Virkesproduktion och miljö

1. Virkesproduktion och miljö • Del 1: Introduktion • Del 2: Hartman modellen • Del 3: Global uppvärmning • Sammanfattning

2. Del 1: Introduktion • Avgränsing • Virkesproduktion och miljö i allmänna termer • Med virkesproduktion menar jag den hela process från beståndsanläggning till slutaverkning • Syftet: Skaffa en översiktlig bild av problematiken

3. Interaktioner mellan virkesproduktion och miljö

4. Virkesproduktion och miljö • Virkesproduktionen påverkas av miljö • Försurning av skogsmarken minskar produktionsförmåga • Klimatförändring ökar/minskar produktionsförmåga • Virkesproduktionen påverkar miljö: Virkesproduktionen medför en rad miljökostnader och vinster

5. Forestry practices Reindeer industry Reindeer grazing Tourism industry etc. Forest amenities and recreational facilities Structure and composition of the forest landscape Timber production Subsistence & recreational hunting Game population Environmental and biodiversity aspirations Biodiversity Interactions between different uses of forest resources

6. Skogsvårdslagen • Skogsskötsel ska bedrivas på ett sådant sätt att virkesproduktion och miljöhänsyn har samma prioritet • Två frågor: • Är det möjligt att uppnå maximal virkesavkastning och maximala miljövinster samtidigt? • Hur ska virkesproduktionen bedrivas för att maximera den sammanlagt värde av skogen?

7. Virkesavkastning och Miljö Effektivitet: skogsbruket är Pareto effektivt om ingen av nyttigheterna kan ökas utan att någon annan nyttighet minskas Avvägning: Hur mycket av en nyttighet ska man avstå för att ökar produktionen av någon annan nyttighet?

8. Två grundläggande strategier av mångbruk •  Integrerad skötsel • varje bestånd ska sötas för att erhålla den optimal mix av olika nyttigheter • Specialiserade skötsel • varje bestånd ska sötas för att maximera värdet av en huvudnyttighet • olika bestånd har olika huvudnyttighet

9. Skogsvårdsstyrelsens gröna skogsbruksplan: 4 målklasser • PG: Produktionsmål – generell naturhänsyn • PF: Produktionsmål – förstärkt naturhänsyn • NS: Naturvårdsmål –skötsel • NO: Naturvårdsmål – orört

10. Virkesproduktionsåtgärder • Föryngring: föryngringsmetod, val av trädslag, täthet • Vård av ny skog • Avverkning • var ska man avverka och hur mycket • när ska ett bestånd avverkas (omloppstid) • avverkningsmetod

11. Del 2: Hartman modell

12. Begränsningar av Hartman modell • svårt att mätta miljövinter vid olika ålder av bestånd • naturvärde av ett bestånd beror på tillstånden av andra (närliggande) bestånd • ekologiska interaktioner • marginell värde av nyttigheter icke konstant • (substitution, komplement) • mångbruk problem bör analyseras på fastighets- eller landskapsnivå

13. Del 3: Virkesproduktion och global uppvärmning

14. Role of forests in carbon cycle • Carbon storage: In 2005, the total amount of carbon in forests was estimated to be 638 Gt (billion ton). • Living biomass: 44% • Deadwood: 6% • Soil and litter: 50% • Carbon sequestration: forest growth sequestrates about 2 Gt carbon annually

15. Source: FAO Global Forest Resource Assessment 2005

16. Impact of human activities on carbon storage sequestration in forests • Afforestation and reforestation: leads expansion of forest area, increase carbon storage sequestration in forests • Deforesttaion: reduce carbon storage sequestration in forests • Forest protection against wildfire, pests, and various forms deforestation: • Silvicuture: typically increase carbon storage sequestration in forests • Timber harvest and utilization • About 3 billion m3 per year (corresponding to 2.1 Gt carbon removed from the forests). • Reduce carbon storage in forests • Reduce carbon sequestration in the short-run, but may increase carbon sequestration in the long-run

17. Source: FAO Global Forest Resource Assessment 2005

18. Source: FAO Global FRA 2005.

19. “Forest carbon” balance • Change in carbon storage in forests = carbon sequestration – harvest –deforestation (incl. emission through burning of forests) • Carbon sequestration = F(carbon storage in forests) • Carbon in harvested biomass • Carbon storage in HWP in 2002 (Perez-Garcia, et al. 2006) • 4.5 Gt C in HWP products in use, increases by 1.2% per year • 3.4 Gt C in HWP products in landfills, increases by 2.4% per year • Harvested biomass substitutes other materials (fossil fuel, steel, concrete etc)

20. Strategy to enhance the role of forestsin climate change mitigation • Increase carbon storage in forests • Increase carbon storage in HWP • Increase the substitution effect • Require optimal balance between the growing stock in forests and harvest of biomass

21. Policy Issue • Faustmann rotation (free market solution) usually is shorter thna the Maximum Sustained Yield rotation • Increase rotation age would increase carbon storage in forests and timber harvest in the long-run • How to motivate forest owners to harvest at longer rotations? • What is the socially optimal roattion age? • What is the optimal design of policy?

22. Socially Optimal Rotation Age C = regeneration cost (SEK/ha) p(T) = stumpage price at age T (SEK/m3) pc = social benefits of carbon sequestration (SEK/m3) r = discount rate V(T) = growing stock of timber at age T (m3/ha) g(t) = timber growth at age t (m3/ha/year) q(t) = rate of decay of harvested timber at time t (%) d = time period during which the harvest timber completely decays

23. An example • Scots pine, site index T20 and T24 • Planting density: 2300 trees/ha for T20, 2600 trees/ha for T24 • Two thinning in each rotation • The lowest rotation age is 80 years for T20 and 70 years for T24. The longest rotation age considered is 200 years. • An increase of the growing stock of timber by 1 m3 reduces CO2 in the atmosphere by 1 ton. • The biomass will decay completely at a single time point (5 years after clear-cutting). • CO2 price: 37.5, 370, 937.5 SEK/ton. • Discount rate: 0.1, 1, 2, 3%.

24. 2. An example

25. The NPV of CO2 sequestration (1000 SEK/ha)

26. Benefit-cost ratio (CO2 price is 370 SEK/ton)

27. Conclusions • It is socially optimal to increase CO2 sequestration by increasing the rotation age. • The socially optimal rotation age could be much longer than the optimal rotation age for timber production. • It depends to a large extent on the social discount rate and the price of CO2. • Could be economically non-sustainable.

28. Sammanfattning • Virkesproduktionen påverkar och påverkas av miljö • Virkesproduktionen och miljövård är delvis kompatibla • Optimalt utnyttjande av skogsresurs kräver • Välavvägd målsättning • Effektiv virkesproduktions- och miljövårdsplan • Ekonomisktanalys hjälper oss • bättre förstå konflikter mellan VP och M • Göra bättre avvägning VP och M • finna effektiv skogsbritsplan

29. Further reading • Calish, S., Roger, D., and Teegurden, D.E. (1978). How do nontimber values affect Douglas-fir Rotations? Journal of Forestry, 76:217-221. • Hartman, R. (1976). The harvesting decision when a standing forest has value. Economic Inquiry, 14:52-58. • Helliwell, R. (1987). Multiple-use forestry in the United Kingdom. Ambio, 16:129-133. • Gong, P. and Kriström, B. (1999). Regulating forest rotation to increase CO2sequestration. Working paper 272, Department of Forest Economics, SLU.