Timber production versus old-growth preservation with endogenous prices and forest age-classes

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Abstract:

This study combines timber production and environmental values, applying a dynamic forest-level economic model with any number of forest age-classes. The model includes endogenous timber price or nonlinear harvesting costs and various possibilities to specify the dependence of environmental values (related e.g. to species persistence) on the forest age-class structure. The nonlinearities in the net benefits from timber production have the consequence that fluctuations in optimal timber harvesting may totally vanish or at least become smaller than in forest scheduling models without ad hoc even flow constraints. If environmental values are specified to depend on the fraction of forest land preserved as old growth, the optimal long run allocation between timber production and old growth is represented by an equilibrium continuum. Thus the optimal long run allocation depends on the initial age-class distribution. The continuum and the dependence of initial age-class distribution vanish when the rate of discount approaches zero. If the environmental values of age-classes increase smoothly with age, the long run equilibrium may simultaneously include multiple rotation periods. The model determines the optimality of producing timber and environmental values separately at different parts of the forest or at the same piece of forest land. Numerical computation suggests that the optimal solution always converges toward some optimal long run stationary age-class distribution.

Cette étude porte sur l'application d'un modèle économique dynamique à l'échelle d'une forêt permettant d'optimiser la production conjointe de bois et de valeurs environnementales en considérant la distribution des classes d'âge. Le modèle intègre un prix du bois endogène ou une fonction de coût de récolte non linéaire ainsi qu'une variété d'arrangements permettant de préciser la dépendance des valeurs environnementales (reliées p. ex. à la persistance d'un cortège d'espèces) envers la structure des classes d'âge de la forêt. Les non-linéarités observées au sujet des bénéfices nets tirés de la production de bois ont pour conséquence que les fluctuations du niveau optimal de récolte peuvent totalement disparaître ou à tout le moins devenir inférieures à celles qui résultent d'un modèle de programmation des coupes sans la contrainte ad hoc du rendement soutenu. Si les valeurs environnementales sont définies de manière à dépendre d'une portion de territoire préservée en forêt ancienne, à long terme, l'allocation optimale entre la production de bois et les zones protégées est représentée par un continuum de situations d'équilibre. Ainsi, à long terme, l'alloca tion optimale repose sur la distribution initiale des classes d'âge. Ce continuum et cette dépendance envers l'état initial de la forêt disparaissent quand le taux d'actualisation s'approche de zéro. Si les valeurs environnementales des classes d'âge s'accroissent légèrement avec l'âge, l'équilibre à long terme peut se manifester par la juxtaposition de différentes périodes de révolution. Le modèle permet de déterminer s'il est préférable d'envisager la production de bois et de valeurs environnementales séparément sur des portions distinctes de forêt ou conjointement sur l'ensemble de celle-ci. Les calculs indiquent que la solution optimale à long terme converge toujours vers une distribution des classes d'âge en équilibre stationnaire.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2004

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