Change in Net Primary Production and land cover due to the eastward enlargement of the European Union

Abstract

Diese Arbeit befasst sich mit der Auswirkung der EU Osterweiterung auf die Natur. Genauer gesagt, werden die folgenden drei Fragen beantwortet: 1) Besteht eine direkte Auswirkung des EU Beitritts auf die Werte der Netto Primär Produktion? 2) Welche Änderungen an der Landüberdeckung führen zu den beobachteten Veränderungen der Netto Primär Produktion? 3) Kann ein exogener Einfluss des BIP auf die Umwelt Kuznets Kurve für Europa beobachtet werden? Um diese Fragen zu beantworten wurden Satellitendaten der Jahre 2000 bis 2012 genutzt. Die Daten zur Landüberdeckung, bereitgestellt von dem MODIS Satelliten, wurden als Maß für die Auswirkung vor und nach der Erweiterung genutzt. Die Daten zur Netto Primär Produktion (NPP), bereitgestellt von der Universität für Bodenkultur (BOKU) Wien, wurden als Stellvertreter für den Gesamtzustand der Natur genutzt. NPP misst wieviel Kohlenstoff in Pflanzen über eine gegebene Zeit gespeichert wird und wird als angemessener Indikator für den Gesundheitszustand der Natur betrachtet. Um die Entwicklung über die Zeit zu messen wurden zwei Dimensionen genutzt. Zum einen, eine Difference-in-Differences Regression, die die direkte Auswirkung der EU Osterweiterung auf die Waldfläche, Landwirtschaft, Verstädterung und NPP misst. Zum anderen, wurde die Umwelt Kuznets Kurve für die Regionen abgeleitet um die Entwicklung im Verhältnis zueinander darzustellen. Für diese Berechnungen wurden die Grenzregionen zwischen den alten EU Ländern (Deutschland, Österreich und Italien) und den neuen EU Ländern (Polen, Tschechische Republik, Ungarn, Slowenien und Slowakei) in benachbarte NUTS 3 Regionen unterteilt. Dann wurde Paare von NUTS 3 Regionen gebildet um die Entwicklung in den Unterschieden westlich und östlich der Grenze zu beobachten. So wurde gezeigt, dass die EU Osterweiterung den Unterschied im NPP zwischen den alten EU Ländern und den neuen EU Ländern verringerte. Es gab einen Anstieg im Unterschied der Bewaldung zwischen den alten EU Ländern und den neuen Eu Ländern. Es konnte keine signifikante Auswirkung auf die landwirtschaftlich genutzte Fläche oder die Urbanisierung beobachtet werden. Trotz des höheren Unterschied in der Bewaldung zwischen alten und neuen EU Ländern, ist die Bewaldung in der Europäischen Union insgesamt gestiegen. So könnte dennoch eine positive Auswirkung auf die NPP erklärt werden. Bezüglich der Umwelt Kuznets Kurve: Sowohl die alten EU Länder als auch die neuen EU Länder sind über den tiefsten Punkt hinweg. Das bedeutet, dass der Zustand der Natur in beiden Teilen der EU besser wird. Klar ersichtlich ist die Natur in den alten EU Ländern in einem besseren Zustand wegen der höheren wirtschaftlichen Entwicklung und stärkeren Umweltregulierungen. Jedoch konnten die neuen EU Ländern im 13 jährigen Beobachtungszeitraum von 2000 bis 2012 aufholen.

This work examines the impact of the eastward enlargement of the European Union on nature. More precisely, the following three questions will be answered: 1) Is there a direct impact of joining the European Union on Net Primary Production values? 2) What kind of changes in land cover causes the observed changes in Net Primary Production values? 3) Can the exogenous impact of GDP on Net Primary Production be observed in the environmental Kuznets curve for Europe? To answer these questions satellite data from the years 2000 to 2012 were used. Land cover data generated by the MODIS satellite was taken to measure the impact on the changes before and after the enlargement. Net Primary Production (NPP) data derived by the University of Earth Sciences (BOKU) Vienna was taken as a proxy for the overall well being of nature. NPP measures how much carbon is stored in plants in a given time and is regarded as a well suited overall proxy for environmental well being. To measure the development over time two dimensions were used. First, a difference-in-differences regression aimed to measure the direct impact of the EU eastward enlargement on the forest cover, agriculture, urbanization and NPP. Second, the Environmental Kuznets Curve was derived for the regions to visualize how they developed in comparison to each other. For these calculations the border regions between the old EU countries (Germany, Austria and Italy) and the new EU countries (Poland, Czech Republic, Hungary, Slovenia and Slovakia) were split into the neighbouring NUTS 3 regions. Then pairs of NUTS 3 regions were built to observe the development in the differences west and east from the border. It was shown, that the EU eastward enlargement decreased the difference in NPP between the old EU countries and the new EU countries. There was an increase in the difference in forest cover between the old EU countries and the new EU countries. No significant impact on area used for agriculture or urban area was observed. Despite the increase in the difference of forest cover between the old and new EU countries, there is still more forest cover overall in the European Union, thus it may still explain a positive impact on the NPP. Concerning the Environmental Kuznets Curve: Both the old EU countries and the new EU countries are beyond the lowest point, meaning that the state of the environment is getting better in both parts of the EU. Clearly, the old EU countries are in a better environmental shape already due to higher economic well being and stronger environmental regulations. However in the course of the observed 13 years from 2000 to 2012, the new EU countries did catch up.