Optimisation of forest management under climate change: mean-variance trade-off of productivity in the French maritime Pine and Oak forests | Optimisation de la gestion forestière dans le cadre du changement climatique : compromis moyenne-variance de la productivité dans les forêts maritimes françaises de pins et de chênes

English. Forests play a crucial role in providing environmental and economic services but face threats from climate change. Adapting forest management is essential to sustain wood production in less favourable climates. The objective of this study was to identify the management strategy that will ensure ahigh average productivity and stable production under future climatic conditions. The mean-variance optimisation technique was employed to identify the optimal allocation of management regimes for maximum sustainable production (maximising the mean while minimising the temporal variance)over a 30-year sliding window spanning the 21st century. To compare forest management practices, data was obtained from a process-based model that projects forest growth and implements management rules under different climate scenarios. The optimisation was implemented for a theoreticalspatial domain including three classes of available water capacity, and was duplicated for two case studies, the maritime pine forest and oak forest. In the high greenhouse gas (GHG) emissions scenario, the productivity of both species is projected to decrease over the century, while the inter-annual stability would also decrease. Conversely, in the intermediate GHG emission scenario, there is a peak of productivity in 2040, while maintaining a high level of stability over time. The Pareto fronts obtained demonstrate that the optimal management portfolio changes significantly over the century, depending on the climate scenario and local rainfall patterns. The results of this study indicate also that adaptive and anticipatory forest management strategies have the potential to minimise temporal variance and enhance resilience in productive forests.

French. Les forêts jouent un rôle crucial en fournissant des services environnementaux et économiques, mais sont menacées par le changement climatique. L’adaptation de la gestion forestière est essentielle pour maintenir la production de bois dans des climats moins favorables. L’objectif de cette étude est d’identifier la stratégie de gestion forestière qui garantira une productivité moyenne élevée et une production stable dans les conditions climatiques futures. Pour comparer les pratiques de gestion forestière, des données ont été obtenues à partir d’un modèle process-based qui projette la croissance de la forêt et met en œuvre des règles de gestion dans différents scénarios climatiques. La technique d’optimisation moyenne-variance a été utilisée pour identifier l’allocation optimale des modes de gestion pour une production durable maximale (maximiser la moyenne tout en minimisant la variance temporelle) sur une fenêtre glissante de 30 ans couvrant le 21e siècle. Le modèle d’optimisation a été mis en œuvre pour un domaine spatial théorique comprenant trois classes de réserve utile, et a été dupliqué pour deux études de cas, le pin maritime et le chêne. Dans le scénario à fortes émissions de gaz à effet de serre (GES), la productivité des deux essences devrait diminuer au cours du siècle, tandis que la stabilité interannuelle diminuerait également. Inversement, dans le scénario intermédiaire d’émissions de GES, on observe un pic de productivité en 2040, tout en maintenant un niveau élevé de stabilité dans le temps. Les fronts de Pareto montrent que le portefeuille de gestion optimal change de manière significative au cours du siècle, en fonction du scénario climatique et des régimes pluviométriques locaux. Les résultats de cette étude indiquent également que les stratégies de gestion forestière adaptatives et anticipatives ont le potentiel de minimiser la variance temporelle et de renforcer la résilience des forêts productives.