Economic optimization of boreal Norway spruce forest management with coarse woody debris and carbon sinks | Ekonomisk optimering av boreal granskog med grov död ved och kolsänkor

This thesis investigates how placing social prices on carbon (C) and coarse woody debris (CWD) affects forest management, CWD amounts, C sinks and storages as well as wood production value when the combined value of wood production and C sinks or CWD is maximized. Additionally, it examines the costs related to increasing C and CWD in a boreal Norway spruce forest stand. By examining optimized forest management strategies under different social pricing scenarios, the study reveals trade-offs between wood production, C sinks, and biodiversity targets related to CWD. The results show that increasing social prices on C promotes management strategies that extend rotation lengths and reduce harvests, enhancing C sinks and gradually increasing CWD amounts. Placing social prices on CWD leads to similar management strategies, but the changes are less gradual and more abrupt as sufficient pricing for promoting natural mortality and CWD accumulation is reached. The results also show that at a 1% interest rate, CWD biodiversity targets of 20 m³ ha⁻¹ can be achieved with less than 10% reductions in discounted wood production value and targets of 40 m³ ha⁻¹ can be reached with under 20% loss. Although higher interest rates or more ambitious CWD targets result in substantial losses in discounted wood production value, CWD targets of 20–40 m³ ha⁻¹ can still be achieved while increasing steady-state net timber revenues under 3% interest rate. The research confirms earlier findings on the trade-offs between increasing CWD, enhancing C sinks and sustaining wood production. It also highlights the ecological connection between C and CWD, where managing the forest for an increase in either one, inevitably leads to an increase in the other. While the study shows that it is possible to increase both CWD and C services with moderate declines in discounted wood production value, higher interest rates or more ambitious CWD targets will lead to more significant reductions. The cost estimates presented in this study, can support the development of management strategies which balance timber production with C sequestration and biodiversity objectives.

Den här magistersavhandlingen undersöker hur social prissättning av kol (C) och grov död ved (CWD) påverkar skogsskötsel, mängden CWD, kolbindning och -lagring samt virkesproduktion när virkesintäkter samt värdet av CWD eller kolbindning samtidigt maximeras. Dessutom analyseras kostnaderna av att öka mängden C och CWD i ett borealt granbestånd. Genom att undersöka optimerade skogsskötselstrategier under olika scenarier med social prissättning, åskådliggörs avvägningar mellan virkesproduktion, kolsänkor och biodiversitetsmål kopplade till CWD. Resultaten visar att ökande sociala priser på kol främjar skogsvårdsstrategier vilka förlänger rotationslängden och minskar virkesskördarna, vilket stärker kolsänkorna och gradvis ökar mängden CWD. Social prissättning på CWD leder till liknande skogsvårdsstrategier, men förändringarna är mindre gradvisa och sker mer abrupt då en tillräckligt hög prissättning för att främja naturlig dödlighet och CWD-ackumulering uppnås. Resultaten visar också att vid en räntesats på 1% kan ett biologiskt mångfaldsmål på 20 m³ ha-¹ CWD uppnås med mindre än 10% minskning av virkesproduktionsnettonuvärdet, medan ett mål på 40 m³ ha-¹ kan nås med mindre än 20% minskning. Även om högre räntor eller mer ambitiösa CWD-mål leder till betydande förluster i det diskonterade virkesproduktionsvärdet, kan målen på 20–40 m³ ha⁻¹ uppnås vid en ränta på 3% samtidigt som nettointäkterna av virkesproduktionen i ett jämviktstillstånd ökar. Den här forskningen bekräftar tidigare resultat om avvägningar mellan ökade mängder död ved, förstärkta kolsänkor och timmerproduktion. Den lyfter också fram det ekologiska sambandet mellan kol och CWD, där skogsskötsel vilken ökar det ena, oundvikligen leder till en ökning av det andra. Studien visar att det är möjligt att öka både CWD- och koltjänster med måttliga minskningar av virkesproduktionens nuvärde, men högre räntenivåer eller ambitiösa CWD-mål leder till större förluster. De kostnadsuppskattningar som presenteras i den här magistersavhandlingen kan stödja utvecklingen av skogsskötselstrategier vilka balanserar timmerproduktion med kolbindning och biologisk mångfald.