自然资源本科生讲稿4.ppt

可更新资源的最优开发模式 生物性资源与矿藏资源的区别 再生性 ds/dt 0 公地与私地 空间边界不明晰 公地利用的难度大 经济学的难点与热点 经济价值与 生态价值 Economicvalue eco value 目标 最终的稳态不同 矿藏 最终时期存量为零 s=0 再生资源 存量稳定 ds/dt=dh/dt=0,渔业资源的合理捕捞经济模型,渔业资源：典型的公共可更新资源 美国学者在上世纪70年代预言 鱼类资源会短缺。何时枯竭？如何合理捕捞？,生长曲线的基本概念 1 数学表达,2 概念 存量stock 某一时刻资源的总量 流量flow 某一时刻资源的流入或流出数量 逻辑斯地增长曲线个体增长与总数量有关，即密度制约性增长。代表一般生物的增长规律 Slow growth, followed by moderate growth, followed by slow growth 资源的增长率和资源群体数的数量（population）或存量的关系。资源存量随自然增长率和捕捞量的变化而变化。Dy/dt 自然均衡点(natural equlibrium存量最大点) smax 最大存量或最大支持能力； 最低可生存存量（minimum viable population存量最小点）低于这一存量，存量的增长率就将为负，死亡和向外迁徙将超过出生和向内迁徙。存在一阈值smin低于此，种群灭绝。 可持续捕捞量 无穷多可选择 当捕捞量等于存量的增量时，存量可以保持不变。最大可持续捕捞量，存量达到最大值一半时，达到最大增长量smsy,3灭绝的主要表现形式 在smin附近的不同情况 a为标准假设-逐渐灭绝，b低于阈值将不可逆转的灭绝，c低于sd迅速灭绝，d低于较高的smin导致不可挽回的灭绝,4 如何捕获 稳态收获：收获量等于资源的净增长量 何谓有效的可持续捕捞量（efficient sustained yield） 最大可持续捕捞量等于最大增量,但是不是经济上的最优捕捞量？是不是最优管理的目标？问题归纳为如何是生态和经济效益达到最优。这就是所谓受生态效益、经济效益和社会效益约束下的综合效益。,数学分析 等式含义,二 强制私人产权或竞争市场条件下最优捕捞 原则 MC=MR,净收益的最大点。在总收益曲线上在这点边际收益的斜率等于边际成本也即总成本曲线的斜率。TR曲线上的切线的斜率（d TR /dE）为边际价值生产力，等于边际成本，即边际成本边际效益，满足资源最有效配置条件 评价 处于经济学上的最有效配置状态和生物学上的恒稳定均衡状态从生物学角度看，鱼的存量能够达到恒稳定均衡状态水准渔场资源的利用，能够持续生长。私人产权下的资源获取均衡，因为有排外性的存在，会得到更高的资源存量水平。,条件 捕鱼是完全自由的。 无产权收入的体现。 鱼价固定，不随销售量的变化而变化 单位捕鱼活动的成本固定不变 单位捕鱼活动的捕鱼量与鱼类存量的大小有关。鱼类存量越多，单位捕鱼活动的捕鱼量越多。捕鱼活动或要素投入量 人 船 渔网 时间 包括资本的正常收益。函数关系H=h（e，s）收获量依赖于努力effort和存量storkTR=P*H 价格* 捕捞量 TC=W*E 单位捕捞成本*捕捞活动量 2 决策 行业可自由进入 利润最大化的点为0租金或0利润价格等于平均成本 3 评价 公地的悲剧 拥挤效应 经济学的角度 新的操业者不断追加生产要素，直到经济TC=TR为止，经济效益不是最佳， 代际效应 生物学的角度 捕捞量过度，面临种群灭绝的危险 需求曲线向上方位移鱼的价格上升 供给量（捕捞量）减少 鱼的存量减少一鱼的增殖量减少 灭绝。,三 开放进人型资源（open-access resource）,捕捞努力一定时，从左向右，存量由多到少总成本增加 最佳捕获量soa,成本增加时最佳捕获量soa的变化,2 决策原理,市场价格增加时最佳捕获量soa的变化 导致存量减少,捕捞量决定于投入与存量，投入一定时，取决与存量。 同样的捕捞量h3，对应的存量x3x4，投入e3e4，选择x3从符合经济与生态要求。,存量不同，捕获量相同时的最优经济的投入，较小的投入获得相同的收获,捕捞量、价格与供给曲线 价格上升，刺激捕捞量增加，需求增加，最终由于供应减少，捕捞减少，价格增加，捕捞强烈，导致灭绝,Av=tr/e=p C=单位投入e恒定不变,捕捞e与存量s关系 波动周期,四 有关捕鱼业的公共政策分析,1.水面的私有化。所有权问题 private property right 2.提高捕鱼的真实成本。 提高成本限制捕捞量的办法，大大损失了净效益，减少了 渔民的收人。 3.税收。转移支付 渔民不欢迎 对捕捞量课税对鱼的捕捞量课税，对渔业生产投人要素课税（例如对渔船课税），限制捕捞总量进行捕捞量实行配额管理，限制渔船数量等等 用投人要素的平均价值生产力（平均收益AVP）及边际价值生产力（边际效益MVP）与边际成本曲线的交点h来决定单位重量鱼的课税额 对要素投入课税对投入要素课税 对生产投人要素的每个单位课a元税，对投人到捕捞生产的每张渔网征收a元税，或对每艘渔船课a元税等。此时，总成本TC'C,·E，这里的C“Ca。 注意 课税的目的？课多少税？ 两者的效果。,课税t*，使ea降至e*，达到最优配置的捕捞量,对投入要素e，课税a，课税额为 捕捞量 Ea降至E*，达到最优配置的捕捞量,4.可交易配额（transferable quotas）。 条件： ·配额的持有者可以捕捞指定种类鱼的指定数量。 ·配额总量等于有效捕捞量。 ·配额可以在渔民之间自由交换。 配额的分配办法： ·政府可以拍卖配额 ·政府也可以根据渔民历史上的捕捞量把配额无偿 分配给渔民。 优点：全社会的效益也会提高。 问题 根据何种要素发许可证或额度？ 总量如何统计或控制 偷捕怎么办,东海渔区进入禁渔期 信息来源：|发表日期：2006-06-29|点击数：431 从16日中午12时起，东海渔区开始进入为期三个月的伏季休渔期，我市共有2309艘渔船挂网收帆，其中双拖网作业渔船631对、单拖网作业渔船628艘、桁杆拖虾渔船379艘，及其他应休作业渔船40艘。 今年，农业部决定2006年东海的桁杆拖虾时间从1个月延长到2个月；从2007年起整个东海区灯光围网作业将全部纳入休渔范围。2006年的伏季休渔的时间、范围和对象具体规定如下：拖(对)网作业休渔时间为6月16日12时至9月16日12时；桁杆拖虾作业休渔时间为6月16日12时至8月16日12时；帆张网作业予以取缔。所有休渔渔船必须在休渔时间开始前进港集中，休渔期间不得擅自离港或转移停泊地点，不得擅自从事加水、加冰、加油等活动。 至6月16日中午12时止，所有应休渔船已按时回港休渔。,5 禁渔,五 捕鱼优化的数学推导 1 条件 社会贴现等于私人贴现，私人最优等于社会最优,初始条件 s0大于0 终期稳态 存量稳定 ds/dt=dh/dt=0,2 霍特林法则的意义 收获某些鱼同样可以进行投资(i为投资回报率），未捕的鱼在下一个阶段仍然存在，而且生物增长也意味着下一阶段存量会有所增加。决定是否延迟捕获到下一个阶段，关键取决于资源存量增加单元的边际成本和收益的比较。 均衡状态 可再生资源所获取的回报ip由三部分组成： 价格升高 资源存量的边际增加而使捕获成本下降（为负值） 自然增长使总存量带来的价值的增值 上式又可表为：,投资回报率等于价格增量部分、存量的边际增加而使捕获成本下降部分和存量增加引起的种群增量,为 i=0，dp/dt=0，,静态可再生资源限制最大化的条件 边际效益与边际成本相等 （存量的增量与价格之积为边际效益） （存量引起增量变化带来的成本和存量的变化引起成本的变化之和）,3 静态有效可持续捕捞的条件 （static efficient sustainable yield）,4 当收获成本与存量大小无关时的霍特林法则 c/s=0, dp/ds=0,生物的增长率等于市场的回报率,如果i=0，现值最大化的存量水平spv应为msy最大可持续增量对应的存量。,如果i=0，存量的变化带来的价值（边际效益）等于存量的变化引起的成本变化（边际成本）,4 当收获成本与存量大小有关时的霍特林法则,实际意义：由于前者i小于后者，如果收获成本依赖存量时，决策时会维持较高的存量，以减小收获成本。,如果dp/dt=0,当收获成本与存量大小无关时,当收获成本与存量大小有关时,5 垄断与社会最优的霍特林条件的区别 垄断行业，价格随捕获量变化，竞争行业价格不变，大家是价格的接收者,森林资源最优经济砍伐,一 森林同渔场的区别 联合国粮农组织规定在发达国家林木覆盖率至少为20%的土地，在发展中国家林木覆盖率至少为10%的土地。森林分成两类：天然林和人工林。 鱼类的典型特点是只具有一种功能，而森林却具有多种功能。生态功能随着社会的发展其价值超过了木材。 单个林分的材积和数量的增长与鱼群的增长相似，但生态价值的变化规律同鱼群有别。 林地是资本性质的资产，它们具有固有的生产特性 。属于不动产。 林木从造林到其生物成熟的长久。一株树达到它的最大材积可能需近一个多世纪的时间。常常从造林到采伐至少要25年 。利率与风险对采伐决策影响很大。 森林是进行皆伐和择伐。这种采伐方式与“理想”的商业捕鱼方式相似。 人工林比商业化海洋捕鱼更易控制。林木种群不存在空间的迁移，种群生长动力机制较为简单，种与种之间的相互依存性较小，对环境条件的相对微妙变化的依赖较少。 空间特征。林地具有一个机会成本其显著区别于海洋鱼类和矿藏。领地受到农地与建设用地的竞争。,假设条件 该地的机会成本为零，造林成本k，边际采伐成本和毛价格p在整个期间不变，森林不具外部性 目标 选择一个最优采伐时间使得林木采伐的净效益现值最大化，则： Bmax1=(Pt-Ct)/(1+r)t -k0=Vt- k0 式中：Pt时刻的木材销售价值； Ct时刻的采伐成本； k0林场的初始投资； Vt(Pt-Ct)/(1+r)t时刻采伐林木的净现值； r贴现率。,二 砍伐一次的最优决策,一次最优采伐的数学推导,材积的增长率与利率相等,可更新资源的自然增长率并不为零，为资源的增量。存量的变化取决于增量与开采R 时间序列上资源净价格的变化率取决于利息与存量变化的对比。 p=p（-） 或者 P=P + P 资源价值的利息增量=价格的增量+资源存量增量的价值,数学的实际意义,3 稳态收获的意义在于收获量随时间不变，即dh/dt =0,那么存量 ds/dt=0也不变,稳定状态的特例是在时间序列上收获水平保持不变，且等于可更新资源存量的自然生长量，这样资源存量的增加量与减少量相等，资源存量在时间序列保持不变。 如果对资源的需求在时间序列上保持不变，资源净价格将在一种稳定的状态下保持不变，稳定状态下霍特林法则可以简化为增量与存量函数在任一点的斜率为效用贴现率。为零，利率为零，收获量为最大可持续收获量水平（MSY）时才能满足。为正值那么效率条件要求稳态存量水平小于最大状态。,先将t2时的收入ps贴现为t1时的现值，后减去t1时的造林成本k，其差为t2时的值，再将其贴现到t0时。,三 最优轮作，无穷循环rotation 数学推导,霍特林动态效率条件： 木材延缓采伐 生长价值的回报率=利率+立地价值在木材生长价值所占部分的增量,霍特林动态效率条件： 木材生长价值的回报率=利率+立地价值在木材生长价值所占部分的增量,确定恒定的种植率和采伐率 确定最佳的砍伐周期，实质上就是确定最佳种植率和采伐率，即ds/dt。在木材流的角度，单位时间内采伐的树木等 于种植的树木的数量。,当不为零时，立地价值增大，其他价格不变时，为了遵照霍特林法则，ds/dt周转速度必须增大，即提前砍伐。树木年龄越低，生长率越快。如果继续提前，仍不足弥补土地的机会成本，则土地转为耕作业（林业转农业）一年多季的丰收。若农业仍不足，再向工业或商业转移。 边远山区土地机会成本为零，可以从事林业。郊区农用与工商利用争夺激烈，但获胜的为建筑用地。,四 立地价值如何影响砍伐？ 土地的机会成本,土地利用转换的实质 如果立地价值为零，利率与材积增长的回报率相等。,森林的生态价值如何影响砍伐？,如何采伐决定于森林的生态价值与立地价值（机会成本）之间的竞争。 生态价值很高，砍伐已失去意义。生态价值远高于立地价值，森林将永久保存。城市公园就是例证。,最大化效益的现值等于轮伐期内木材的现值和生态效益的现值之和。 决策取决于木材与生态效益两者大小的对比。 随着森林年龄的增加，生态效益（木材效益）如何变化？正的生态效益增加了在该地造林的机会成本，这样就会缩短轮伐期。随着林龄的增加，生态效益显著增加（如树木的美学价值），其他则下降（包括涵养水源价值）。 生态林生态效益远大于经济效益，且生态效益无法被替代，从而产生了森林保留的持久经济动力。 问题是生态效益究竟是多少？ 公共物品、开放产权的管理是未来环境经济学研究的重点和难点。 国际上生态林保护的新的思路？,五 案例 1最佳砍伐时间的确定（多次轮伐） 主伐收入、间伐收入、轮伐期、管理费、造林费 林地期望收入=（主伐收入 + 间伐收入 - 造林费- 管理费）贴现,当木材收购价格为108和72元/m3时，将分别砍伐直径为7和9厘米以上的树木。,2 边际树应b 边际效益= 边际成本,最小采伐直径 总材积 材积增量 总成本 成本增量 边际成本,30 24 18 12 9 8 6,八 可更新资源开发的讨论,目标 经济 生态 社会的效益的综合体现 各自的约束 产权的确定是关键 公有 私有 集体 无主 时间因素 资源开采无中止时间限制，增加可再生资源自然增长率变量、 贴现率贴现率变为社会贴现率 风险 国家投入 生态产品 社会属性与公有特征突出生态系统的稳定性有关，产品的多用途 经济意义已退居 ，生态意义上升 公益林，防风林，防护林带，水源林，生物多样性自然保护区，固炭林 公有、无主物品的可更新资源是未来环境经济研究的重点和难点,