An alternative simulation framework to evaluate the sustainability of annual harvest on large forest estates

Sustainability is central to forest management. To determine the sustainable annual harvest, practitioners rely on a simulation framework that combines inventory data, growth models, and optimization software. Because this standard simulation framework is based on model predictions aggregated into yield tables, it may not properly capture natural dynamics. In this paper, we designed an alternative simulation framework that does not require aggregated model predictions. However, the growth model must implement a harvest submodel and produce stochastic predictions. To showcase this alternative simulation framework, we used a forest management unit in southwestern Quebec, Canada, and compared our simulation results with those of the standard simulation framework. Our alternative simulation framework showed that the standing volume of most coniferous species would decrease, whereas that of maple species would increase over the 21st century. The annual harvest of one species as determined through the standard simulation framework was found to be unsustainable in the alternative simulation framework. Being much lighter in terms of computation, this alternative simulation framework can be used as a complement to the standard simulation framework, notably for checking if the optimization-based annual harvest is sustainable. Key words: sustainable annual harvest, annual allowance cut, growth model predictions, simulation, optimization, harvest model. La durabilite est un pilier central de la gestion forestiere. Pour determiner la recolte annuelle durable, les praticiens se fient au cadre de simulation qui combine les donnees de l'inventaire, les modeles de croissance et un logiciel d'optimisation. Parce que ce cadre de simulation standard est fonde sur des previsions du modele regroupees dans les tables de rendement, il est possible qu'il ne saisisse pas adequatement la dynamique naturelle. Dans la presente etude, nous avons concu un cadre de simulation de remplacement qui ne necessite pas de previsions regroupees du modele. Toutefois, le modele de croissance doit mettre en oeuvre un sous-modele de recolte et produire des previsions stochastiques. Pour presenter ce cadre de simulation de remplacement, nous avons utilise une unite d'amenagement forestier dans le sud-ouest du Quebec, au Canada, et nous avons compare les resultats de notre simulation avec ceux d'un cadre de simulation standard. Notre cadre de simulation de remplacement a montre que le volume sur pied de la plupart des especes de coniferes diminuerait alors que celui des especes d'erables augmenterait au cours du 21e siecle. La recolte annuelle d'une espece, de la maniere determinee dans le cadre de simulation standard, a ete jugee non durable dans le cadre de simulation de remplacement. Etant beaucoup plus souple en matiere de calcul, ce cadre de simulation de remplacement peut etre utilise comme complement du cadre de simulation standard, notamment pour verifier si la recolte annuelle fondee sur l'optimisation est durable. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : recolte annuelle durable, reduction de l'indemnite annuelle, previsions du modele de croissance, simulation, optimization, modele de recolte.
Introduction For more than a century, sustainability has been a central issue in the management of Canadian forests (Drushka 2003). Sustainable forest management can be defined as a concept that [...]