• Indirekte Methoden zur Bewertung von ökologischen
Leistungen
• Monetäre Bewertung der Nährstoffretention über
Ersatzkostenansatz
Kosten für technische Substitute stellen ökonomischen
Wert der spezifischen ökologischen Leistung dar
• Ermittlung des ökonomischen Wertes der
Überschwemmungsauen
1. Quantifizierung der Reduktionseffekte
2. Festlegung des Vergleichsmaßstabes
3. Ökonomische Bewertung

Quantitative Reduktionseffekte I
• Quantifizierung zuerst für Sandau & Rogätz
(ca. 1.700 ha Fläche)
Verfügbarkeit standortspezifischer Daten
• Bestimmung der ‚aktiven‘ Retentionsfläche
Starke Abhängigkeit von Überschwemmungsdynamik sowie
Geländemorphologie der Auen
Maximal zur Verfügung stehende Fläche wird erst bei HQ 100
überflutet
Marginale Effekte für mittleren Abfluss

Jährlich überschwemmte Fläche nach
Deichrückverlegung
Jährliche Überflutung [d/a]
300
250
200
150
100
50
0
342
394
458
557
648
811
1.069
1.377
Abfluss Q [m3/s]
1.704
2.290
3.096
3.895
2.200
2.000
1.800
1.600
1.400
1.200
1.000
Überflutungstage Rogätz - Ist Rogätz - Soll Sandau - Ist Sandau - Soll
800
600
400
200
0
Überflutete Fläche [ha]

Quantitative Reduktionseffekte II
• Berechnung des Stickstoffretentionspotenziales
In Anlehnung an Methodik zur Berechnung von
Nährstoffrückhalten im Flusssystem nach Behrendt et al. (1999)
Jährliche Gesamtretention: Sandau 650 t (ø 780 kg N / ha)
Rogätz 40 t (ø 50 kg N / ha)
• Effekte für alle potenziellen Standorte (max. 15.000 ha)
¡ Reduktion um 1 –
10 % der jährlichen Gesamtfracht

Ökonomische Bewertung
• Auswahl des technischen Substitutes und Quantifizierung der
Grenzkosten alternativer Maßnahmen
• Betrachtung alternativer Referenzszenarien
Szenario ‚Kläranlage‘: stoffbezogene Kosten der
Abwasserreinigung
Szenario ‚Politik‘: Maßnahmen zur Vermeidung der diffusen
Stickstoffbelastung aus der landwirtschaftlichen Produktion
• Monetäre Bewertung über die Ersatzkosten für Bereitstellung
der selben Leistung Nährstoffretention in kg N-Reduktion/Jahr

Wert der Leistung Nährstoffretention
Szenario Sandau Rogätz
Retentionsfläche
übrige
Standorte
Gesamt
ha 830 860 13.310 14.970
Kläranlage 1.000 € 5.136 293 20.497 25.926
Politik 1.000 € 1.734 99 6.921 8754
Kläranlage €/ha 6.188 340 1.540 8.068
Politik €/ha 2.089 115 529 2.733

Bewertung der Ergebnisse
• Quantitative Effekte sind im Falle von Flussauen relativ zu
anderen Feuchtgebieten klein
temporärer Wassereinfluss, ungünstige Standortbedingungen
Dominierender Einfluss: Überflutungsregime
• Bewertung stellt hohe Anforderungen an Identifikation und
Quantifizierung physischer Beziehungen
• Beziehungen zwischen ökologischem und ökonomischem System
müssen bekannt sein (Wahl des technischen Substitutes)
• Starke Abhängigkeit des Wertes vom technischen Fortschritt

Nutzen-Kosten-Analyse für
Maßnahmen an der Elbe

Ökonomischer Gesamtwert der
Maßnahmen in Mio. €
Niedrig Hoch
Zahlungsbereitschaft 153,0 252,0
Nährstoffreduktion 8,8 26,0
Gesamt 161,8 278,0

Effekt
Untersuchte Varianten
Varianten
I II III IV V VI VII VIII
10.000 ha. neue Retentionsfläche X X X X
15.000 ha. neue Retentionsfläche X X X X
hohe Kosten für Deichneubau X X X X
geringe Kosten für Deichneubau X X X X
Kosten für Landnutzungsänderung hoch X X X X
Kosten für Landnutzungsänderung niedrig X X X X

Nutzen-Kosten-Verhältnis
5
4
3
2
1
0
Nutzen-Kosten-Verhältnisse der
3,1
bewerteten Varianten
2,5
4,1
3,2
4,2
3,3 3,2
I II III IV V VI VII VIII
Niedrigstes NKV
Varianten
Höchstes NKV
2,6

Ergebnisse der Sensitivitätsanalyse
veränderte Einflussgrößen
Variante I
altes NKV: 3,1
10.000 ha
Variante II
altes NKV: 2,5
15.000 ha
halbiert verdoppelt halbiert verdoppelt
Nutzen aus Zahlungsbereitschaft 1,50 6,20 1,30 4,90
Nutzen aus Nährstoffretention 3,05 3,20 2,45 2,60
Kosten für Deichneubau 3,75 2,35 3,20 1,75
Kosten für Extensivierung
vorhandener Retentionsflächen
4,30 2,00 3,25 1,70

Bewertung der Ergebnisse
• Nutzen-Kosten-Analyse zeigt ökonomische
Vorteilhaftigkeit der Maßnahmen
• Nutzenüberschuss trotz zum Teil sehr
konservativer Annahmen über Nutzenhöhe
• Sensibilitätsanalyse bestätigt Stabilität der
Ergebnisse

Eignung der Methoden für WRRL
• Aufwand
– KB (sehr) hoch, da Befragung notwendig
– EKM abhängig von vorhandenen Standortinformationen
(Überflutungsflächen, -dauer etc.) gering bis (sehr) hoch
• Informationsgehalt
– KB hoch; letztlich von Aufnahmefähigkeit der Befragten
abhängig
– EKM beschränkt auf wenige ökologische Funktionen

Eignung der Methoden für WRRL
• Übertragbarkeit
– Bei beiden Methoden sehr abhängig vom Standort bzw. vom
Gut, das bewertet wird
• Einsetzbarkeit
– KB bei Gütern bzw. Landschaften mit hohem Wert, d.h.
wenig Substituten (Seltenheit, Einmaligkeit)
– EKM bei Priorität von Wasserqualität als
Entscheidungsproblem