第六章 可再生資源的最優(yōu)配置(資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)-南京農(nóng)大)

1、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n可再生資源的概念、基本特征n可再生資源開發(fā)利用的模型n可再生資源開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)決策模型n漁業(yè)資源開發(fā)利用決策n森林資源開發(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n能夠通過自然力保持或增加蘊(yùn)藏量的自然資源（Renewable resources）基本特征n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

2、概念、基本特征產(chǎn)權(quán)特征n產(chǎn)權(quán)n一系列權(quán)利束（規(guī)則、法律）（交易、轉(zhuǎn)讓、出售）n在市場中明晰界定n可以執(zhí)行的n例：買房子是購買的擁有房屋的產(chǎn)權(quán)、權(quán)利n產(chǎn)權(quán)形態(tài)n私人、國有、集體所有產(chǎn)權(quán)n共享產(chǎn)權(quán)（Common access)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)增長模型n可再生資源的生態(tài)增長特征n內(nèi)部因子n繁殖力n死亡率n外部因子n生物因子n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)增長模型nNt+1-Nt=(b-d)Ntn第Nt+1時(shí)期的種群數(shù)量nb繁殖率nd死亡率n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

3、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)增長模型n幾何增長模型n指數(shù)增長模型n邏輯斯地增長模型n隨機(jī)增長模型模型的主要用途為描繪可再生資源種群增長的狀態(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模型n幾何增長模型 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。 Nt = R0t * N0 R0為每一代的凈增長率。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)

4、研究中心版權(quán)所有可再生資源的指數(shù)增長模型 指數(shù)增長模型 在一些種群中，有機(jī)個(gè)體是連續(xù)的，沒有特殊的繁殖期間，其種群大小的變化為： dN / dt = (b d ) * N = r * N Nt = N0 * e rt R為內(nèi)稟增長率。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)r1或r 0時(shí)，種群將一直增長，直到無限大，但自然界不常見 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，稱為載容量，用K 表示 dN/dt = rN (1

5、 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)所有可再生資源開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)決策模型n自然環(huán)境因素對(duì)可再生資源開發(fā)利用的影響n無限環(huán)境條件n假設(shè)數(shù)量的增長可以不受環(huán)境容量的限制n或者是資源數(shù)量的增長還沒有受到環(huán)境的限制n無限環(huán)境條件下可以采用指數(shù)增長模型n有限環(huán)境條件下可以采用邏輯斯諦Logistic 模型n資源數(shù)量動(dòng)態(tài)變化常常會(huì)受到自然因素的影響n如種間競爭、空間限制、生存條

6、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n為什么要分析可再生資源的利用決策？n為政府提供決策的依據(jù)n影響可再生資源的利用過程，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n可再生資源產(chǎn)量和存量的關(guān)系種群數(shù)量產(chǎn)量KN0N1h0h12003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n對(duì)圖型的幾點(diǎn)解釋n橫軸是存量水平n縱軸是收獲量水平n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n收獲量水平是H = B D2003年11月南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)

7、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n可再生資源收獲量和存量的關(guān)系種群數(shù)量收獲量Kh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n可再生資源收獲量和存量的關(guān)系種群數(shù)量收獲量Kh資源耗竭于否取決于存量水平N1N2N0MSY2003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n可再生資源收獲量和存量的關(guān)系種群數(shù)量收獲量Kh資源耗竭于否取決于存量水平N存 N1N存 N2N1N22003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n努力水平和收獲量水平n給定存量水平，

8、越多的努力量會(huì)有更高的產(chǎn)量種群數(shù)量收獲量E2E1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n可再生資源收獲量和存量的關(guān)系種群數(shù)量收獲量KE1E2N0N1H0H12003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n可再生資源產(chǎn)量和努力水平的關(guān)系努力水平產(chǎn)量EE0E1h0h12003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n模型引入價(jià)格（假設(shè)價(jià)格恒定）n產(chǎn)量很小，不影響市場中的價(jià)格n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.hn

9、為簡化其間，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n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EE0TC1ABS02003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n模型引入價(jià)格n在這個(gè)模型中如何確定最大持續(xù)產(chǎn)量（MSY）n假設(shè)此時(shí)的成本曲線為TC2，那么在最大持續(xù)產(chǎn)量處收益和成本各為多少？nBS0 和AS0，凈損失為AB2003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n最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量努力程度收益和成本EOEYE1TC1ABMSY2003年11月南京

10、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n最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量（經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量）n在總收益和總成本之間的差別就是凈收益n最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量小于最大持續(xù)產(chǎn)量n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)所有問題n產(chǎn)權(quán)對(duì)可再生資源的開采利用決策的影響？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n最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量努力程度收益和成本EOEY1E1TC1TC2ABEMSYOEY22003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n開發(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

11、n成本上升將使兩者之間的差距加大n私有產(chǎn)權(quán)將確保資源開發(fā)利用的水平保持在經(jīng)濟(jì)上最優(yōu)的水平，避免被過度開發(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發(fā)利用n共享資源n假設(shè)每一個(gè)漁民都可以自由的進(jìn)入漁業(yè)和捕魚行業(yè)n無法限制進(jìn)入捕魚的船只數(shù)量n每個(gè)獨(dú)立的捕魚者都是以收益最大化為目標(biāo)的n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n共享資源的耗竭利用努力程度收益和成本EOEYE1TC1TC2ABCMSYDEn成本水平為TC1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

12、獲水平超過最大持續(xù)產(chǎn)量水平MSY（E點(diǎn)）n但當(dāng)成本水平為TC2時(shí)，由于成本很高，共享?xiàng)l件下，開發(fā)的水平D點(diǎn)仍然未超過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OEYE1TC1BMSYDE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)開發(fā)利用決策n影響短期與長期開發(fā)決策的因素n貼現(xiàn)率水平n貼現(xiàn)率高以至無窮大時(shí)，最優(yōu)決策是最求當(dāng)前的收益最大化，也就相當(dāng)于開放式漁業(yè)資源開發(fā)n貼現(xiàn)率低以至為零時(shí)，最優(yōu)決策表現(xiàn)為當(dāng)前的開采

13、減少，漁業(yè)有趨向生物經(jīng)濟(jì)平衡的特性n當(dāng)貼現(xiàn)率水平在零與無窮大之間時(shí)，貼現(xiàn)率越高，保存資源的成本就越高n實(shí)例證明（見書中P124頁）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發(fā)利用的數(shù)學(xué)證明n以1957年的Schaefer模型為例 假定魚價(jià)為1單位，單位捕魚活動(dòng)的成本固定不變，不隨魚類資源存量的減少而增大，單位捕魚活動(dòng)的捕魚量的大小和魚類的存量大小有關(guān)。其中C為單位努力量的成本，F(xiàn)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TC=cf 問在漁業(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

14、中心版權(quán)所有可再生資源的開發(fā)利用的數(shù)學(xué)證明n構(gòu)造利潤函數(shù) =TR - TC =PY=p (af - bf2) - cf一階導(dǎo)數(shù)為零，存在有極值點(diǎn) /f=0 ap - 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)所有可再生資源開發(fā)與管理 n價(jià)格變化n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)資源開發(fā)與管理的公共政策 n私有化n為避免漁業(yè)資源

15、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）n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n幼年魚類人工飼養(yǎng)，成年后捕撈（太平洋鮭魚等）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)資源開發(fā)與管理的公共政策 n政府管制n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n例如：太平洋鮭魚的保護(hù)n高產(chǎn)區(qū)設(shè)置障礙物和陷阱n關(guān)閉若干捕撈區(qū)n若干區(qū)域禁止捕撈n效果圖n由原來的TC1變?yōu)門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)資源開發(fā)與管理的公共政策

16、 n稅收n依照努力程度進(jìn)行征稅n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n對(duì)保護(hù)漁業(yè)稅收和管制有一樣的效果n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 TAX2003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)資源開發(fā)與管理的公共政策 n可交易配額（Transferable quotas)n確定由最大可持續(xù)產(chǎn)量（MSY）所決定的可開發(fā)的總捕撈量配額n配額可以自由買賣n配額持有者可以捕撈指定種類魚指定數(shù)量n配額限定的是可捕撈魚的數(shù)量，而不需要限定其他的指標(biāo)n配額自由交

17、易使配額流轉(zhuǎn)到生產(chǎn)成本更低的漁民手中n生產(chǎn)成本較高的農(nóng)戶可以通過出售配額進(jìn)行獲利n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)資源開發(fā)與管理的公共政策 n配額如何進(jìn)行初始分配n拍賣n無償依據(jù)傳統(tǒng)、歷史捕撈進(jìn)行分配n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)資源開發(fā)與管理的公共政策 n總結(jié) 漁業(yè)資源管理政策實(shí)施有賴于對(duì)各種不同政策的利弊評(píng)價(jià)n執(zhí)行成本n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)所有問題 n假設(shè)魚群存量的增長與魚群存量之間的關(guān)系可用q=4p-0.1p2 表示，式中q為魚群存量增長量（噸），p表示魚群存量（千噸）。每噸魚的價(jià)格是100元 ，魚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)魚群的存量。如果把魚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