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Economic potential of bark beetle management and Douglas fir cultivation in future tree species portfolios
No full textEconomic potential of bark beetle management and Douglas fir cultivation in future tree species portfolios
No full textClimate change and extreme weather events - impacts and adaptation strategies in the context of tree species selection in forest enterprises
No full textAnpassungsstrategien für Fichtenstandorte – klimasensitive Modellierung der ökonomischen Einflüsse von Borkenkäfermanagement und Douglasienanbau
No full textAnpassungsstrategien für Fichtenstandorte – klimasensitive Modellierung der ökonomischen Einflüsse von Borkenkäfermanagement und Douglasienanbau
No full textOpportunity costs of growing space – an essential driver of economical single-tree harvest decisions
No full textControlling the growing space available to trees is essential for silvicultural management. For an efficient, i.e. economical, allocation of the scarce growing space, a qualitative and quantitative knowledge of all drivers of harvest decisions is required. The fundamental Faustmann-Pressler-Ohlin-Theorem reveals these drivers at the stand level: In the economical optimum, the stand's future value increment is equal to the interest of its value plus the land rent of the following stand. However, with increasing availability of single-tree data and single-tree-oriented management of heterogeneous stands, the need to transfer these fundamental economic relationships to the single-tree level arises. While several studies already focus on this problem, approaches using practice-related growth and harvest simulations that omit assumptions on the optimal thinning type are still somewhat rare. Our study seeks to provide a deeper understanding of basic economic principles underlying single-tree harvests. We thus aim to contribute to the methodological improvement of decision support systems regarding the implementation of silvicultural-economic linkages. We present a simulation-optimization model to analyze the importance of opportunity costs of growing space for economical harvests of even-aged single-trees under varying production goals and individual tree characteristics. Here, we show that controlling the competition-based growing space efficiency should guide harvest decisions at a young age, whereas with age the focus should shift to possible investment alternatives for the financial resources fixed in a tree. Our analyses of economical harvest decisions indicate that the importance of individual tree characteristics rises with increasing heterogeneity. We found some surprising economically optimal harvest sequences in heterogeneous groups of trees, which underlines the high potential of our model to inform practical decision making at the single-tree level. By implementing economic theory in marteloscopes, our approach could enable an improved training of forest managers to face complex silvicultural decisions. In an environment shaped by scarcities, the derived principles can be applied to various ecosystem services
Climate change and extreme events – modeling adaptation through tree species selection at different spatial scales
No full textClimate change and extreme weather events challenge the future productive potential of forest enterprises. Adaptation strategies are urgently needed. Here, we present new methodological advances to explore:
O1. which adaptation strategies maintain productive potentials of mountainous spruce stands;
O2. how disturbances affect wood revenues;
O3. at which spatial scale extreme events alter the optimal tree species composition.
To tackle these questions, we combined a set of mechanistic and empirical methods. First, we advanced a bioeconomic simulation-optimization model, based on Modern Portfolio Theory, to economically optimize tree-species portfolios at the stand level in the face of climate and market uncertainty (O1); using this model, we assessed four adaptation options: (i) adjusted tree species composition, (ii) mixed stands, (iii) shorter rotation periods, and (iv) bark beetle management. Second, we applied time series analyses to a real-world forest enterprise’s harvest and sales records (O2). Applying the econometric results, we extended the simulation-optimization model to a forest enterprise (~230.000 ha) with multiple planning units (O3). We simulated the consequences of changing extreme-event patterns on the optimal tree species diversification under different spatial planning perspectives.
Our results suggest that proactively diversified tree species compositions are better suited to maintain productive potentials of spruce forests than reactive forest protection measures. Our econometric analysis suggests that losses in spruce revenues after disturbances were mainly due to oversupply on the wood market rather than lower wood quality. Our enterprise approach points towards the need of spatial models to account for extremes when selecting suitable adaptation strategies.
Although our data sets were derived from Central Germany, the methods and considerations transfer well to boreal forests under climate change scenarios. We conclude that diversified species compositions in mixed stands are promising for buffering the economic consequences of climate change for forestry. In large enterprises, diversification across stands offers additional adaptation potential
Climate change and extreme events – modeling adaptation through tree species selection at different spatial scales
No full textClimate change and extreme weather events challenge the future productive potential of forest enterprises. Adaptation strategies are urgently needed. Here, we present new methodological advances to explore:
O1. which adaptation strategies maintain productive potentials of mountainous spruce stands;
O2. how disturbances affect wood revenues;
O3. at which spatial scale extreme events alter the optimal tree species composition.
To tackle these questions, we combined a set of mechanistic and empirical methods. First, we advanced a bioeconomic simulation-optimization model, based on Modern Portfolio Theory, to economically optimize tree-species portfolios at the stand level in the face of climate and market uncertainty (O1); using this model, we assessed four adaptation options: (i) adjusted tree species composition, (ii) mixed stands, (iii) shorter rotation periods, and (iv) bark beetle management. Second, we applied time series analyses to a real-world forest enterprise’s harvest and sales records (O2). Applying the econometric results, we extended the simulation-optimization model to a forest enterprise (~230.000 ha) with multiple planning units (O3). We simulated the consequences of changing extreme-event patterns on the optimal tree species diversification under different spatial planning perspectives.
Our results suggest that proactively diversified tree species compositions are better suited to maintain productive potentials of spruce forests than reactive forest protection measures. Our econometric analysis suggests that losses in spruce revenues after disturbances were mainly due to oversupply on the wood market rather than lower wood quality. Our enterprise approach points towards the need of spatial models to account for extremes when selecting suitable adaptation strategies.
Although our data sets were derived from Central Germany, the methods and considerations transfer well to boreal forests under climate change scenarios. We conclude that diversified species compositions in mixed stands are promising for buffering the economic consequences of climate change for forestry. In large enterprises, diversification across stands offers additional adaptation potential
Diversifikation der Baumartenwahl auf verschiedenen räumlichen Skalen als forstbetriebliche Anpassungsstrategie an den Klimawandel und Extremwetterereignisse
No full textDer Klimawandel und zunehmende Kalamitätsereignisse gefährden die zukünftigen produktiven Potentiale der Forstbetriebe. Die Diversifikation der Baumartenzusammensetzung wird als vielversprechende Anpassungsstrategie diskutiert. Vorteile aus forstbetrieblicher Sicht bestehen dabei in einer möglichen Produktdiversifikation und potentiell höheren biophysikalischen Stabilität der Mischbestände gegenüber Monokulturen. Es bleibt jedoch offen, ob diese Diversifikationseffekte auch die negativen ökonomischen Auswirkungen zunehmender Extremwetterereignisse abzupuffern vermögen.
Daher untersuchen wir (1) welche Konsequenzen Extremwetterereignisse auf Holzerlöse in einer Region haben, (2) wie sich die optimale Baumartenallokation eines großen Modellbetriebs (~230.000 ha) unter verschiedenen Szenarien zukünftiger Extremwetterereignisse unterscheidet und, (3) ob solche Reorganisationsprozesse auf verschiedenen räumlichen Skalen die negativen ökonomischen Konsequenzen der Extremwetterereignisse abpuffern können.
Zur Beantwortung dieser Fragestellungen verbinden wir ökonometrische Methoden (1) mit bioökonomischen Baumarten-Portfoliooptimierungen auf der Betriebsebene (2, 3).
Die ökonometrische Analyse zeigt, dass große Schadereignisse die Nadelholzerlöse durch ein Überangebot auf dem Markt und kaum durch eine Qualitätsreduktion mindern. Vorläufige Ergebnisse der aufbauenden Portfoliooptimierung unter rein monetärer, risikoaverser Zielsetzung stellen die Baumartendiversifikation als ökonomische Anpassungsstrategie für Forstbetriebe unter Extremwetterereignissen in Frage. Es zeigt sich eine klare Tendenz zur Entmischung des Bestandestypenportfolios des Modellbetriebs unter Extremwetterereignissen. Das Modell wählt bevorzugt Bestandestypen mit Baumarten, die günstig zu etablieren sind und frühe Vornutzungserlöse versprechen, also die Höhe der Investition unter Risiko begrenzen. Dies genügt jedoch nicht, um die ökonomischen Konsequenzen der simulierten Extremwetterszenarien abzupuffern. Ein solches Entscheidungsverhalten hätte zur Folge, dass die Wälder des Betriebs jünger, vorratsärmer, weniger produktiv und weniger baumartenreich wären als im Vergleichsszenario ohne Extremwetterereignisse.
Die Ergebnisse erweitern unser Verständnis der Konsequenzen möglicher Extremwetterereignisszenarien auf die forstbetriebliche Baumartenwahl unter der Prämisse, dass die modellierten forstbetrieblichen Entscheidungen dem Ziel folgen, ökonomische Risiken der Holzproduktion zu begrenzen. Sie deuten darauf hin, dass betriebliche Investitionsrisiken der Bestandesetablierung eine wichtige Steuergröße zum Erhalt vielfältiger Wälder und ihrer Ökosystemfunktionen sind
Diversifikation der Baumartenwahl auf verschiedenen räumlichen Skalen als forstbetriebliche Anpassungsstrategie an den Klimawandel und Extremwetterereignisse
No full textDer Klimawandel und zunehmende Kalamitätsereignisse gefährden die zukünftigen produktiven Potentiale der Forstbetriebe. Die Diversifikation der Baumartenzusammensetzung wird als vielversprechende Anpassungsstrategie diskutiert. Vorteile aus forstbetrieblicher Sicht bestehen dabei in einer möglichen Produktdiversifikation und potentiell höheren biophysikalischen Stabilität der Mischbestände gegenüber Monokulturen. Es bleibt jedoch offen, ob diese Diversifikationseffekte auch die negativen ökonomischen Auswirkungen zunehmender Extremwetterereignisse abzupuffern vermögen.
Daher untersuchen wir (1) welche Konsequenzen Extremwetterereignisse auf Holzerlöse in einer Region haben, (2) wie sich die optimale Baumartenallokation eines großen Modellbetriebs (~230.000 ha) unter verschiedenen Szenarien zukünftiger Extremwetterereignisse unterscheidet und, (3) ob solche Reorganisationsprozesse auf verschiedenen räumlichen Skalen die negativen ökonomischen Konsequenzen der Extremwetterereignisse abpuffern können.
Zur Beantwortung dieser Fragestellungen verbinden wir ökonometrische Methoden (1) mit bioökonomischen Baumarten-Portfoliooptimierungen auf der Betriebsebene (2, 3).
Die ökonometrische Analyse zeigt, dass große Schadereignisse die Nadelholzerlöse durch ein Überangebot auf dem Markt und kaum durch eine Qualitätsreduktion mindern. Vorläufige Ergebnisse der aufbauenden Portfoliooptimierung unter rein monetärer, risikoaverser Zielsetzung stellen die Baumartendiversifikation als ökonomische Anpassungsstrategie für Forstbetriebe unter Extremwetterereignissen in Frage. Es zeigt sich eine klare Tendenz zur Entmischung des Bestandestypenportfolios des Modellbetriebs unter Extremwetterereignissen. Das Modell wählt bevorzugt Bestandestypen mit Baumarten, die günstig zu etablieren sind und frühe Vornutzungserlöse versprechen, also die Höhe der Investition unter Risiko begrenzen. Dies genügt jedoch nicht, um die ökonomischen Konsequenzen der simulierten Extremwetterszenarien abzupuffern. Ein solches Entscheidungsverhalten hätte zur Folge, dass die Wälder des Betriebs jünger, vorratsärmer, weniger produktiv und weniger baumartenreich wären als im Vergleichsszenario ohne Extremwetterereignisse.
Die Ergebnisse erweitern unser Verständnis der Konsequenzen möglicher Extremwetterereignisszenarien auf die forstbetriebliche Baumartenwahl unter der Prämisse, dass die modellierten forstbetrieblichen Entscheidungen dem Ziel folgen, ökonomische Risiken der Holzproduktion zu begrenzen. Sie deuten darauf hin, dass betriebliche Investitionsrisiken der Bestandesetablierung eine wichtige Steuergröße zum Erhalt vielfältiger Wälder und ihrer Ökosystemfunktionen sind
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