Forest management: Are double or mixed rotations preferable to clear cutting?

We study a particular uneven-aged forest stand management pattern, variations of which are often advocated in practice to mitigate the adverse effects of clear cutting. The forest stand under consideration is similar to a Faustmann stand, with the following difference: rather than being single aged, the forest tract contains trees of two age classes so that it is submitted to a form of selective cutting. Each harvest involves all of the older trees and only a fraction of the younger ones; hence the name mixed rotation. Trees left standing at harvest help stimulate natural regeneration and improve various environmental and amenity characteristics of the forest. We model this effect by using a cost function that varies with respect to the harvest rate of younger trees. We derive the properties that this cost function must exhibit in order some form of mixed rotation to be superior to the conventional single rotation à la Faustmann; we also characterize the mixed rotation in terms of duration and the harvest rate of younger trees, and we compare its properties with Faustmann’s rule.

RésuméNous étudions un cas particulier d’aménagement forestier inéquien dont diverses variantes sont recommandées pour réduire les inconvénients de la coupe à blanc. La parcelle boisée est similaire à celle de Faustmann avec cette différence qu’au lieu d’être équienne, chaque parcelle comporte deux classes d’âge; elle est soumise à une forme de coupe sélective. A chaque récolte, on coupe tous les arbres les plus vieux ainsi qu’une fraction des arbres les plus jeunes; d’où le nom de rotation mixte. Les arbres non coupés aident la régénération naturelle et améliorent diverses caractéristiques environnementales et esthétiques de la forêt. Nous modélisons cet effet en utilisant une fonction de coût qui varie avec le taux de récolte des arbres jeunes. Nous dérivons les propriétés que cette fonction de coût doit satisfaire pour que la rotation mixte soit préférable à la rotation standard à la Faustmann; nous caractérisons la rotation mixte en termes de durée et de taux de récolte des jeunes arbres, que nous comparons avec le cas de Faustmann.