可再生資源的持續(xù)利用

1、第8章 可再生資源的持續(xù)利用1本章主要內(nèi)容可再生資源的生物增長可再生資源的經(jīng)濟有效捕撈漁業(yè)資源管理的公共政策森林資源的最佳砍伐期2第1節(jié) 可再生資源的生物增長一、可再生資源的分類與基本概念1、分類：1）生物資源：魚類資源、森林資源等，具有生物生長能力 2）非生物資源：大氣與水等，有吸收與凈化污染的能力3）可再生土地資源：耕地與放牧地，通過復合生物過程與物理過程達到再生與增長 以上所列，也可稱為可再生存量資源。4）可再生流量資源：太陽能、風能、地熱能等，非耗竭的。3第1節(jié) 可再生資源的生物增長一、可再生資源的分類與基本概念2、基本概念1）可再生資源之間存在重要差異，本章將首先以漁業(yè)資源為例來展開

2、說明2）可再生資源的存量與流量 存量：資源在某一時刻的總量，或總生物量 流量：存量在一段時間內(nèi)的變化量3）資源的產(chǎn)權(quán)狀況 開放進入型資源：沒有私有產(chǎn)權(quán)4第1節(jié) 可再生資源的生物增長二、漁業(yè)資源的生物學模型1、資源存量隨自然增長率與捕撈量的變化而變化存量流入：自然增長率流出：捕撈量5第1節(jié) 可再生資源的生物增長二、漁業(yè)資源的生物學模型2、沙發(fā)爾(Schaefer,1957)生物學模型XmG(Xm)XnX0X*G(X0)魚類存量（噸）魚類存量的增長（噸）圖82 魚類存量與魚類存量的增長之間的平均關系XmXn：可持續(xù)捕撈線Xm、Xn：自然均衡點X*：最大可持續(xù)捕撈存量6第1節(jié) 可再生資源的生物增長二

3、、漁業(yè)資源的生物學模型2、沙發(fā)爾(Schaefer,1957)生物學模型資源存量在一段時間內(nèi)的變化量：則資源存量在任何時刻的表達式為：簡單的方法是將存量增長率作為資源存量的函數(shù)：7第1節(jié) 可再生資源的生物增長二、漁業(yè)資源的生物學模型2、沙發(fā)爾(Schaefer,1957)生物學模型當資源存量的增長具有上限X*時，則G是大于零的常數(shù)參數(shù)。于是生物增長方程為8第1節(jié) 可再生資源的生物增長二、漁業(yè)資源的生物學模型2、穩(wěn)態(tài)捕獲量（可持續(xù)捕獲量） 穩(wěn)態(tài)：如果考慮一段時間內(nèi)，捕撈量H等于資源存量的凈增長量G，兩者在一個連續(xù)的時間段內(nèi)為相等的定值，我們稱之為穩(wěn)態(tài)。 在穩(wěn)態(tài)情況下，資源存量的變化率dX/dt為

4、 dX/dt=G-H=0 (因為G=H)，于是我們可得到許多可持續(xù)的捕撈量。9第1節(jié) 可再生資源的生物增長XmG(Xm)XnX02X*G(X0)魚類存量（噸）魚類存量的增長（噸）圖82 魚類存量與魚類存量的增長之間的平均關系X01G(Xm)時的可持續(xù)捕撈量G(X0)時的可持續(xù)捕撈量問題是：最大的可持續(xù)捕撈量能否實現(xiàn)？在經(jīng)濟上是否有效率？10貼現(xiàn)率貼現(xiàn)率，簡單的說，就是將來的錢，折算到現(xiàn)值，少掉或多出的那部分的錢與將來的錢的比值 比如，現(xiàn)在你有95萬，1年后這些錢會因為銀行利息，或者是人民幣升值而變?yōu)?00萬，多出的5萬比上1年后的100萬得到5%，所以貼現(xiàn)率就是5% 或者是可以這樣理解，1年后

5、你可以得到100萬，貼現(xiàn)率為5%，所以相當于這筆錢現(xiàn)在的價值為95萬 。貼現(xiàn)率計算公式：p=w/(1+r)n， p表示現(xiàn)值，w表示貼現(xiàn)值，r表示利率，n表示距離貼現(xiàn)時間的期數(shù)。11貼現(xiàn)率其實，貼現(xiàn)率的計算是為了服務計算現(xiàn)值來計算的. 比如，現(xiàn)在有人欠你10萬元，但是要一年后才給你，根據(jù)當今市場的貼現(xiàn)率假設是5%，那相當于是現(xiàn)值的9萬5千元，你可以考慮是不是要提高他欠錢的利息來彌補這部分損失 。 你用50萬投資一個項目，20年后有100萬的收入，但是這100萬貼現(xiàn)到今天的價值只有10多萬，也就是說你50萬的錢存入銀行，20年后產(chǎn)生的利息本金加起來都比100萬要多，這樣一來，這個投資就不劃算，你就

6、可以考慮不投資這個項目了 12第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟有效捕撈一、 靜態(tài)有效可持續(xù)捕撈量：不考慮貼現(xiàn)情況下的有效可持續(xù)捕撈量定義：把靜態(tài)有效可持續(xù)捕撈量定義為不考慮貼現(xiàn)情況下取得最大年凈收益的捕撈量。 為了簡化分析，假定： 1）魚價不變，不隨銷售量的變化而變化 2）單位捕撈量的成本，固定不變 3）單位捕魚活動的捕撈量與魚類存量有關。魚類存量越多，單位捕撈活動的捕撈量越多這樣，靜態(tài)有效可持續(xù)捕撈量的決定如下：13第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟有效捕撈OR(E0)Xn X1X*C(E0)捕撈活動量捕撈活動的成本與收益圖83 靜態(tài)經(jīng)濟有效可持續(xù)捕撈量 X0TRTCTRPH P單位捕獲物的價格 ，H捕撈量T

7、CWE W單位捕撈活動的成本，E捕撈活動量最大可持續(xù)捕撈努力水平：X*經(jīng)濟有效的可持續(xù)捕撈努力水平的范圍：OX1凈收益最大的可持續(xù)捕撈努力水平：X0邊際收益：pdH邊際成本：wdE14第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟有效捕撈二、 動態(tài)有效可持續(xù)捕撈量：考慮貼現(xiàn)情況下的有效可持續(xù)捕撈量假定貼現(xiàn)率為r，企業(yè)資本投資的機會成本捕撈者的的目標是，在認定時間內(nèi)，收入現(xiàn)值最大 總成本為C，與捕撈量H正相關，與資源存量S負相關，即最大現(xiàn)值利潤是多少呢？15第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟有效捕撈二、 動態(tài)有效可持續(xù)捕撈量：考慮貼現(xiàn)情況下的有效可持續(xù)捕撈量最大利潤決定于投資理論。在這里： 決定是否延遲一定量的捕撈到下一個階段

8、，取決于增加單位資源存量時的邊際收益與邊際成本的比較。先來看邊際成本。16第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟有效捕撈二、 動態(tài)有效可持續(xù)捕撈量：考慮貼現(xiàn)情況下的有效可持續(xù)捕撈量邊際成本 選擇不捕撈，漁民就會有保持這些資源存量的機會成本，即因為保持這部分而犧牲的回報。這個回報的價值是p。 pPc 為資源總（市場）價格 P為放棄捕撈的（未捕撈時）資源價格，cdC/dH為捕撈單位資源的邊際成本（相當于邊際開采成本） 因為決定延遲一個階段，所以這種犧牲回報的現(xiàn)值為：ip （ i為貼現(xiàn)率）17第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟有效捕撈二、 動態(tài)有效可持續(xù)捕撈量：考慮貼現(xiàn)情況下的有效可持續(xù)捕撈量邊際收益 資源投資所獲得的收益

9、，包括以下三種類型： 1)單位資源存量可能的升值dp/dt 2)資源存量增加而引起的捕撈成本的減少dC/dS 3)新增資源量dG/dS的價值，即dG/dsp 也就是說： 18第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟有效捕撈二、 動態(tài)有效可持續(xù)捕撈量：考慮貼現(xiàn)情況下的有效可持續(xù)捕撈量決策準則（為了簡化，省去了時間下標） 邊際成本低于邊際收益，會增加資源存量 邊際成本高于邊際收益，會減少資源存量 19第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟有效捕撈二、 動態(tài)有效可持續(xù)捕撈量：考慮貼現(xiàn)情況下的有效可持續(xù)捕撈量動態(tài)情況下的經(jīng)濟有效可持續(xù)捕撈量決定的均衡條件 滿足上式，則資源所有者從漁場獲得的回報率將等于i，與通過投資在其它途徑獲得經(jīng)

10、濟回報相同。以上為霍特林法則的一個變形。20第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟有效捕撈二、 動態(tài)有效可持續(xù)捕撈量：考慮貼現(xiàn)情況下的有效可持續(xù)捕撈量上式兩邊同除以p可得： 從可再生資源所獲得回報，包括： 1)價格升高（升值）所占的比例 2)資源存量的增加而使捕撈成本下降所占的比例 3)自然增長使總資源存量的邊際增加21第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟有效捕撈二、 動態(tài)有效可持續(xù)捕撈量：考慮貼現(xiàn)情況下的有效可持續(xù)捕撈量靜態(tài)有效可持續(xù)捕撈量，是以上均衡條件的一個特例。由于，靜態(tài)，則i0 假定捕撈成本與資源存量有關，而且是正比例關系，則dC/dS=w 假定魚價不變，則dp/dt=0于是，存在 p(dG/dS)=W 邊際

11、收益邊際成本 22第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟有效捕撈三、資源產(chǎn)權(quán)情況1、單一所有者的競爭市場該所有者對漁業(yè)資源有著明確的所有權(quán)。OR(E0)Xn X1X*C(E0)捕撈活動量捕撈活動的成本與收益 X0TRTCACMCARMR價格或成本邊際收益邊際成本問題1：單一所有者壟斷的 情況下，會怎樣？問題2：動態(tài)情況下，又會怎樣？23第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟有效捕撈三、資源產(chǎn)權(quán)情況2、公共資源（開放進入條件）的情況只要有利潤，就會吸引新加入者進入，直至耗盡利潤為止。產(chǎn)生兩類問題（擁擠的外部不經(jīng)濟）： 1）當前外部不經(jīng)濟：過多人進入捕撈，使得捕撈成本大大提高 2）代際外部不經(jīng)濟：當前捕撈過度，資源存量減少，

12、未來利潤減少問題：能否用這個理論解釋資源耗竭問題？還有生物多樣性喪失的問題？ 24第3節(jié) 漁業(yè)資源管理的公共政策一、明確資源的產(chǎn)權(quán)使某些漁業(yè)資源由“開放進入”變?yōu)樗饺怂?，明確產(chǎn)權(quán)。例如，日本的漁業(yè)協(xié)同組合。適用于流動性相對較小的漁業(yè)資源，對這些資源可以采取人工養(yǎng)殖的方式。具體包括： 1）隔離水域中的人工養(yǎng)殖。 2）對于洄游魚類在其幼年時期的人工飼養(yǎng)，待其成年后回到出生地再行捕撈。例如鮭魚、鱒魚等。25第3節(jié) 漁業(yè)資源管理的公共政策二、通過管制提高捕撈的真實成本1、捕撈成本對捕撈努力（捕撈量）的影響 OXn X1TC2捕撈活動量捕撈活動的成本與收益圖85 捕撈成本對捕撈量的影響 X2TRTC1

13、26第3節(jié) 漁業(yè)資源管理的公共政策二、通過管制提高捕撈的真實成本2、管制對捕撈成本的影響例如，對太平洋鮭魚的若干管制措施： 1）禁止在鮭魚生產(chǎn)河流設置陷阱、網(wǎng)等障礙物。漁民不得不使用更貴的工具捕撈同樣數(shù)量的魚。 2）政府關閉若干捕撈區(qū)，在另一些捕撈區(qū)若干時期禁止捕撈。由于高產(chǎn)區(qū)域禁止捕撈，漁民不得不到低產(chǎn)區(qū)域去捕撈。 結(jié)果是，增加成本，減少了凈收益。但是，個別農(nóng)民的技術(shù)進步可以增加市場份額。 27第3節(jié) 漁業(yè)資源管理的公共政策三、稅收既不增加成本，又可使捕撈量減少的方法是稅收。1、稅收同樣可以使得成本曲線向上扭轉(zhuǎn)。2、與管制的不同： 1）政府稅收可以用于社會福利，社會成本沒有增加 2）實現(xiàn)了不

14、同的收入分配，漁民受到損失28第3節(jié) 漁業(yè)資源管理的公共政策四、可交易配額1、可交易配額的要素： 1）配額的持有者可以捕撈指定魚種的指定數(shù)量 2）配額總量等于經(jīng)濟有效的捕撈量 3）配額可以在漁民之間自有交換2、交換的好處： 1）配額流向捕撈成本相對較低的漁民 2）配額將促進捕撈的技術(shù)進步29第3節(jié) 漁業(yè)資源管理的公共政策四、可交易配額3、配額的初始分配方式，決定收入分配： 1）拍賣的分配方式：政府得到全部租金，漁民受損，不受漁民歡迎 2）根據(jù)歷史業(yè)績無償分配的方式：當前一代漁民獲利，對未來漁民不利。新參入者之間的競爭會抬高配額的價格4、對捕撈配額收取年費：補貼自愿退出漁業(yè)的漁民5、政策實施對政

15、策設計的影響：監(jiān)督成本、實施成本等30第4節(jié) 森林資源的最佳砍伐期一、森林的最佳砍伐期問題1、為什么要確定最佳砍伐期 1）森林既是一種產(chǎn)出又是一種可以增值的資本 產(chǎn)出可以獲得收益，資本增值也是收益 2）森林的投資回收期很長，一般要在20年以上 3）森林資源具有多功能特征，木材生產(chǎn)的功能與景觀、凈化空氣、狩獵、生物棲息地等環(huán)境功能之間的權(quán)衡31第4節(jié) 森林資源的最佳砍伐期一、森林的最佳砍伐期問題2、確定最佳砍伐期的原則 1）生物學決策原則 平均年增量（MAI，mean annual increment）最大：邊際產(chǎn)量最大 2）經(jīng)濟學決策原則 凈效益的現(xiàn)值最大：延遲一年砍伐的邊際收益等于其邊際成本

16、 32樹齡木材體積MAI凈現(xiàn)值NPVNPV年增長量NPV年增長率凈現(xiàn)值NPV510152025303540455055606570758000.32.78.617.427.738.649.660.270.479.988.997.2105.0112.2119.000.0260.1750.4310.6940.9231.1041.2401.3391.4081.4531.4811.4961.5001.4971.487表81 平均年木材產(chǎn)量MAI最大化木材體積（立方米/公頃） =105(1-70/AGE) AGE為樹齡（年） MAI平均年木材產(chǎn)量（立方米/公頃/年） 木材體積/AGE 33第4節(jié) 森林資

17、源的最佳砍伐期二、一次種植還是反復種植1、一次種植、一次砍伐時的最佳砍伐期 凈效益的現(xiàn)值最大：木材價值的年增長率等于貼現(xiàn)率進行這樣的比較：前者小于后者時，砍伐 木材在砍伐前價值的增長率 （貼現(xiàn)率） 木材砍伐后把出售木材的收入用于投資的增長率貼現(xiàn)率對最佳砍伐期的影響： 貼現(xiàn)率提高后，最佳砍伐期會怎樣變化？34樹齡木材體積MAI凈現(xiàn)值NPV木材價值年增長量年增長率凈現(xiàn)值NPV510152025303540455055606570758000.32.78.617.427.738.649.660.270.479.988.997.2105.0112.2119.000.0260.1750.4310.694

18、0.9231.1041.2401.3391.4081.4531.4811.4961.5001.4971.487025209551911119513701446144413871294118310649448297230.0010.1820.8351.5081.9442.1532.2072.1702.0831.9711.8501.7281.6111.5001.3971.3012807031181186433222111表92 一次砍伐與凈現(xiàn)值最大化凈現(xiàn)值NVP（元/公頃）（價格成本）體積/(1+i)AGE價格=200元/立方米成本60元/立方米i=435第4節(jié) 森林資源的最佳砍伐期二、一次種植還

19、是反復種植2、反復種植、反復砍伐時的最佳砍伐期在這種情況下，延長砍伐期將增加以后生長砍伐周期的機會成本。由于邊際機會成本的增加，最佳砍伐期就提前了。無窮循環(huán)種植時的凈現(xiàn)值，是第一、第二、以至無窮時期砍伐的凈現(xiàn)值之和：36第4節(jié) 森林資源的最佳砍伐期二、一次種植還是反復種植2、反復種植、反復砍伐時的最佳砍伐期假設每一周期的砍伐量和樹木價值都一樣，貼現(xiàn)率為i，每一周期的長度為T年，則上式可以寫成： 解之，得到：37樹齡木材體積MAI凈現(xiàn)值NPVNPV年增長量NPV年增長率凈現(xiàn)值NPV510152025303540455055606570758000.32.78.617.427.738.649.66

20、0.270.479.988.997.2105.0112.2119.000.0260.1750.4310.6940.9231.1041.2401.3391.4081.4531.4811.4961.5001.4971.487025209551911119513701446144413871294118310649448297230.0010.1820.8351.5081.9442.1532.2072.1702.0831.9711.8501.7281.6111.5001.3971.301280703118118643322211107646910131459172718361827174216141

21、464130711541009876755表93 無窮時間反復種植、反復砍伐的最佳輪伐期38第4節(jié) 森林資源的最佳砍伐期三、森林的多功能性與最佳輪伐期1、森林的多功能性森林除了生產(chǎn)木材的功能外，還存在多種多樣的非木材效益： 保持水土 為動物種群提供棲息地 調(diào)節(jié)氣候 提供娛樂、休閑、景觀服務非木材價值（效益）對最佳輪伐期，會產(chǎn)生怎樣的影響呢？39第4節(jié) 森林資源的最佳砍伐期三、森林的多功能性與最佳輪伐期1、森林的多功能性：森林除了生產(chǎn)木材的功能外，還存在多種多樣的非木材效益 保持水土 為動物種群提供棲息地 調(diào)節(jié)氣候 提供娛樂、休閑、景觀服務2、非木材價值對最佳輪伐期會產(chǎn)生怎樣的影響呢？ 1）由于

22、森林總價值木材價值非木材價值，所以在其它條件不變得情況下，可能延長輪伐期 2）由于非木材價值增加了林地的土地價值，從而增加了該地造林的機會成本（貼現(xiàn)率），這樣就會縮短輪伐期40第4節(jié) 森林資源的最佳砍伐期三、森林的多功能性與最佳輪伐期2、非木材價值對最佳輪伐期會產(chǎn)生怎樣的影響呢？ 到底是延長還是縮短，取決于： 1）木材生長函數(shù)的特性 S(t)木材價值 2）非木材價值（效益）函數(shù)的特性 N(t) 隨樹齡的增大而增加的：樹木的美學價值等 而下降的：涵養(yǎng)水源的價值等 也有與樹齡完全無關的。41第4節(jié) 森林資源的最佳砍伐期三、森林的多功能性與最佳輪伐期3、影響的總結(jié)考慮包括非木材效益時，最佳輪伐期可能

23、縮短、延長或不變?nèi)绻悄静男б嬖谏州喎テ趦?nèi)保持不變，則最佳輪作期不受影響。在輪作循環(huán)中，正是非木材價值的變化導致了輪伐期的多樣化如果非木材效益隨樹齡的增大而迅速增加，那么最佳輪伐期將延長在極端的情況下，非木材效益會導致不對林分進行砍伐才是合理的。這樣的林分為其它用途林業(yè)，不應該作為商品林業(yè)。最佳輪伐期，可能介于僅考慮木材效益時的輪伐期與僅考慮非木材效益時的輪伐期長度之間。 42第4節(jié) 森林資源的最佳砍伐期四、森林的產(chǎn)權(quán)結(jié)構(gòu)與最佳輪伐期1、森林的私人最佳輪伐期與社會最佳輪伐期林場主很難將其所有的森林的全部效益都據(jù)為己有。造成：私人邊際效益與社會邊際效益的分離（存在外部效益） 森林的私人最佳輪伐