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Analysing Swiss Wood Markets - An Institutional and Computational Economic Approach

Applicant Olschewski Roland
Number 142933
Funding scheme NRP 66 Resource Wood
Research institution Umwelt- und Ressourcenökonomie Eidg. Forschungsanstalt WSL
Institution of higher education Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research - WSL
Main discipline Economics
Start/End 01.09.2012 - 30.06.2017
Approved amount 549'643.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Economics
Information Technology

Keywords (4)

agent-based modeling; behavioral economics; new institutional economics; stakeholder participation

Lay Summary (German)

Lead
Ökonomische Analyse Schweizer Holzmärkte In diesem Projekt analysieren Forschende die Funktionsweise von Schweizer Holzmärkten anhand von Fallbeispielen und erklären sie auf der Basis ökonomischer Theorie. Die Ergebnisse fliessen in die Entwicklung eines agenten-basierten Modells ein. Dieses soll ermöglichen, Szenarien für die zukünftige Holzverfügbarkeit darzustellen und Möglichkeiten für die Einflussnahme durch ökonomische Instrumente aufzuzeigen.
Lay summary

Hintergrund
Es reicht nicht aus zu wissen, wie viel Holz nachwächst, sondern es stellt sich auch die Frage, unter welchen Umständen und für wen es tatsächlich verfügbar ist. Dabei spielt das bisher wenig erforschte Verhalten der Akteure im Forstsektor eine wesentliche Rolle. Das Projekt zielt auf einen wirtschaftswissenschaftlichen und forstpolitischen Erkenntnisgewinn in diesem Bereich. Durch die Verknüpfung mit einer agenten-basierten Modellierung bietet es die Chance, individuelle Angebots- und Nachfrageänderungen sowie externe Einflüsse zu simulieren und Szenarien für eine effiziente und nachhaltige Ressourcennutzung zu entwickeln.

Ziel
Auf Basis neuerer Ansätze der Verhaltens- und Institutionenökonomik werden spezifische Erklärungsansätze für das Akteursverhalten auf der Angebots- und Nachfrageseite von Holzmärkten entwickelt. Mithilfe dieser Ergebnisse sowie von Erkenntnissen aus partizipativen Prozessen in den Fallstudienregionen wird das Marktgeschehen abgebildet und die Funktionsweise des Marktes beispielhaft dargestellt. Dazu werden die Marktstruktur und das Akteursverhalten in einem agenten-basierten Modell erfasst, in dem zum Beispiel verschiedene Eigentümerkonstellationen sowie Transaktionskosten und Vertragsgestaltungen analysiert werden können. Der Erkenntnisgewinn basiert dabei auf der Entwicklung von Szenarien für bestimmte Marktsituationen, die Aufschluss über die zu erwartende Verfügbarkeit des Holzes und dessen Verwendung geben können.

Bedeutung
Das agenten-basierte Holzmarktmodell wird auf der Grundlage von wirtschaftstheoretischen Erkenntnissen und partizipativen Prozessen entwickelt. Es bildet eine fundierte Grundlage zur Erklärung des Verhaltens auf Schweizer Holzmärkten. Zukünftige Marktentwicklungen können frühzeitig erkannt und analysiert werden. Ferner können wirtschaftspolitische Anreizinstrumente und institutionelle Regelungen auf ihre Eignung zur Verbesserung der Verfügbarkeit des Holzes und zur Steuerung der Allokation geprüft werden.

Direct link to Lay Summary Last update: 25.01.2013

Lay Summary (French)

Lead
Analyse économique du marché du bois en Suisse Dans le cadre de ce projet, des chercheurs étudient le fonctionnement du marché suisse du bois à l'aide de cas concrets, afin d'en donner une interprétation basée sur la théorie économique. Les résultats contribuent au développement d'un modèle à base d'agents. Celui-ci doit permettre de visualiser des scénarios d'avenir pour la disponibilité de bois et de mettre en évidence les moyens économiques de l'influencer.
Lay summary

Contexte
Encore peu étudié, le comportement des acteurs du secteur forestier est néanmoins essentiel. Ce projet vise à optimiser la connaissance des aspects importants de ce secteur, notamment en matière d'économie et de politique forestière. La liaison à un système de modélisation à base d'agents offre la possibilité de simuler les variations isolées de l'offre et de la demande ou les influences externes, ainsi que de développer des scénarios d'utilisation efficace et durable des ressources.

But
De nouvelles approches de l'économie des comportements et des institutions doivent per-mettre de dégager des pistes pour expliquer le comportement des acteurs de l'offre et de la demande sur le marché du bois. Ces résultats, ainsi que les conclusions issues des processus dans les régions d'étude de cas, permettent de représenter la situation du marché et de schématiser son fonctionnement. La structure du marché et les comportements de ses acteurs sont saisis à cet effet dans un modèle à base d'agents permettant, par exemple, d'analyser diverses configurations de propriétaires, coûts de transactions et formes de contrats. L'intérêt de cette approche réside dans la possibilité de développer des scénarios adaptés à des situations de marché données, susceptibles de fournir des prévisions sur la disponibilité future du bois et son utilisation.

Portée
Le modèle à base d'agents du marché du bois est issu de conclusions économiques théoriques et de processus participatifs. Il constitue un fondement solide pour l'explication des compor-tements sur le marché du bois en Suisse. Les futures évolutions du marché peuvent ainsi être identifiées et analysées en amont. Par ailleurs, les instruments d'incitation des politiques économiques et les réglementations institutionnelles peuvent être examinés quant à leur capacité à améliorer la disponibilité du bois et à en contrôler l’allocation.

Direct link to Lay Summary Last update: 25.01.2013

Lay Summary (English)

Lead
An economic analysis of Swiss wood markets In this project, researchers analyse the workings of the Swiss wood markets on the basis of case studies and explain them with the help of economic theories. The results will be used to develop an agent-based model. This should make it possible to develop scenarios for future wood availability and present options for influencing it through economic instruments.
Lay summary

Background

Given the different uses of wood, the demand for it is marked by competition. It is therefore not sufficient to know how much wood will grow, the question to be asked is in what circumstances and for whom will it actually be available. In this context, the largely unresearched behaviour of actors in the forestry sector plays a significant role. The project aims to generate knowledge in this area that is relevant to economics and to policy-making in the forestry sector. By applying an agent-based modelling, the project offers the opportunity to simulate individual changes in supply and demand as well as external influences and to develop scenarios for the efficient and sustainable use of resources.

Aim
On the basis of new approaches within behavioural and institutional economics, the research-ers develop specific hypotheses for the behaviour of actors on the supply and demand side of wood markets. These results coupled with insights gained from participatory processes in the case study regions enable the researchers to depict market activity and represent exemplary workings of the market. This is achieved by capturing the market structure and the actors' behaviour in an agent-based model through, for example, analysing different ownership constellations as well as transaction costs and contract designs. The knowledge gain is based on the development of scenarios for specific market situations, which can provide information on the expected availability of wood and its use.

Significance
The agent-based model is based on insights from theoretical economics and on participatory processes. It provides a well-founded basis for explaining the behaviour of the Swiss wood markets. In this way, it will become possible to identify and analyse market developments at an early stage. In addition, institutional regulations and incentives created by economic policy-makers could be assessed with regard to their suitability for improving the availability of wood and controlling allocation.

Direct link to Lay Summary Last update: 25.01.2013

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Publications

Publication
Behavioral determinants of supply chain integration and coexistence
Kimmich Christian, Fischbacher Urs (2016), Behavioral determinants of supply chain integration and coexistence, in Journal of Forest Economics, 25, 55-77.
Enhancing agent-based models with discrete choice experiments
Holm Stefan, Lemm Renato, Thees Oliver, Hilty Lorenz (2016), Enhancing agent-based models with discrete choice experiments, in Journal of Artificial Societies and Social Simulation, 19(3), 21p..
Marktverhalten öffentlicher Forstbetriebe in Graubünden und im Aargau
Olschewski Roland, Schaller Markus, Dittgen Alexandra, Lemm Renato, Kimmich Christian, Markovic Jelena, Thees Oliver (2015), Marktverhalten öffentlicher Forstbetriebe in Graubünden und im Aargau, in Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen SZF, 166(5), 282-290.
SZF-Schwerpunktnummer Holzbeschaffung und nachhaltige Nutzung
Olschewski Roland (ed.) (2015), SZF-Schwerpunktnummer Holzbeschaffung und nachhaltige Nutzung, Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen SZF, Zürich.
Simulation of a Swiss wood fuel and roundwood market: An explorative study in agent-based modeling
Kostadinov Fabian, Holm Stefan, Steubing Bernhard, Thees Oliver, Lemm Renato (2014), Simulation of a Swiss wood fuel and roundwood market: An explorative study in agent-based modeling, in Journal of Forest Policy and Economics, 38, 105-118.
Der Holzmarkt - eine bekannte Unbekannte
Thees Oliver, Olschewski Roland (2013), Der Holzmarkt - eine bekannte Unbekannte, Wald und Holz , Solothurn.
SZF-Schwerpunktnummer Holzenergie
Thees Oliver (ed.) (2013), SZF-Schwerpunktnummer Holzenergie, Schweizerischer Forstverein, Frenkendorf.
Experimente und Forstökonomische Fragen
Fischbacher Urs (2012), Experimente und Forstökonomische Fragen, in Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen, 163(10), 417-421.
Möglichkeiten und Grenzen der Analyse von Holzmärkten
Olschewski Roland, Thees Oliver (2012), Möglichkeiten und Grenzen der Analyse von Holzmärkten, in Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen, 163(10), 396-400.
SZF-Schwerpunktnummer Analyse von Holzmärkten
Olschewski Roland (ed.) (2012), SZF-Schwerpunktnummer Analyse von Holzmärkten, Schweizerischer Forstverein, Frenkendorf.
Vorgehen zur agentenbasierten Modellierung eines schweizerischen Waldenergieholzmarktes
Kostadinov Fabian, Steubing Bernhard, Hom Stefan (2012), Vorgehen zur agentenbasierten Modellierung eines schweizerischen Waldenergieholzmarktes, in Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen, 163(10), 422-431.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Institute for Marketing and Innovation, University of Nat. Resources and Appl. Life Sciences Vienna Austria (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
Institute for Information Systems Research, Koblenz University Germany (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
Kantonales Amt für Wald Bern Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
Abteilung Wald Kanton Aargau Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
Kantonaler Forstdienst Graubünden Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
Forstwissenschaftliche Tagung 2017 Talk given at a conference Agentenbasierte Modellierung des Schweizer Holzmarktes 28.09.2016 Freiburg, Germany Thees Oliver; Holm Stefan;
Forstwissenschaftliche Tagung 2017 Talk given at a conference Geduld, Erwartungen und Vertrauen als verhaltensökonomische Determinanten der Lieferkettenstruktur für Rundholz in der Schweiz 28.09.2016 Freiburg, Germany Kimmich Christian;
TU Darmstadt: Vortragsreihe Neues aus der Umwelttechnik und Infrastrukturplanung Individual talk Agentenbasierte Simulation von Holzmärkten – ein Instrument zur Analyse der Rohholzversorgung dargestellt am Beispiel der Schweiz 23.11.2015 Darmstadt, Germany Thees Oliver;
13th Biennial ISEE Conference, Talk given at a conference Behavioral and institutional economic approaches to wood market analysis 13.08.2015 Reykjavik, Iceland Kimmich Christian;
19th Annual ISNIE Conference Talk given at a conference Aligning to trust, patience, and expectations? Behavioral determinants of value chain governance 18.06.2015 Harvard Law School, Cambridge, Massachusetts, United States of America Kimmich Christian;
Social Norms and Institutions Conference 2015 Talk given at a conference Behavioral determinants of value chain governance in the Swiss wood sector 10.05.2015 Monte Verità, Ascona, Switzerland Kimmich Christian;
Forstwissenschaftliche Tagung 2014 Talk given at a conference Economic Analysis of Swiss Wood Markets 17.09.2014 Dresden, Germany Olschewski Roland;
Inaugural Conference of the World Interdisciplinary Network for Institutional Research (WINIR) Talk given at a conference Constitutional Rules in the Study of Evolutionary Institutional Change: A research heuristic for ABM modelers and experimentalists 11.09.2014 Greenwich, Great Britain and Northern Ireland Kimmich Christian;
13th Biennial Conference of the International Society of Ecological Economics (ISEE) Talk given at a conference How to empirically base behavior for Agent-based Models? An example from the Swiss wood sector 13.08.2014 Reykjavik, Iceland Kimmich Christian;


Self-organised

Title Date Place
Marktverhalten von Holzanbietern - Ergebnisse von Analysen, Befragungen, Experimenten und agentenbasierter Modellierung 28.09.2016 Session an Forstwissenschaftlicher Tagung Freiburg, Germany

Knowledge transfer events

Active participation

Title Type of contribution Date Place Persons involved
Präsentation erster Projektergebnisse Talk 20.04.2016 Kantonales Amt für Wald, Bern (20.4.2017), Switzerland Holm Stefan; Olschewski Roland; Thees Oliver;
S-WIN Wintertagung 2016 Talk 21.01.2016 Akademie der EMPA, Dübendorf, Switzerland Thees Oliver;
Präsentation erster Projektergebnisse Talk 28.05.2015 Kantonaler Forstdienst Graubünden, Chur, Switzerland Olschewski Roland; Kimmich Christian; Holm Stefan; Thees Oliver;
Präsentation erster Projektergebnisse Talk 26.01.2015 Abteilung Wald Kanton Aargau, Aarau, Switzerland Thees Oliver; Olschewski Roland; Holm Stefan;


Communication with the public

Communication Title Media Place Year
Media relations: print media, online media Anbieterverhalten auf dem Holzmarkt Bünder Wald German-speaking Switzerland 2015
Media relations: print media, online media Wie lässt sich die Holzversorgung in der Schweiz verbessern? Berner Wald Western Switzerland German-speaking Switzerland 2015

Abstract

Against the background of a worldwide increase of demand for raw materials and energy, we aim at determining the market availability and possible allocation of forest wood resources in Switzerland by (i) conducting a new institutional economic analysis and (ii) developing and applying an agent-based model of Swiss wood markets based on multi-agent systems and role-playing games. Crucial information concerning institutional and behavioural particularities of relevant agents and their behaviour will be provided. This enables us to combine institutional economic findings with scenario based modelling of agents’ behaviour, thereby identifying possible advantages of ABM for the assessment of wood availability, and developing new strategies and institutional arrangements of wood supply with the aim to increase competitiveness of Swiss forest firms and products.
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