An economic analysis of seed source options under a changing climate for black spruce and white pine in Ontario, Canada

We present a model that maps the net present value (NPV) associated with planting black spruce (Picea mariana (Mill.) Britton, Sterns & Poggenb.) and white pine (Pinus strobus L.) seed sources across a study area centred on Ontario, Canada. The model accounts for climate change through the use of universal response functions, which (in principle) predict the growth of any seed source under any climatic conditions. We demonstrated the use of the model for two locations in northern Ontario; both species exhibited significant variation in NPV across the study area and significant gains associated with climate-smart seed movements. For example, the NPV associated with potential white pine seed sources varied by more than $1500-[ha.sup.-1] for a planting site at North Bay, Ontario. We also compared the NPV maps with climate similarity maps to examine the degree to which simple climate matching can act as a proxy for the detailed genecology relationships contained in the universal response functions. Overall, the climate similarity maps were well-correlated with the NPV maps; however, there was poor agreement regarding white pine seed deployment from North Bay, for which the two approaches identified opposite seed transfer directions. We propose that this situation can arise when species show strong adaptation to a central climatic optimum. Key words: climate change, seed movements, assisted migration, universal response function, net present value, forest economics, climate similarity, Ontario. Nous presentons un modele qui produit une carte de la valeur actualisee nette (VAN) associee a la plantation de differentes provenances d'epicea noir (Picea mariana (Mill.) Britton, Sterns & Poggenb.) et de pin blanc (Pinus strobus L.) dans une aire d'etude centree sur l'Ontario, au Canada. Le modele tient compte du changement climatique en utilisant des fonctions de reponse universelle (FRU) qui, en principe, predisent la croissance de n'importe quelle provenance dans n'importe quelles conditions climatiques. Nous avons illustre l'utilisation du modele pour deux endroits dans le nord de l'Ontario; la variation de la VAN etait significative chez les deux especes a travers l'aire d'etude et il y avait des gains importants associes aux deplacements des semences en fonction du climat. Par exemple, la VAN associee aux provenances potentielles de pin blanc plantees dans une station a North Bay en Ontario variait de plus de 1500 $-[ha.sup.-1]. Nous avons aussi compare les cartes de la VAN aux cartes de similarite climatique pour verifier dans quelle mesure le fait de simplement tenir compte du climat pourrait remplacer les relations genecologiques detaillees contenues dans les FRU. Dans l'ensemble, les cartes de similarite climatique etaient bien correlees avec les cartes de la VAN. Cependant, il y avait une faible concordance concernant le deploiement des semences de pin blanc provenant de North Bay, alors que les deux approches proposaient des directions opposees pour le transfert des semences. Nous croyons que cette situation peut survenir lorsque qu'une espece montre une forte adaptation a un optimum climatique central. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : changement climatique, mouvements des semences, migration assistee, fonction de reponse universelle, valeur actualisee nette, economie forestiere, similarite climatique, Ontario.
1. Introduction Climate change is a significant concern for natural systems and the myriad of economic interests connected with them (Intergovernmental Panel On Climate Change (IPCC) 2013). In the context [...]