Modell zur Simulation der Seuchenausbreitung und zur Abschätzung damit verbundener Schäden - dargestellt am Beispiel der Maul- und Klauenseuche

Abstract

Ausbrüche der Maul- und Klauenseuche (MKS) können große finanzielle Schäden hervorrufen. Zur Schaffung eines risikokonformen Verhaltens von Tierhaltern bestehen in der Europäischen Union Diskussionen über die Einrichtung einer öffentlich subventionierten, umfassenden Pflichtversicherung. Die Beurteilung geeigneter Instrumente des Risiko- bzw. Krisenmanagements setzt Einblick über das potenzielle Schadenausmaß der MKS voraus. Dieses lässt sich aufgrund des seltenen Auftretens und der großen Variabilität der MKS nicht aus der Schadenhistorie ableiten. Alternativ bietet sich der Einsatz von stochastischen Simulationsmodellen an. Ziel der vorliegenden Arbeit ist deshalb die Entwicklung eines agentenbasierten Simulationsmodells zur Abschätzung der Schadenpotenziale der MKS.<br /> Eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst das Risiko aus der MKS. Dazu zählen diverse direkte und indirekte Übertragungswege. Zudem gehören zu den Einflussfaktoren die Politikmaßnahmen wie Keulung und Sperrung von Betrieben. Der Identifikation von Risikofaktoren folgt die Darstellung von Instrumenten zur Bewältigung der finanziellen Konsequenzen aus dem Auftreten der MKS. Die Bewertung der derzeitigen Situation in der EU zeigt, dass die installierten Maßnahmen zur Risikobewältigung zu Fehlanreizen führen. So verringert die EU-Entschädigungspraxis die Motivation zur Verdachtsmeldung von Seuchenfällen und fördert zudem den als riskant geltenden Tierhandel im Seuchenfall.<br /> Das entwickelte agentenbasierte Simulationsmodell ist in zwei Module segmentiert. Im ersten Modellabschnitt erfolgt dabei die Simulation von Seuchenausbreitung und Seuchenbekämpfung. Das Modell berücksichtigt unterschiedliche Kontaktarten von rinder- und schweinehaltenden Betrieben bei der Seuchenausbreitung, wobei es sich insbesondere durch die Tourenplanung für Kontakte des Personen- und Fahrzeugverkehrs auszeichnet. Weiter können ferner Verhaltensänderungen nach der erstmaligen Seuchenentdeckung – in Abhängigkeit zur Entschädigungspraxis - abgebildet werden. Die Seuchenentdeckung löst im Modell die Durchführung von Bekämpfungsmaßnahmen aus, deren finanzielle Konsequenzen im zweiten Modellmodul quantitativ erfasst werden. Die betrachteten Schadenstypen umfassen die Tierverluste und Schäden aus der Betriebsunterbrechung sowie finanzielle Verluste aus Vermarktungsverboten. Die Modellanwendung für zwei Landkreise mit 4.600 Betrieben zeigt die Reduzierung des Gesamtschadens bei einer umfassenden Entschädigungspraxis. Zudem verdeutlichen die Modellergebnisse die hohe Schadenvarianz und die Möglichkeit hoher Gesamtschäden infolge eines MKS-Ausbruches. Infolge der oftmals geringen Datenbasis besteht aber Forschungsbedarf zur Quantifizierung der Übertragungswahrscheinlichkeiten der MKS und zur Betrachtung weiterer Kontaktwege.

<strong>Model to simulate disease transmission and to estimate financial consequences of Foot-and-Mouth Disease outbreak</strong><br /> Epidemics of Foot-and-Mouth Disease (FMD) can have detrimental financial consequences. The European Union is considering public insurance schemes with compatible incentives for early disclosure and adoption of bio-security measures. Evaluating instruments for risk and crisis management presumes insight into the extent of losses FMD can cause. In case of epidemics, historical data has limited value due to low frequency and large variability in outcomes. Stochastic simulation models provide an appropriate alternative for obtaining insight into losses. The objective of this dissertation is to develop an agent-based simulation model to estimate financial consequences of FMD.<br /> A large number of factors including direct and indirect contact between animals and control measures, like culling and establishing surveillance zones influence the risk caused by FMD outbreaks. Various risk management strategies have been developed to provide an appropri-ate response to the financial losses of FMD outbreaks. Analysis of the compatibility of incentives offered by current compensation schemes in the EU with respect to producer behaviour shows that the current situation creates little incentive for rapid disclosure of disease. Further, the current situation encourages animal trading shortly after FMD outbreak which is a high-risk activity since it can lead to further spread of the disease.<br /> The agent-based simulation model consists of two major parts. The first part simulates the spread of FMD and control measures. Several direct and indirect contacts between farms are taken into account. For personnel and vehicle movement between premises, the model uses route planning. Depending on the compensation of financial losses, farmers´ behaviour after detection of FMD has been modelled. Epidemiological information provided by the first part is translated into financial data in the second part. The model calculates financial losses caused by culling of animals, business interruption and consequences of delayed slaughter of animals as a consequence of surveillance zones.<br /> Results of the models run on 4,600 farms in two counties in Germany show that comprehen-sive compensation schemes including the reimbursement of consequential losses can lead to a reduction of total loss. Further, the model results show the large variance of outcomes and the risk of large losses caused by FMD outbreaks. Due to little data to estimate transmission rates between animals further research is recommended.