Designing climate and water policies for agriculture

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-6208-3
Title: Designing climate and water policies for agriculture
Author: Lötjönen, Sanna
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Economics and Management
Doctoral Programme in Sustainable Use of Renewable Natural Resources
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020-07-01
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-6208-3
http://hdl.handle.net/10138/315659
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: This thesis studies the design of socially optimal policies for climate mitigation and water protection for two agricultural production lines: crop and dairy production. It provides analytical insights into optimal management, both in the absence and presence of nutrient runoff and greenhouse gas emissions, and develops policies to incentivize private production when externalities to water and atmosphere exist. Special attention is devoted to the coeffects of agricultural water protection measures on climate mitigation and of climate mitigation measures on water protection and their implications for marginal abatement costs and optimal policies. The thesis studies crop rotations with legumes and dairy production in detail. It additionally derives cost functions for reducing emissions by combining individual measures, such as fertilization, buffer strips, catch crops, tillage methods, afforestation and green fallow. In general, Pigouvian taxes on greenhouse gas emissions or on diffuse nutrient loading as first-best policies are not possible due to problems in measuring nonpoint source loading. Therefore, second-best policies, such as uniform taxes levied on animal numbers or fertilization or subsidies based on buffer strip width or transporting manure, are developed and applied numerically. Based on the findings, in comparison to the first-best policies, the second-best policies are relatively effective in producing the desired policy goals. Study I of the thesis shows how legumes in crop rotations outperform cereal monocultures economically and environmentally in many cases, provided there is adequate demand for legumes, and develops differentiated nitrogen tax and buffer strip subsidies based on the cultivated crop. Study II focuses on the use of nitrogen, land use, dairy cow diet and climate emissions within dairy production. This study demonstrates the overall spatial pattern of manure application and illustrates the main measures to reduce greenhouse gas emissions and nutrient runoff. Uniform nutrient taxes are found functional, although spatially differentiated taxes produce higher welfare. Study III highlights the importance of accounting for multiple pollutants and their coeffects when designing environmental policies and calculating marginal abatement costs. In the case of cobenefits, the optimal tax on the focus pollutant is relatively higher, increasing abatement and the supply of cobenefits.Väitöskirja tarkastelee yhteiskunnallisesti optimaalisen ilmasto- ja vesistöpolitiikan muotoilua ohjaamaan kasvinviljelyä ja maidontuotantoa kestävämmäksi. Maatilan optimaalinen hallinta ratkaistaan analyyttisesti sekä yksityisen viljelijän että yhteiskunnan näkökulmasta, kun yhteiskunta ottaa huomioon tuotannon aiheuttaman ravinnehuuhtouman ja kasvihuonekaasupäästöt. Väitöskirja kehittää ohjauskeinoja, joilla viljelijöitä ohjataan huomioimaan ilmaan ja vesistöihin kohdistuvat maatalouden ulkoisvaikutukset päätöksissään. Lisäksi tarkastellaan maatalouden vesistötoimenpiteiden ilmastolle aiheuttamia sivuvaikutuksia ja ilmastotoimenpiteiden vesistöille aiheuttamia sivuvaikutuksia, sekä sitä, miten näiden sivuvaikutusten huomiointi muuttaa rajapuhdistuskustannuksia ja optimaalisia ohjauskeinoja. Väitöskirja tutkii yksityiskohtaisemmin palkokasveja sisältäviä viljelykiertoja sekä maidontuotantoa. Rajapuhdistuskustannuksia määritettäessä yksittäisiä toimenpiteitä, kuten lannoitus, suojakaistat, kerääjäkasvit ja maanmuokkausmenetelmä, yhdistetään. Hajakuormituksen mittausongelmien vuoksi Pigou-malliset verot kasvihuonekaasupäästöille tai ravinnehuuhtoumalle eivät ole mahdollisia. Siksi väitöskirjassa tarkastellaan second-best-ohjauskeinoja, kuten eläinten tai lannoituksen määrään perustuvaa veroa. Tulosten perusteella second-best-ohjauskeinot tuottavat melko lähellä first-best-ohjauskeinoja olevan lopputuloksen. Artikkelin I perusteella palkokasveja sisältävät viljelykierrot ovat usein talouden ja ympäristön kannalta viljojen monokulttuureja parempia, mikäli palkokasvien kysyntä on riittävä. Artikkelissa kehitetään viljelykasvin mukaan vaihtuva typpivero sekä suojakaistatuki. Artikkeli II keskittyy typen ja maankäyttöön, eläinten dieettiin ja ilmastopäästöihin maidontuotannossa. Artikkeli esittää etäisyyden suhteen optimaalisen lannan levityksen rakenteen ja pääasialliset toimenpiteet ravinnehuuhtouman ja kasvihuonekaasupäästöjen vähentämiseksi. Vakioiset ravinneverot todetaan toimiviksi, vaikka etäisyyden mukaan vaihtuva vero tuottaisi korkeamman hyvinvoinnin. Artikkeli III korostaa useiden päästölähteiden ja näiden sivuvaikutusten yhtäaikaisen huomioinnin tärkeyttä ympäristöpolitiikan suunnittelussa ja rajapuhdistuskustannusten määrityksessä. Jos politiikka tuottaa sivuhyötyjä, politiikan kohteena olevan päästön optimaalinen vero on korkeampi, jolloin sivuhyötyjen tarjonta lisääntyy.
Subject: ympäristö- ja luonnonvaraekonomia
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
DESIGNIN.pdf 326.3Kb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record