The intensity and frequency of catastrophic forest disturbances, such as wildfires, are predicted to continue increasing into the future. Market-level models can be used to assess the effects of such disturbances on timber production and on other ecosystem services provided by forests. This paper examines catastrophic disturbances in the context of age structured forests and compares stochastic and deterministic approaches to modeling equilibrium harvesting. We define the deterministic model as the certainty equivalent form of the stochastic model. Forest transition dynamics are modeled using two age classes. In each period, some share of forestland is subject to destruction, following either an IID stochastic process or determined by the expected value of the same stochastic process. Our analysis and characterization of the two models yield new theoretical results. We show that the equilibrium cycles vanish due to the presence of such disturbances. We also derive a close connection between market-level models with disturbances and the standard stand-level model with risk. We use dynamic programming to solve the state dependent policy functions for both stochastic and deterministic cases and use simulations to compare the paths of the expected timber supply, timber prices, and land allocation to young and old age classes. Our results suggest a close similarity between the stochastic and deterministic policies. This provides a justification for using the certainty equivalent specification to approximate stochastic models, even in more complex settings.

中文翻译：

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模拟年龄结构森林中干扰风险的市场水平影响

预计野火等灾难性森林干扰的强度和频率将在未来继续增加。市场层面的模型可用于评估此类干扰对木材生产和森林提供的其他生态系统服务的影响。本文研究了年龄结构森林背景下的灾难性干扰，并比较了模拟平衡采伐的随机和确定性方法。我们将确定性模型定义为随机模型的确定性等价形式。森林过渡动态使用两个年龄类进行建模。在每个时期，部分林地都会受到破坏，这要么遵循 IID 随机过程，要么由同一随机过程的预期值确定。我们对这两个模型的分析和表征产生了新的理论结果。我们表明，由于这种干扰的存在，平衡循环消失了。我们还推导出具有干扰的市场级模型与具有风险的标准站级模型之间的密切联系。我们使用动态规划来解决随机和确定性情况下的状态相关政策函数，并使用模拟来比较预期木材供应、木材价格和土地分配给年轻人和老年人的路径。我们的结果表明随机和确定性策略之间非常相似。这为使用确定性等效规范来近似随机模型提供了理由，即使在更复杂的设置中也是如此。我们表明，由于这种干扰的存在，平衡循环消失了。我们还推导出了具有干扰的市场级模型与具有风险的标准站级模型之间的密切联系。我们使用动态规划来解决随机和确定性情况下的状态相关政策函数，并使用模拟来比较预期木材供应、木材价格和土地分配给年轻人和老年人的路径。我们的结果表明随机和确定性策略之间非常相似。这为使用确定性等效规范来近似随机模型提供了理由，即使在更复杂的设置中也是如此。我们表明，由于这种干扰的存在，平衡循环消失了。我们还推导出具有干扰的市场级模型与具有风险的标准站级模型之间的密切联系。我们使用动态规划来解决随机和确定性情况下的状态相关政策函数，并使用模拟来比较预期木材供应、木材价格和土地分配给年轻人和老年人的路径。我们的结果表明随机和确定性策略之间非常相似。这为使用确定性等效规范来近似随机模型提供了理由，即使在更复杂的设置中也是如此。我们使用动态规划来解决随机和确定性情况下的状态相关政策函数，并使用模拟来比较预期木材供应、木材价格和土地分配给年轻人和老年人的路径。我们的结果表明随机和确定性策略之间非常相似。这为使用确定性等效规范来近似随机模型提供了理由，即使在更复杂的设置中也是如此。我们使用动态规划来解决随机和确定性情况下的状态相关政策函数，并使用模拟来比较预期木材供应、木材价格和土地分配给年轻人和老年人的路径。我们的结果表明随机和确定性策略之间非常相似。这为使用确定性等效规范来近似随机模型提供了理由，即使在更复杂的设置中也是如此。