Optimising the management of Scots pine (Pinus sylvestris L.) stands in Spain based on individual-tree models

The article describes a simulation-optimisation system, SPINE, for the management of Pinus sylvestris L. stands in Spain. The simulation sub-system is based on an individual-tree diameter growth model, a static individual-tree height model, and models for the selfthinning limit and the probability of a tree to survive for the coming 5-year period. The simulation sub-system was combined with the optimisation algorithm developed by Hooke and Jeeves. The combined simulation-optimisation system is able to find the optimal timing and intensity of thinnings and the optimal time to commence regenerative cuts. The set of regenerative cuts consisted of a preparatory cut, a seed cut 10 years later and a final cut 20 years after the preparatory cut. The decision variables were thinning times, expressed as years since stand establishment or previous thinning, and the remaining stand basal area after each thinning. The system was used to find optimal management schedules of Pinus sylvestris stands on site indices 17, 24 and 30 m (dominant height at 100 years). When soil expectation value with 2% discounting rate was maximised, the optimum management schedule included five thinnings on all site indices. The optimal rotations from stand establishment to the final cut were 119, 90 and 94 years, respectively, on site indices 17, 24, 30 m. On all sites, the optimal management schedules were sensitive to the discounting rate, management objective (soil expectation value, forest rent or mean annual harvest) and fixed harvesting costs. Changes of up to 30 percent from the optimal value in a single decision variable did not affect much the soil expectation value. simulation / management schedule / forest management Rsum -Optimisation de l'amnagement des peuplements de pin sylvestre en Espagne base sur des modles simulant la croissance individuelle des arbres. L'article dcrit un systme de simulation et optimisation, SPINE, pour la sylviculture des peuplements de pin sylvestre en Espagne. Le sous-systme de simulation est bas sur un modle de croissance en diamtre et un modle statique de centrs-individu, et des modles pour la limite d'claircie naturelle et la probabilit de survie pendant la priode des 5 annes suivantes. Le sous-systme de simulation tait combin avec l'algorithme d'optimisation dvelopp par Hooke et Jeeves. La combinaison des systmes simulation-optimisation est capable de trouver le rythme et l'intensit optimale des claircies ainsi que le temps optimal pour commencer les coupes de rgneration. Les coupes de rgneration consistaient en une coupe prparatoire, une coupe d'ensemencement 10 ans plus tard et une coupe finale 20 ans aprs la coupe prparatoire. Les variables de dcision taient des priodes d'claircies, exprimes comme annes aprs l'etablissement du peuplement ou annes aprs l'claircie prcdente, et la surface terrire du peuplement rsiduel aprs chaque claircie. Le systme tait utilis pour trouver des scnarios sylvicoles optimaux pour les peuplements de pin sylvestre pour des indices de fertilit de 17, 24 et 30 m (hauteur dominante 100 annes). Quand la valeur d'attente du fonds, pour un taux d'escompte de 2 %, tait maximise, le scenario de sylviculture comprenait cinq claircies sur toutes les stations. Les rvolutions optimales, de l'tablissement du peuplement jusqu' la coupe finale, taient 119, 90 et 94 ans, respectivement pour des indices de fertilits de 17, 24 et 30 m. Sur toutes les stations, les scnarios de sylviculture optimaux taient sensibles au taux d'escompte, cot fixe des coupes et objectifs de gestion (valeur d'attente du fonds, coupe annuelle et moyenne). Des changements jusqu' 30 % de la valeur optimale d'une variable de dcision n'influenait pas beaucoup la valeur d'attente du fonds. simulation / sylviculture / optimisation / gestion forestire