[論文レビュー] Faustmann Rotation and population dynamics in the presence of a risk of destructive events

Patrice Loisel|RePEc: Research Papers in Economics|Feb 13, 2013

Ecosystem dynamics and resilience被引用数 6

ひとこと要約

本稿は、火災や嵐などの破壊的イベントのリスクを考慮した場合の最適間引きおよび回転期間を分析するために、Faustmann回転モデルを人口動態の統合によって拡張している。リスクが自己保険効果により、間引きを早期に実施し、最適回転期間を延長することを示しており、木の密度や被害の深刻度のシナリオにかかわらず、結果は安定している。

ABSTRACT

The impact of the presence of risk of destructive event on the silvicultural practice of a forest stand is investigated. For that, we consider a model of population dynamics. This model has allowed us to make the comparison without and with risk, and highlight the influence of the presence of risk of destructive event on optimal thinning and optimal rotation period.

研究の動機と目的

• 破壊的イベントのリスクが、特に間引きおよび回転年齢の最適な森林管理実践に与える影響を調査すること。
• 人口動態モデルを用いて、確実性下と破壊的リスク下の最適管理戦略を比較すること。
• リスクが土地価値に与える影響、および間引きタイミング、回転期間、被害深刻度のトレードオフを評価すること。
• 動的木の成長、間引き、被害の程度に応じた変動する回収コストを組み込んだFaustmannモデルを拡張すること。
• リスクが自己保険としての役割を果たす早期間引きを誘発し、内生的適応を引き起こすことを示すこと。

提案手法

• 木の密度（n）と基礎面積（s）を状態変数とする平均木の人口動態モデルを用い、成長と死滅を記述するODEを適用する。
• 間引きを制御変数 h(t) としてモデル化し、木の密度を低下させ、収益および将来の成長に影響を与える。
• 無限サイクルにわたる割引された純収益の流れとして土地価値 W₀ をFaustmann基準により計算する。
• 破壊的イベントが任意の時点で発生する可能性があるポアソン過程（強度 λ）を導入し、部分的または完全な損失が生じ、回収可能価値が α となるように設定する。
• リスク下および非リスク下の両状況において、土地価値を最大化することで最適回転および間引き戦略を導出する。
• ユーカリ林を想定し、初期密度（650、1650 ステム/ha）、被害レベル（α = 0.6、1.0）、固定回転（T = 84 ヶ月）を変化させた数値シミュレーションを実施する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 破壊的イベントのリスクが、森林管理における最適回転期間にどのように影響を及ぼすか？
• RQ2 リスクがFaustmann枠組みにおける間引きのタイミングと強度に与える影響は何か？
• RQ3 回収可能原木価格と被害深刻度は、最適な森林管理戦略にどのように影響を及ぼすか？
• RQ4 リスクが将来の破壊的イベントに対する自己保険としての役割を果たすために、どの程度早期の間引きを誘発するか？
• RQ5 密度に依存する成長を組み込むことで、リスク下における最適管理戦略にどのような影響が生じるか？

主な発見

• 部分的損傷（α = 0.6）であっても、将来の破壊的損傷に対する自己保険として、リスクの存在により間引きの開始が早期化する。
• 特に間引きを最適化した場合、リスク下では確実性下よりも最適回転期間が長くなる。これは、時刻 T における木の密度が低くなるためである。
• 固定回転年齢（84 ヶ月）の下で、リスク下では最適間引きが早期に実施され、リスクが存在する場合には土地価値が回転期間の変化に対してあまり敏感でなくなる。
• リスク下では、最適付近での土地価値曲線が平坦になることから、最適回転期間は、確実性下よりも回転期間 T の変化に対して感受性が低い。
• Faustmannモデルにおける有効金利は、破壊的イベントの期待発生回数（λ）によって実際に上昇し、HyytiainenとTahvonen（2003）の結果と整合する。
• 初期木の密度（650 対 1650 ステム/ha）は最適戦略の定性的な性質に影響を及ぼさないが、リスク下では高密度の状況で予防的間引きの開始が遅れる。