環(huán)境管理_可再生資源的最優(yōu)配置

資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué) 第六章 石曉平資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心南京農(nóng)業(yè)大學(xué)土地管理學(xué)院 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的利用管理 主要內(nèi)容介紹可再生資源的概念 基本特征可再生資源開(kāi)發(fā)利用的模型可再生資源開(kāi)發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)決策模型漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)利用決策森林資源開(kāi)發(fā)利用決策 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的概念 基本特征 概念能夠通過(guò)自然力保持或增加蘊(yùn)藏量的自然資源 Renewableresources 基本特征具有可更新能力和自我恢復(fù)能力 但這一能力是有限度的 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的概念 基本特征 產(chǎn)權(quán)特征產(chǎn)權(quán)一系列權(quán)利束 規(guī)則 法律 交易 轉(zhuǎn)讓 出售 在市場(chǎng)中明晰界定可以執(zhí)行的例 買(mǎi)房子是購(gòu)買(mǎi)的擁有房屋的產(chǎn)權(quán) 權(quán)利產(chǎn)權(quán)形態(tài)私人 國(guó)有 集體所有產(chǎn)權(quán)共享產(chǎn)權(quán) Commonaccess 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的生態(tài)增長(zhǎng)模型 可再生資源的生態(tài)增長(zhǎng)特征內(nèi)部因子繁殖力死亡率外部因子生物因子非生物因子 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的生態(tài)增長(zhǎng)模型 Nt 1 Nt b d Nt第Nt 1時(shí)期的種群數(shù)量b繁殖率d死亡率第Nt時(shí)期種群的數(shù)量 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的生態(tài)增長(zhǎng)模型 幾何增長(zhǎng)模型指數(shù)增長(zhǎng)模型邏輯斯地增長(zhǎng)模型隨機(jī)增長(zhǎng)模型模型的主要用途為描繪可再生資源種群增長(zhǎng)的狀態(tài) 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的幾何增長(zhǎng)模型 幾何增長(zhǎng)模型R0 Nt 1 Nt計(jì)算第t代的種群數(shù)量 該模型假設(shè)種群大小的變化率為一常數(shù) 而與分布密度無(wú)關(guān) 在種群中 每代繁殖一次 而母體繁殖后便死亡 如大多數(shù)一年生植物或單世代昆蟲(chóng) Nt R0t N0R0為每一代的凈增長(zhǎng)率 其大于1 則種群數(shù)量會(huì)隨時(shí)間增加而增加 小于1 則隨時(shí)間增加而減少 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的指數(shù)增長(zhǎng)模型 指數(shù)增長(zhǎng)模型在一些種群中 有機(jī)個(gè)體是連續(xù)的 沒(méi)有特殊的繁殖期間 其種群大小的變化為 dN dt b d N r NNt N0 ertR為內(nèi)稟增長(zhǎng)率 如果大于0 則種群數(shù)量將增加 反之則減少 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的邏輯斯諦模型 邏輯斯諦Logistic模型當(dāng)r 1或r 0時(shí) 種群將一直增長(zhǎng) 直到無(wú)限大 但自然界不常見(jiàn)受環(huán)境中食物 空間等資源的限制 種群數(shù)量將趨于一有限值這種限制由特定環(huán)境條件下的資源條件確定 稱(chēng)為載容量 用K表示dN dt rN 1 N K F N Nt K 1 K N0 1 e rt 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的邏輯斯諦模型 邏輯斯諦增長(zhǎng)曲線 種群數(shù)量 指數(shù)型 邏輯斯諦型 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源開(kāi)發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)決策模型 自然環(huán)境因素對(duì)可再生資源開(kāi)發(fā)利用的影響無(wú)限環(huán)境條件假設(shè)數(shù)量的增長(zhǎng)可以不受環(huán)境容量的限制或者是資源數(shù)量的增長(zhǎng)還沒(méi)有受到環(huán)境的限制無(wú)限環(huán)境條件下可以采用指數(shù)增長(zhǎng)模型有限環(huán)境條件下可以采用邏輯斯諦Logistic模型資源數(shù)量動(dòng)態(tài)變化常常會(huì)受到自然因素的影響如種間競(jìng)爭(zhēng) 空間限制 生存條件等因素 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 為什么要分析可再生資源的利用決策 為政府提供決策的依據(jù)影響可再生資源的利用過(guò)程 避免耗竭性使用 如共享資源 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 可再生資源產(chǎn)量和存量的關(guān)系 種群數(shù)量 產(chǎn)量 K N0 N1 h0 h1 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 對(duì)圖型的幾點(diǎn)解釋橫軸是存量水平縱軸是收獲量水平在任何給定的存量水平都會(huì)對(duì)應(yīng)有相應(yīng)的收獲量水平收獲量水平是H B D 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 可再生資源收獲量和存量的關(guān)系 種群數(shù)量 收獲量 K h 導(dǎo)致資源耗竭 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 可再生資源收獲量和存量的關(guān)系 種群數(shù)量 收獲量 K h 資源耗竭于否取決于存量水平 N1 N2 N0 MSY 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 可再生資源收獲量和存量的關(guān)系 種群數(shù)量 收獲量 K h 資源耗竭于否取決于存量水平N存 N1N存 N2 N1 N2 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 努力水平和收獲量水平給定存量水平 越多的努力量會(huì)有更高的產(chǎn)量 種群數(shù)量 收獲量 E2 E1 存量越大 收獲越多努力量越大 收獲越多 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 可再生資源收獲量和存量的關(guān)系 種群數(shù)量 收獲量 K E1 E2 N0 N1 H0 H1 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 可再生資源產(chǎn)量和努力水平的關(guān)系 努力水平 產(chǎn)量 E E0 E1 h0 h1 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 模型引入價(jià)格 假設(shè)價(jià)格恒定 產(chǎn)量很小 不影響市場(chǎng)中的價(jià)格如果價(jià)格恒定 那么收獲曲線就可以轉(zhuǎn)化為總收益曲線TR p h為簡(jiǎn)化其間 成本曲線假定為線性曲線 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 模型引入價(jià)格 假設(shè)價(jià)格恒定 種群數(shù)量 收益和成本 E E0 TC1 A B S0 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 模型引入價(jià)格在這個(gè)模型中如何確定最大持續(xù)產(chǎn)量 MSY 假設(shè)此時(shí)的成本曲線為T(mén)C2 那么在最大持續(xù)產(chǎn)量處收益和成本各為多少 BS0和AS0 凈損失為AB 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量 努力程度 收益和成本 E OEY E1 TC1 A B MSY 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量 經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量 在總收益和總成本之間的差別就是凈收益最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量小于最大持續(xù)產(chǎn)量最大持續(xù)產(chǎn)量是生物學(xué)家所看中的 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 問(wèn)題 產(chǎn)權(quán)對(duì)可再生資源的開(kāi)采利用決策的影響 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的靜態(tài)分析利用決策 最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量 努力程度 收益和成本 E OEY1 E1 TC1 TC2 A B E MSY OEY2 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 討論 開(kāi)發(fā)成本的變化 成本曲線的變化 將如何改變最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量和最大持續(xù)產(chǎn)量之間的差距成本上升將使兩者之間的差距加大私有產(chǎn)權(quán)將確保資源開(kāi)發(fā)利用的水平保持在經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)的水平 避免被過(guò)度開(kāi)發(fā)利用的結(jié)果 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可自由進(jìn)入的可再生資源的開(kāi)發(fā)利用 共享資源假設(shè)每一個(gè)漁民都可以自由的進(jìn)入漁業(yè)和捕魚(yú)行業(yè)無(wú)法限制進(jìn)入捕魚(yú)的船只數(shù)量每個(gè)獨(dú)立的捕魚(yú)者都是以收益最大化為目標(biāo)的最終會(huì)導(dǎo)致共享資源的耗竭利用 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可自由進(jìn)入的可再生資源的利用決策 共享資源的耗竭利用 努力程度 收益和成本 E OEY E1 TC1 TC2 A B C MSY D E 成本水平為T(mén)C1時(shí) 在共享資源的情況下 漁民會(huì)不斷的進(jìn)入 導(dǎo)致此時(shí)的捕獲水平超過(guò)最大持續(xù)產(chǎn)量水平MSY E點(diǎn) 但當(dāng)成本水平為T(mén)C2時(shí) 由于成本很高 共享?xiàng)l件下 開(kāi)發(fā)的水平D點(diǎn)仍然未超過(guò)MSY點(diǎn) 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 收益和成本 OEY E1 TC1 B MSY D E 平均和邊際成本 邊際收益 平均收益 邊際收益 生物經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn) 新進(jìn)入者的決策 平均收益等于邊際成本直到總收益等于總成本為止 討論 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的動(dòng)態(tài)開(kāi)發(fā)利用決策 影響短期與長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)決策的因素貼現(xiàn)率水平貼現(xiàn)率高以至無(wú)窮大時(shí) 最優(yōu)決策是最求當(dāng)前的收益最大化 也就相當(dāng)于開(kāi)放式漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)貼現(xiàn)率低以至為零時(shí) 最優(yōu)決策表現(xiàn)為當(dāng)前的開(kāi)采減少 漁業(yè)有趨向生物經(jīng)濟(jì)平衡的特性當(dāng)貼現(xiàn)率水平在零與無(wú)窮大之間時(shí) 貼現(xiàn)率越高 保存資源的成本就越高實(shí)例證明 見(jiàn)書(shū)中P124頁(yè) 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的開(kāi)發(fā)利用的數(shù)學(xué)證明 以1957年的Schaefer模型為例假定魚(yú)價(jià)為1單位 單位捕魚(yú)活動(dòng)的成本固定不變 不隨魚(yú)類(lèi)資源存量的減少而增大 單位捕魚(yú)活動(dòng)的捕魚(yú)量的大小和魚(yú)類(lèi)的存量大小有關(guān) 其中C為單位努力量的成本 F為單位努力量水平 Y為產(chǎn)量水平因此漁業(yè)的總收入TR PY p af bf2 漁業(yè)總成本為T(mén)C cf問(wèn)在漁業(yè)僅有一個(gè)捕獲者的時(shí)候的捕獲決策 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源的開(kāi)發(fā)利用的數(shù)學(xué)證明 構(gòu)造利潤(rùn)函數(shù) TR TC PY p af bf2 cf一階導(dǎo)數(shù)為零 存在有極值點(diǎn) f 0ap 2bpf c 0邊際收益 邊際成本 f ap c 2bp YMEY a2 4b c2 4bp2 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 可再生資源開(kāi)發(fā)與管理 價(jià)格變化如果價(jià)格上升 對(duì)可再生資源的影響將是什么 假設(shè)資源開(kāi)發(fā)的成本保持不變 TC1 成本或收益 努力水平 價(jià)格不同的三條收益線 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)與管理的公共政策 私有化為避免漁業(yè)資源的耗竭性使用 由私人占有 適用于一些流動(dòng)性不大的漁業(yè)資源 日本將一些公共水域授予漁民作為私有財(cái)產(chǎn) 從而可以提高對(duì)資源的投資并改善管理水平幼年魚(yú)類(lèi)人工飼養(yǎng) 成年后捕撈 太平洋鮭魚(yú)等 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)與管理的公共政策 政府管制早期漁業(yè)政策采用管制的手段對(duì)漁業(yè)捕撈進(jìn)行管理 管制手段實(shí)質(zhì)是增加了漁業(yè)捕撈的成本例如 太平洋鮭魚(yú)的保護(hù)高產(chǎn)區(qū)設(shè)置障礙物和陷阱關(guān)閉若干捕撈區(qū)若干區(qū)域禁止捕撈效果圖由原來(lái)的TC1變?yōu)門(mén)C2 TC2 TC1 成本或收益 努力水平 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)與管理的公共政策 稅收依照努力程度進(jìn)行征稅所得稅收可以改善社會(huì)福利 對(duì)于全社會(huì)而言 征稅沒(méi)有提高 改變成本 而管制則消耗了真實(shí)得成本 稅收相當(dāng)于轉(zhuǎn)移收入對(duì)保護(hù)漁業(yè)稅收和管制有一樣的效果稅收可能會(huì)引起漁民的反對(duì) 政府對(duì)捕撈努力程度的監(jiān)督比較困難 TC2 TC1 成本或收益 努力水平 TAX 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)與管理的公共政策 可交易配額 Transferablequotas 確定由最大可持續(xù)產(chǎn)量 MSY 所決定的可開(kāi)發(fā)的總捕撈量配額配額可以自由買(mǎi)賣(mài)配額持有者可以捕撈指定種類(lèi)魚(yú)指定數(shù)量配額限定的是可捕撈魚(yú)的數(shù)量 而不需要限定其他的指標(biāo)配額自由交易使配額流轉(zhuǎn)到生產(chǎn)成本更低的漁民手中生產(chǎn)成本較高的農(nóng)戶(hù)可以通過(guò)出售配額進(jìn)行獲利鼓勵(lì)技術(shù)進(jìn)步 社會(huì)收益明顯上升 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)與管理的公共政策 配額如何進(jìn)行初始分配拍賣(mài)無(wú)償依據(jù)傳統(tǒng) 歷史捕撈進(jìn)行分配由于捕撈活動(dòng)存在明顯的規(guī)模報(bào)酬遞增的現(xiàn)象 所以可以通過(guò)對(duì)配額收取年費(fèi)的形式 將收入補(bǔ)貼一些漁民退出捕撈活動(dòng) 自愿退出 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)與管理的公共政策 總結(jié)漁業(yè)資源管理政策實(shí)施有賴(lài)于對(duì)各種不同政策的利弊評(píng)價(jià)執(zhí)行成本違反政策處罰措施 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究中心版權(quán)所有 問(wèn)題 假設(shè)魚(yú)群存量的增長(zhǎng)與魚(yú)群存量之間的關(guān)系可用q 4p 0 1p2表示 式中q為魚(yú)群存量增長(zhǎng)量 噸 p表示魚(yú)群存量 千噸 每噸魚(yú)的價(jià)格是100元 魚(yú)群存量的邊際凈收益為20p 400 1 計(jì)算最大可持續(xù)捕獲量時(shí)魚(yú)群的存量 如果把魚(yú)群存量維持在這一水平 每年的捕獲量為多少 2 如果邊際捕獲成本為MC 2 160 p 求與有效可持續(xù)捕獲量對(duì)應(yīng)的魚(yú)群存量 2003年11月 南京農(nóng)業(yè)大