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Agrar- und Ernährungspolitik III Vorlesung 11. März 2009 Statistik und Modellierung auf Grundlage einzelbetrieblicher Daten Martin Kniepert.

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1 Agrar- und Ernährungspolitik III Vorlesung 11. März 2009 Statistik und Modellierung auf Grundlage einzelbetrieblicher Daten Martin Kniepert

2 Übersicht Bild von der Landwirtschaft Agrarregister und Strukturerhebung Auswahlrahmen Hintergrund: Standarddeckungsbeitrag (SDB) Stichprobenbestimmung (Streuungsplan) Auswahl von Ergebnissen Buchführungsergebnisse Auswahlrahmen, Streuungsplan Auswahl von Ergebnissen

3 Zur Berechnung von Einkommen in der Agrarwirtschaft Marktorientierte Ansätze insbesondere die LGR (=> spätere Vorlesung) Unmittelbar betriebsorientierte Ansätze – Auswertung von Buchhaltungsergebnissen landwirtschaftlicher Betriebe Problem: Die Betriebe können nicht insgesamt erhoben werden. Lösung: Stichprobenerhebung aus der Grundgesamtheit Wann sprechen wir von einem Modell? Abstraktion (Diskussion)

4 Agrarregister Registrierung aller land- und forstwirtschaftlichen Betriebe mit Sitz in Österreich Stammdaten Betriebsnummer, Adresse, Name Bewirtschafterin Erhebungsspezifische Daten Eckdaten Fläche Eckdaten Nutztierbestand … Standarddeckungsbeitrag (SDB) Wird aufgrund von Informationen aus Primärerhebungen und verschiedenen Verwaltungsdaten laufend aktualisiert (2007: Betriebe

5 Deckungsbeitrag Deckungsbeitrag als Begriff der betrieblichen Kosten- und Leistungs- bzw. Planungsrechnung Deckungsbeitrag = Erlös – variable Kosten Steht zur Deckung der Fixkosten zur Verfügung Mehrstufe Deckungsbeitragsrechnung erlaubt dem Unternehmen unterschiedliche Preissetzungen je nach Fristigkeit (vgl. bspw. last-Minute Angebote) Deckungsbeitragskatalog Informationsquelle zur Betriebsplanung bzw. -beratung Betriebsauswertungen und Experteneinschätzungen Verwendung in betrieblichen und regionalen Optimierungsmodellen vgl. Katalog für Österreich oder auch web-basiert von der LfL (Bayern)Katalog für Österreichweb-basiert von der LfL (Bayern)

6 Standard-Deckungsbeitrag Bewertung von Erlösung und variablen Kosten zu standardisierten Geldwerten auf Ebene einzelner Aktivitäten (x i ): bspw. Mahlweizen (Feuchtgebiet) Kalbinnenaufzucht etc. Gesamt-Standard-Deckungsbeitrag (GSDB) eines Betriebes Der GSDB dient der ökonomische Bewertung von Betrieben in der AS

7 Strukturerhebungen (1) Betriebliche Erhebungen Die Agrarstrukturerhebung (AS, als Vollerhebung: 1995, 1999, 2010, als Stichprobe 2003, 2005, 2007, 2013, 2016; für AT) Anbau auf dem Ackerland (jährlich; dient auch als Grundlage für die Agrarstrukturerhebung) Weingartenerhebung Etc. e/index.html In der Umsetzung enge Verzahnung verschiedener Sekundärdaten (insbesondere aus Mehrfachantrag der AMA; Verwendung in der AS als sekundäre Verwendung) mit Primärdaten der ASMehrfachantrag der AMA

8 Strukturerhebungen (2) Erfassungsuntergrenzen unterschiedlich nach Jahren, Betriebsformen etc. Bspw. AS 1995: 1 ha Gesamtfläche; Bspw. AS 1999: 1 ha landwirtschaftliche genutzte Fläche etc. Veränderte Erhebungsmethoden Viehzählung über die Gemeinden => Rinderdatenbank (seit… Geflügelzählung über Gemeinden => QGV etc. Jeweils Vergleichbarkeit von Daten überprüfen!

9 Exkurs: Interessens-Hintergründe Daten werden in aller Regel nicht aus wissenschaftlichem Interesse erhoben. Motive waren oder sind: Steuereinnahmen Rekrutierung von Soldaten Zolleinnahmen (=> Außenhandelsstatistik; EU: MWSt) Etc. Erhebung entspricht oft nicht theoretischen Anforderungen Auswahl von Fragestellungen ist implizit interessensgleitet

10 Voll- und Einzelerhebungen Vollerhebungen (census) sind aufwändig Vollerhebung erheblich teurer Verzögerung der Ergebnisse durch Vollständigkeitsanspruch Genügen nicht öfter mal Stichproben (sample surveys)? Frage der Homogenität des Grundgesamtheit Eng damit verwandt: Frage der Stichhaltigkeit der Stichprobe, gemessen durch Konfidenzintervalle (vgl. hierzu nächste Vorlesung.)

11 Auswahlrahmen und Schichten Die Grundgesamtheit der statistisch zu untersuchenden Betriebe umfasst nach Betriebsregister Betriebe Die Stichprobenerhebung für AS 2007 umfasste Betriebe Homogenität der Grundgesamtheit erlaubt Verkleinerung Schichtung der Grundgesamtheit (=> auch Streungsplan) Untergruppen lassen sich definieren, die unterschiedlich homogen sind deshalb mehr oder weniger große Stichproben brauchen (8 bis 16 Schichten je Bundesland) Bestimmung der Schichten nach Kriterien (letztlich nach Betriebsformen) onen.htmlhttp://www.statistik.gv.at/web_de/statistiken/land_und_forstwirtschaft/agrarstruktur_flaechen_ertraege/dokumentati onen.html => Agrarstrukturerhebung 2007

12 Stichprobenfehler der AS 2007 Quelle: ationen.html ationen.html Dort weitere Angaben zu Arbeitskräften, Pferde, Rinder, Schweine, Schafe, Ziegen, Hühner in % (bei 95% statistischer Sicherheit); entspricht in etwa dem zweifachen Standardfehler

13 Hochrechnung (AS) Hochrechnung für eine geschichtete Stichprobe Wobei x bhj (b) Bundesland – (h) Betriebsform j=1..nBetrieb j aus dem Stichprobenumfang n von bh N bh Anzahl der Betriebe im Auswahlrahmen von bh XSchätzwert

14 Ausgewählte Ergebnisse Quelle: riebsstruktur/index.html

15 Publikation von Ergebnissen Vgl. grarstruktur_flaechen_ertraege/index.html grarstruktur_flaechen_ertraege/index.html Dort bspw. grarstruktur_flaechen_ertraege/betriebsstruktur/index.html grarstruktur_flaechen_ertraege/betriebsstruktur/index.html Dort: Tabellen Dort: Gesamtberichte unter Weitere Informationen (Umfasst Text und Tabellenteil) Publikationspflichtig (Internet, gedruckt) sind bestimmte, per Verordnung gegebene Aggregate Einzelbetriebliche Daten werden – wenn überhaupt – nur zu Forschungszwecken und anonymisiert weitergegeben.

16 Die Vorlesung bis hierher: Agrarstrukturerhebung als Rückgrat der Agrarstatistik Umfangreiche Primärdaten (eigene Erhebung) Einbeziehung weiterer Informationen aus anderen Datenbeständen als Sekundärdaten unter Wahrung der Kohärenz Zeitliche und EU-weite Vergleichbarkeit der Ergebnisse Statistische Fehler je nach Aggregat unterschiedlich Aber: Keine ökonomischen Größen außer dem Standarddeckungsbeitrag (SDB) Stichprobe auf Basis der Buchhaltung als Möglichkeit!

17 Das INLB (1) Das Informationsnetz Landwirtschaftlicher Buchführung (INLB; engl.: FADN, frz.: RICA) Basierend auf EU-Verordnungen Weiter zu Rechtsgrundlagen... INLB:... die einzige Quelle mikroökonomischer Daten (..), die harmonisiert sind, d. h. die Buchhaltungsgrundsätze sind in allen Ländern gleich. Wesentlicher Bestandteil des Grünen Berichts des BundesministeriumsGrünen Berichts Erhebungen seit den 1930er Jahren, allerdings nicht explizit auf Zeitreihen abgestellt. RI/CC 882 Rev.7.0 => Leistungen => Agrarstatistik

18 Das INLB (2) Das INLB basiert – wie bereits die AS – auf einer geschichteten Stichprobe Der Streungsplan (also Art und Größe der Schichten) werden auf Grundlage der AS festglegt. Die Auswahl der Betriebe erfolgt nicht ausschließlich nach dem Zufallsprinzip, sondern gezielt nach ausgewählten Kriterien. [Berücksichtigt werden für Österreich übrigens bestimmte Aspekte, die für die EU insgesamt weniger wichtig sind; streng genommen ist das INLB eine Sonderauswertung der österreichischen Ergebnisse der lw. Buchführung.]

19 Der Auswahlrahmen in Österreich (1) > StDB > Betriebe > 200 ha Wald bleiben ausgeschlossen Betriebe mit > 25% Gartenbauanteil bleiben ausgeschlossen Nach GB 2004Auswahl- rahmen Bäuerlich Betriebe insg. % Bäuerliche Betriebe Betriebe insgesamt Anzahl Fläche (ha) GVE GSDB => => Konzentrationsprinzip (vgl. Kromrey 1994:203) Quelle: LBG Buchführungsergebnisse 2007, Teil B, AS 2005, Grüner Bericht 2004LBG Buchführungsergebnisse 2007

20 Der Auswahlrahmen in Österreich (2) Gartenbau, große Forstbetriebe Großbetriebe Kleinstbetriebe Auswahlrahmen Buchführungsergebnisse

21 Streuungsplan der lw. Buchführung 28 Schichten (vormals 70; vgl. Tab. A2, LBG 2001) Disproportional geschichtet (Hochrechnung mit Gewichten für einzelnen Schichten) Jede Schicht in der Stichprobe wird als repräsentativ für die entsprechende Schicht in der Grundgesamtheit zusammengestellt Die einzelnen Schichten (S) werden gewichtet, um auch für den Auswahlrahmen insgesamt repräsentativ zu sein Bezugsgröße: Familienarbeitskräfte, ha RLN, Größen die in der Stichprobe und in der Grundgesamtheit vorliegen.

22 Kriterien für den Streuungsplan (1) Schichten nach Größenklassen und Betriebsform 4 Größenklassen (6-12 tsd tsd. SDB; bis 2002: 8 Größenklassen) 7 Betriebsform (Futterbau, Marktfrucht, Veredelung, etc.) Bis 2002: Gebiet explizit im Streuungsplan alpine Lagen mittlere Höhenlagen Flach- und Hügelland zusätzlich und genauer für Österreich: Erschwerniszonen, Höhe, Hangneigung) Vereinfachung des Streuungsplanes von 70 auf 28 Schichten seit 2002

23 Kriterien für den Streuungsplan (2) Betriebsformen des INLB im Einzelnen Betriebe mit hohem Forstanteil (>50%) Betriebe mit 25 bis 50% Forstanteil Futterbaubetriebe (Milchkühe, sonst. Rinder, Schafe, Ziegen, Pferde u.a.) Landwirtschaftliche Mischbetriebe Marktfruchtbetriebe (Getreide, Zuckerrüben, Erdäpfel, Ölfrüchte, Alternativen, Tabak, sonst. marktfähige Produkte) Dauerkulturen (Obst- und Weinbau) Veredelung (Schweine, Geflügel)

24 Kriterien für den Streuungsplan (3) Quelle: Bundesanstalt für Agrarwirtschaft, AS 2005, zitiert nach LBG Buchführungsergebnisse 2007, Teil BLBG Buchführungsergebnisse 2007

25 repräsentative Stichprobe? Eingrenzung des Auswahlrahmens (Groß-, Kleinstbetriebe, Gartenbau) Mindestens Betriebe entsprechen 1,96 % der Gesamtzahl des Auswahlrahmens ( ) Deutlich weniger als in der Agrarstrukturerhebung Auswahl für Schichtungsplan widerspricht dem theoretisch erforderlichen Zufallsprinzip Mögliche Verzerrung durch höheren Anteil betriebswirtschaftlich orientierter Landwirte (Buchhaltung ist bereits ein Auswahlkriterium)

26 Gewichtung/Hochrechnung (INLB) Durch die LBG werden in der Regel nur Merkmale je ha Landnutzungsfläche oder je Arbeitskraft (also Durchschnittswerte, keine Österreich-Flächen (bspw.) Wenn, dann werden alle Größen über die je-Fläche Auswertung hochgerechnet Vorteil: Leichter zu rechnen, Kohärenz über den gesamten Datensatz Möglichkeit der Hochrechnung über jeweils spezifische für die Fragestellung, den Betriebsschwerpunkt besser geeignete Größe bleibt ungenutzt.

27 Ergebnisse des INLB Publikation bestimmter im Rahmen des Grünen BerichtsGrünen Berichts Weiter detaillierte Publikation durch LBG (www.lbg.at)www.lbg.at Einzelbetriebliche Daten werden – wenn überhaupt – wiederum nur anonymisiert und für spezielle Forschungsprojekte freigegeben

28 Ausgewählte Ergebnisse des INLB (1) Quelle: …

29 Ausgewählte Ergebnisse des INLB (2) Quelle: …

30 Lese- und Lernempfehlungen Zu Signifikanztests, Konfidenzintervall etc. Sachs, Lothar (1999), Angewandte Statistik, Neunte Überarbeitete Auflage, Berlin, Heidelberg [Lehrbuchsammlung der BOKU A, insb. S. 97ff) Bortz, J., Döring, N. (1995), Forschungsmethoden und Evaluation, 2. Auflage, Berlin et al. ([Lehrbuchsammlung der BOKU A, insbes. Seite ] Erben, Wilhelm (1998), Statistik mit Excel 5 oder 7, (Buch mit Diskette), [Lehrbuchsammlung der BOKU ] Zur den Buchaltungsdaten LBG-Wirtschaftstreuhand, Buchführungsergebnisse aus der österreichischen Landwirtschaft (jährlich), Wien BMLFUW (Hg), Grüner Bericht (jährlich, Wien) (www.gruenerbericht.at)www.gruenerbericht.at Diverse Internet-Angebote unter Stichworten wie Konfidenzintervall, Standardfehler etc. mit Java-Applets zur Manipulation von Parametern etc.

31 Ausblick

32 Flächen einer Normalverteilung N(μ,σ) y -z z 0,4 0,3 0,2 0,1 μ-σμ-σ μ-2σ μ 68,27% 95,45% 99,73% 99,99% μ-3σ μ-4σ μ+4σ μ+3σ μ+2σ μ+σμ+σ

33 Standardnormalverteilung N(0,1) Jede beliebige Normalverteilung N(μ,σ) kann durch Standardisierung in eine einheitliche Standardnormalverteilung N(0,1) transformiert (d.h. mit z multipliziert) werden. Für N(0,1) sind Flächenanteile (also Wahrscheinlich- keiten) austabelliert.

34 Flächen einer Standard-Normalverteilung N(0,1) y -z z 0,4 0,3 0,2 0, ,27% 95,45% 99,73% 99,99%

35 Konfidenzintervall Für n > 30 kann diese Formel genutzt werden: Das Konfidenzintervall (Δ krit ) für Mittelwerte (μ) berechnet sich folgendermaßen:

36 T-Verteilungen (df =1, 3, 5, 10) Vgl.

37 t-Verteilung dfp 0,900p 0,975p 0,990p 0, ,07812,70631,82163,656 21,8864,3036,9659,925 31,6383,1824,5415,841 41,5332,7763,7474, ,3722,2282,7643, ,3102,0422,4572, ,2821,9622,3302,581

38 Zur Hypothesenbildung Nullhypothese H 0 : Ein Zusammenhang zwischen zwei untersuchten Größen besteht nicht! Alternativhypothese H 1 : In der Regel die Forschungshypothese Ein Zusammenhang zwischen zwei untersuchten größen wird unterstell bzw. soll nachgewiesen werden.

39 Zur Hypothesenbildung (1) Nullhypothese H 0 : Ein Zusammenhang zwischen zwei untersuchten Größen besteht nicht! (bspw. Steuer auf Inputverbrauch) Ein Grenzwert wird nicht überschritten, höchstens erreicht Alternativhypothese H 1 : In der Regel die Forschungshypothese Ein Zusammenhang zwischen zwei untersuchten Größen wird unterstellt, soll nachgewiesen werden. Ein Grenzwert wird überschritten

40 Zur Hypothesenbildung (2) Nullhypothese H 0 und Alternativhypothese H 1 schließen sich gegenseitig aus. Bspw. H 0 : Pestizidbelastung <= 3 g je / kg H 1 : Pestizidbelastung > 3 g je / kg Eine dritte Möglichkeit neben diesen Hypothesen bleiben nicht. Im Beispiel (3 g je / kg ) wird eine Annahmegrenze (c A) präzisiert. Der kritische Wert (c) beläuft sich auf 3 g bei einem Stichprobenumfang von 1 kg.

41 Begriffe Im Beispiel (3 g je / kg ) wird eine Annahmegrenze (c A) präzisiert. Der kritische Wert (c) beläuft sich auf 3 g bei einem Stichprobenumfang von 1 kg. Signifikanzniveau α 0:

42 Bestätigung? Fehler 1. und 2. Art Wenn eine Hypothese bestätigt werden kann, gilt die andere automatisch als verworfen. Eine dritte Möglichkeit neben diesen Hypothesen bleiben nicht. Fehler 1. Art: H 0 wird verworfen, obwohl H 0 richtig ist. Fehler 2. Art: H 0 wird angenommen, obwohl H 0 falsch ist. In beiden Fällen erweist sich die Stichprobe als gewissermaßen nicht stichhaltig.

43 Beispiel Pestizid Nullhypothese H 0 und Alternativhypothese H 1 schließen sich gegenseitig aus. Bspw. H 0 : Pestizidbelastung <= 3 g je / kg H 1 : Pestizidbelastung > 3 g je / kg Eine dritte Möglichkeit neben diesen Hypothesen bleiben nicht.


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