An economic approach to multiple risks in forests - INRA - Institut national de la recherche agronomique Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

An economic approach to multiple risks in forests

Une approche économique des risques multiples en forêt

Félix Bastit

Résumé

Forests are a major natural resource in Europe. It covers 33% of the territory, accounts for 0.2% of European GDP and provides 3.6 million jobs. European forests are also the source of numerous ecosystem services such as wood production and carbon storage. However, they are subject to numerous hazards: wildfires, windstorms, droughts, insect outbreaks, etc., which threaten the provision of these services. In addition, climate change is increasing the probability and intensity of these hazards, as well as their interactions. From an economic point of view, two main risks arise from the occurrence of natural hazards: a production risk (wood and carbon storage) and a market risk (price volatility).The literature has focused on wood production risk at stand scale, since this is the relevant scale for forest management decisions. However, this is not the right scale for modeling large-scale natural hazards, nor for modeling the effects of price changes. In this thesis, we have therefore decided to work at several different spatial scales: stand, regional, country and continent. Furthermore, potential interactions between natural hazards have rarely been considered, even though they could lead to phenomena of unprecedented magnitude. Price risk has also been studied extensively in the literature, but generally independently of production risk, even though there is a strong correlation between the two, as demonstrated by price falls after major historical storms. In this thesis, we will try to take this correlation into account.This work is divided into four parts. Firstly, a review of the forest economics literature shows the current limitations and the most promising avenues of research. The main conclusion of this work is that natural hazards are generally considered independent in forest economics, whereas ecological models are more inclusive.In response to this, in the second chapter we decided to abandon the classical forest economics model to study the resilience of a self-sufficient regional timber market to generic hazards of catastrophic magnitude. We have studied the levels of hazards and acceptable return times to ensure the stability of long-term market equilibrium.In the third chapter, we applied this model more precisely to the French forestry sector, using a recursive partial equilibrium model (French Forest Sector Model). A spatially explicit simulation module for windstorms and insect outbreaks was developed. This enabled us to establish results on the strategies of the various economic actors in the sector in the event of the occurrence of interacting natural hazards. We also studied the desirable public policies to be implemented in anticipation of the occurrence of major storms. We then discussed the robustness of public policies to mitigate climate change, such as intended nationally determined contributions from the Paris Agreement, facing natural disturbances.In the final chapter, the potential cost of climate change based on wood production at European level was estimated, including the four economically significant tree species in Europe. We have shown that losses due to catastrophic natural hazards are likely to increase significantly as a result of climate change, but that some of these losses will be offset by gains in forest productivity. These effects are, however, spatially very heterogeneous, leading to winners and losers, for whom climate change mitigation strategies could prove all the more complicated to implement in the event of a reduction in their forest carbon sink.
La forêt est une ressource majeure en Europe. Elle occupe 33% du territoire, représente 0,2% du PIB européen et 3,6 millions d’emplois. La forêt européenne est aussi la source de nombreux services écosystémiques tels que la production de bois et le stockage de carbone. Cependant, elle subit de nombreux aléas : feux, tempêtes, sécheresses, pullulations d’insectes, etc. qui menacent la provision de ces services. De plus, sous l'effet du changement climatique, la probabilité et l'intensité de ces aléas augmentent ainsi que leurs interactions. Du point de vue économique deux risques principaux découlent de l’occurrence des aléas naturels : un risque de production (de bois et de stockage de carbone) et un risque de marché.La littérature s’est concentrée sur le risque de production de bois à l’échelle de la parcelle, puisque c’est l’échelle pertinente pour la décision de gestion forestière. Ce n’est néanmoins pas la bonne échelle pour modéliser les aléas naturels de grande ampleur, ni pour modéliser des effets de changements de prix. Dans cette thèse, nous avons donc pris le parti de travailler à plusieurs échelles spatiales. Par ailleurs, les interactions potentielles entre aléas naturels sont également jusqu’à maintenant rarement considérées, alors même qu’elles pourraient mener à des phénomènes d’une ampleur inédite. Le risque de prix a aussi été beaucoup étudié dans la littérature, mais généralement indépendamment du risque de production alors même qu’il existe une forte corrélation entre les deux, comme l’ont montré les chutes de prix après les grandes tempêtes historiques. Dans cette thèse, nous tâcherons donc de prendre en compte cette corrélation.Ce travail s’articule autour de quatre parties. Tout d’abord, une revue de la littérature d’économie forestière a montré quelles étaient les limites actuelles et les pistes de recherche les plus prometteuses. La conclusion principale de ce travail est que les aléas naturels sont généralement considérés comme indépendants en économie forestière, alors que les modèles écologiques sont plus inclusifs.En réponse à cela, dans le deuxième chapitre, nous avons décidé d’abandonner le modèle classique d'économie forestière pour étudier la résilience d’un marché autarcique de bois à l’échelle régionale face à des aléas génériques d’ampleur catastrophique. Nous avons étudié les niveaux d’aléas et les temps de retour acceptables pour assurer la stabilité des équilibres de long terme du marché.Ce modèle a, dans le troisième chapitre, été appliqué plus précisément au contexte du secteur forestier français grâce à modèle récursif d’équilibre partiel (French Forest Sector Model). Un module de simulation spatialement explicite de tempêtes et de pullulation d’insec-tes y a été ajouté. Cela nous a permis d’établir des résultats sur les stratégies des différents acteurs de la filière en cas d’occurrence d’aléas naturels en interaction. Nous avons aussi étudié les politiques publiques souhaitables à mettre en œuvre en prévision des occurrences de grandes tempêtes. Puis, nous avons discuté la robustesse des politiques publiques d’atténuation du changement climatique.Dans le dernier chapitre, le coût potentiel du changement climatique basé sur la production de bois à l’échelle européenne a été estimé en incluant les quatre essences économiquement significatives en Europe. Nous avons montré que les pertes dues aux aléas naturels catastrophiques devraient significativement augmenter à cause du changement climatique mais qu’une partie serait compensée par des gains de productivité des forêts. Ces effets sont néanmoins spatialement très hétérogènes, ce qui mènera à des gagnants et à des perdants, pour qui la stratégie d’atténuation au changement climatique pourrait s’avérer d’autant plus compliquée à mettre en œuvre en cas de diminution de leur puits forestier de carbone.
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Origine Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04582706 , version 1 (22-05-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04582706 , version 1

Citer

Félix Bastit. An economic approach to multiple risks in forests. Economics and Finance. Université de Lorraine, 2023. English. ⟨NNT : 2023LORR0256⟩. ⟨tel-04582706⟩
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