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Ann. For. Sci.
Volume 61, Number 8, December 2004
Page(s) 747 - 758
Ann. For. Sci. 61 (2004) 747-758
DOI: 10.1051/forest:2004071

Optimising the management of uneven-aged Pinus sylvestris L. and Pinus nigra Arn. mixed stands in Catalonia, north-east Spain

Antoni Trasobaresa and Timo Pukkalab

a  Centre Tecnològic Forestal de Catalunya, Pujada del seminari s/n, 25280, Solsona, Spain
b  University of Joensuu, Faculty of Forestry, PO Box 111, 80101 Joensuu, Finland

(Received 9 July 2003; accepted 19 March 2004)

Abstract - This study uses a simulation-optimisation system, PINUSMIX, to optimise the structure and management of uneven-aged mixtures of Pinus sylvestris L. and Pinus nigra Arn. in Catalonia (north-east Spain). The simulation sub-system consists of a method for drawing the initial tree diameters from a Weibull distribution and a stand growth and yield simulator based on individual-tree growth, height, ingrowth and survival models. The simulation sub-system was combined with the optimisation algorithm of Hooke and Jeeves. The system was used to optimise the management of uneven-aged mixtures of P. sylvestris and P. nigra on medium site characteristics in the region. When the land expectation value with a 20-year cutting cycle and a 2% discounting rate was maximized, the land expectation value was 1331 euro ha-1, and the optimal prior-thinning stand volume was 86 m3 ha-1. In the optimal stand structure P. sylvestris dominated. The effects of discounting rate, cutting cycle length, objective function, site, timber prices, type of diameter distribution and biodiversity considerations were logical. Increasing discounting rate and shortening the cutting cycle decreased the optimal prior-thinning stand densities. Maximising wood production or net income resulted in higher volumes of growing stock than did maximising profitability. Forcing the inclusion of large trees in the stand, for biodiversity reasons, clearly decreased profitability but had no effect on wood production.

Résumé - Optimisation de l'aménagement des peuplements irréguliers et mélangés de Pinus sylvestris L. et Pinus nigra Arn. en Catalogne (nord-est de l'Espagne). L'article décrit un système de simulation et optimisation, PINUSMIX, pour l'aménagement des peuplements irréguliers et mélangés de Pinus sylvestris L. et Pinus nigra Arn. en Catalogne (nord-est de l'Espagne). La combinaison des systèmes simulation-optimisation permet de trouver la structure et le scénario sylvicole optimal pour une fonction objective donnée. Le sous-système de simulation est basé sur un méthode pour dessiner les diamètres initiaux des arbres à partir d'une distribution de Weibull et un simulateur de la croissance et de la production du peuplement basé sur des modèles de croissance en diamètre, hauteur, développement, et survie. Le sous-système de simulation était combiné avec l'algorithme d'optimisation développé par Hooke et Jeeves. Le système était utilisé pour optimiser l'aménagement des peuplements irréguliers et mélangés de P. sylvestris et P. nigra en conditions moyennes de site dans la région. Quand la valeur espérée du fond, avec un cycle de coupe de vingt ans, pour un taux d'escompte de 2 %, était maximisée, la valeur espérée du fond atteignait 1331 euro ha-1, et le volume optimal avant-coupe du peuplement était 86 m3 ha-1. Dans la structure optimale du peuplement P. sylvestris était dominant. Les effets de taux d'escompte, durée du cycle de coupe, fonction objectif, site, prix du bois, type de distribution des diamètres, et considérations de biodiversité, étaient logiques. Augmenter le taux d'escompte et écourter la durée du cycle de coupe diminuaient les densités optimales d'avant-coupe. La maximalisation de la production de bois ou du revenu net se traduisait en niveaux de volume sur pied plus élevés que ceux obtenus avec la maximalisation de la rentabilité. L'inclusion pour des raisons de biodiversité d'arbres de grandes dimensions avait pour effet de diminuer clairement la rentabilité mais n'affectait pas la production de bois.

Key words: simulation / continuous cover forestry / investment efficiency / biodiversity

Mots clés : simulation / gestion de forêts irrégulières / efficacité d'investissement / biodiversité

Corresponding author: Antoni Trasobares

© INRA, EDP Sciences 2005