Using bioeconomic models to assess research priorities: a case study on afforestation as a carbon sequestration tool

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Abstract:

We have developed a spatial cost–benefit afforestation model that includes the tracking of five carbon pools. In this application we represent three possible afforestation strategies that could be implemented in Canada using plantations of hybrid poplar, hardwoods, and softwoods with average expected growth rates of 12–14, 5–7, and 5–7 m3· ha–1·year–1 respectively. The model provides spatially explicit insights into the cost effectiveness of afforestation as a carbon sequestration tool. Here we develop an elasticity metric and experiment to assess model sensitivity and use the results to make recommendations about research priorities. The most important biological variables across all scenarios include site suitability, which is related to refining the spatial estimates of potential yields, biomass to carbon ratios, and wood density. The most important economic variables include refinement and lowering of establishment costs and agricultural opportunity costs. Parameters that have a low impact on the break-even carbon price, suggesting refinements in knowledge in these areas would be relatively less beneficial, include decay rates for forest products, stand senescence age (the age when stand mortality reaches its maximum), bioenergy and pulpwood prices, and mean residual time for leaf litter. Less importance was also placed on the proportions of forest products in the total harvest and refining a fossil fuel substitution coefficient.

Les auteurs ont développé un modèle coût–bénéfice de boisement qui est spatialement explicite et permet de suivre cinq réservoirs de carbone. Dans cette application, ils représentent trois stratégies possibles de boisement qui pourraient être employées au Canada. Ce sont des plantations utilisant des peupliers hybrides, des feuillus ou des conifères avec des rendements moyens espérés atteignant respectivement 12 à 14, 5 à 7 et 5 à 7 m3·ha–1·an–1. Le modèle fournit des informations spatialement explicites sur l'efficacité des coûts du boisement comme outil de séquestration du carbone. Ici, ils ont développé un paramètre d'élasticité et une procédure afin d'évaluer la sensibilité du modèle et d'utiliser les résultats obtenus pour faire des recommandations au sujet des priorités de recherche. Les plus importantes variables biologiques dans tous les scénarios concernent la pertinence des sites, laquelle est reliée au raffinement des estimations spatialisées sur les rendements potentiels, les rapports de la biomasse sur le carbone et la densité du bois. Les plus importantes variables économiques incluent la précision et l'abaissement des coûts d'établissement et le manque à gagner pour l'agriculture. Les paramètres qui ont peu d'influence sur un prix du carbone permettant de couvrir les frais encourus, ce qui suggère qu'un approfondissement des connaissances dans ces domaines serait relativement moins bénéfique, comprennent le taux de décomposition des produits forestiers, l'âge de sénescence du peuplement (l'âge auquel la mortalité dans un peuplement atteint son maximum), les prix de la bioénergie et du bois à pâte ainsi que la durée de vie moyenne de la litière de feuilles. Moins d'importance était aussi accordée à la proportion de produits forestiers par rapport au volume total récolté et au développement d'un coefficient de substitution des carburants fossiles.

[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2006

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