可再生资源的持续利用

1、第8章 可再生资源的持续利用1本章主要内容可再生资源的生物增长可再生资源的经济有效捕捞渔业资源管理的公共政策森林资源的最佳砍伐期2第1节 可再生资源的生物增长一、可再生资源的分类与基本概念1、分类：1）生物资源：鱼类资源、森林资源等，具有生物生长能力 2）非生物资源：大气与水等，有吸收与净化污染的能力3）可再生土地资源：耕地与放牧地，通过复合生物过程与物理过程达到再生与增长 以上所列，也可称为可再生存量资源。4）可再生流量资源：太阳能、风能、地热能等，非耗竭的。3第1节 可再生资源的生物增长一、可再生资源的分类与基本概念2、基本概念1）可再生资源之间存在重要差异，本章将首先以渔业资源为例来展开

2、说明2）可再生资源的存量与流量 存量：资源在某一时刻的总量，或总生物量 流量：存量在一段时间内的变化量3）资源的产权状况 开放进入型资源：没有私有产权4第1节 可再生资源的生物增长二、渔业资源的生物学模型1、资源存量随自然增长率与捕捞量的变化而变化存量流入：自然增长率流出：捕捞量5第1节 可再生资源的生物增长二、渔业资源的生物学模型2、沙发尔(Schaefer,1957)生物学模型XmG(Xm)XnX0X*G(X0)鱼类存量（吨）鱼类存量的增长（吨）图82 鱼类存量与鱼类存量的增长之间的平均关系XmXn：可持续捕捞线Xm、Xn：自然均衡点X*：最大可持续捕捞存量6第1节 可再生资源的生物增长二

3、、渔业资源的生物学模型2、沙发尔(Schaefer,1957)生物学模型资源存量在一段时间内的变化量：则资源存量在任何时刻的表达式为：简单的方法是将存量增长率作为资源存量的函数：7第1节 可再生资源的生物增长二、渔业资源的生物学模型2、沙发尔(Schaefer,1957)生物学模型当资源存量的增长具有上限X*时，则G是大于零的常数参数。于是生物增长方程为8第1节 可再生资源的生物增长二、渔业资源的生物学模型2、稳态捕获量（可持续捕获量） 稳态：如果考虑一段时间内，捕捞量H等于资源存量的净增长量G，两者在一个连续的时间段内为相等的定值，我们称之为稳态。 在稳态情况下，资源存量的变化率dX/dt为

4、 dX/dt=G-H=0 (因为G=H)，于是我们可得到许多可持续的捕捞量。9第1节 可再生资源的生物增长XmG(Xm)XnX02X*G(X0)鱼类存量（吨）鱼类存量的增长（吨）图82 鱼类存量与鱼类存量的增长之间的平均关系X01G(Xm)时的可持续捕捞量G(X0)时的可持续捕捞量问题是：最大的可持续捕捞量能否实现？在经济上是否有效率？10贴现率贴现率，简单的说，就是将来的钱，折算到现值，少掉或多出的那部分的钱与将来的钱的比值 比如，现在你有95万，1年后这些钱会因为银行利息，或者是人民币升值而变为100万，多出的5万比上1年后的100万得到5%，所以贴现率就是5% 或者是可以这样理解，1年后

5、你可以得到100万，贴现率为5%，所以相当于这笔钱现在的价值为95万 。贴现率计算公式：p=w/(1+r)n， p表示现值，w表示贴现值，r表示利率，n表示距离贴现时间的期数。11贴现率其实，贴现率的计算是为了服务计算现值来计算的. 比如，现在有人欠你10万元，但是要一年后才给你，根据当今市场的贴现率假设是5%，那相当于是现值的9万5千元，你可以考虑是不是要提高他欠钱的利息来弥补这部分损失 。 你用50万投资一个项目，20年后有100万的收入，但是这100万贴现到今天的价值只有10多万，也就是说你50万的钱存入银行，20年后产生的利息本金加起来都比100万要多，这样一来，这个投资就不划算，你就

6、可以考虑不投资这个项目了 12第2节 可再生资源的经济有效捕捞一、 静态有效可持续捕捞量：不考虑贴现情况下的有效可持续捕捞量定义：把静态有效可持续捕捞量定义为不考虑贴现情况下取得最大年净收益的捕捞量。 为了简化分析，假定： 1）鱼价不变，不随销售量的变化而变化 2）单位捕捞量的成本，固定不变 3）单位捕鱼活动的捕捞量与鱼类存量有关。鱼类存量越多，单位捕捞活动的捕捞量越多这样，静态有效可持续捕捞量的决定如下：13第2节 可再生资源的经济有效捕捞OR(E0)Xn X1X*C(E0)捕捞活动量捕捞活动的成本与收益图83 静态经济有效可持续捕捞量 X0TRTCTRPH P单位捕获物的价格 ，H捕捞量T

7、CWE W单位捕捞活动的成本，E捕捞活动量最大可持续捕捞努力水平：X*经济有效的可持续捕捞努力水平的范围：OX1净收益最大的可持续捕捞努力水平：X0边际收益：pdH边际成本：wdE14第2节 可再生资源的经济有效捕捞二、 动态有效可持续捕捞量：考虑贴现情况下的有效可持续捕捞量假定贴现率为r，企业资本投资的机会成本捕捞者的的目标是，在认定时间内，收入现值最大 总成本为C，与捕捞量H正相关，与资源存量S负相关，即最大现值利润是多少呢？15第2节 可再生资源的经济有效捕捞二、 动态有效可持续捕捞量：考虑贴现情况下的有效可持续捕捞量最大利润决定于投资理论。在这里： 决定是否延迟一定量的捕捞到下一个阶段

8、，取决于增加单位资源存量时的边际收益与边际成本的比较。先来看边际成本。16第2节 可再生资源的经济有效捕捞二、 动态有效可持续捕捞量：考虑贴现情况下的有效可持续捕捞量边际成本 选择不捕捞，渔民就会有保持这些资源存量的机会成本，即因为保持这部分而牺牲的回报。这个回报的价值是p。 pPc 为资源总（市场）价格 P为放弃捕捞的（未捕捞时）资源价格，cdC/dH为捕捞单位资源的边际成本（相当于边际开采成本） 因为决定延迟一个阶段，所以这种牺牲回报的现值为：ip （ i为贴现率）17第2节 可再生资源的经济有效捕捞二、 动态有效可持续捕捞量：考虑贴现情况下的有效可持续捕捞量边际收益 资源投资所获得的收益

9、，包括以下三种类型： 1)单位资源存量可能的升值dp/dt 2)资源存量增加而引起的捕捞成本的减少dC/dS 3)新增资源量dG/dS的价值，即dG/dsp 也就是说： 18第2节 可再生资源的经济有效捕捞二、 动态有效可持续捕捞量：考虑贴现情况下的有效可持续捕捞量决策准则（为了简化，省去了时间下标） 边际成本低于边际收益，会增加资源存量 边际成本高于边际收益，会减少资源存量 19第2节 可再生资源的经济有效捕捞二、 动态有效可持续捕捞量：考虑贴现情况下的有效可持续捕捞量动态情况下的经济有效可持续捕捞量决定的均衡条件 满足上式，则资源所有者从渔场获得的回报率将等于i，与通过投资在其它途径获得经

10、济回报相同。以上为霍特林法则的一个变形。20第2节 可再生资源的经济有效捕捞二、 动态有效可持续捕捞量：考虑贴现情况下的有效可持续捕捞量上式两边同除以p可得： 从可再生资源所获得回报，包括： 1)价格升高（升值）所占的比例 2)资源存量的增加而使捕捞成本下降所占的比例 3)自然增长使总资源存量的边际增加21第2节 可再生资源的经济有效捕捞二、 动态有效可持续捕捞量：考虑贴现情况下的有效可持续捕捞量静态有效可持续捕捞量，是以上均衡条件的一个特例。由于，静态，则i0 假定捕捞成本与资源存量有关，而且是正比例关系，则dC/dS=w 假定鱼价不变，则dp/dt=0于是，存在 p(dG/dS)=W 边际

11、收益边际成本 22第2节 可再生资源的经济有效捕捞三、资源产权情况1、单一所有者的竞争市场该所有者对渔业资源有着明确的所有权。OR(E0)Xn X1X*C(E0)捕捞活动量捕捞活动的成本与收益 X0TRTCACMCARMR价格或成本边际收益边际成本问题1：单一所有者垄断的 情况下，会怎样？问题2：动态情况下，又会怎样？23第2节 可再生资源的经济有效捕捞三、资源产权情况2、公共资源（开放进入条件）的情况只要有利润，就会吸引新加入者进入，直至耗尽利润为止。产生两类问题（拥挤的外部不经济）： 1）当前外部不经济：过多人进入捕捞，使得捕捞成本大大提高 2）代际外部不经济：当前捕捞过度，资源存量减少，

12、未来利润减少问题：能否用这个理论解释资源耗竭问题？还有生物多样性丧失的问题？ 24第3节 渔业资源管理的公共政策一、明确资源的产权使某些渔业资源由“开放进入”变为私人所有，明确产权。例如，日本的渔业协同组合。适用于流动性相对较小的渔业资源，对这些资源可以采取人工养殖的方式。具体包括： 1）隔离水域中的人工养殖。 2）对于洄游鱼类在其幼年时期的人工饲养，待其成年后回到出生地再行捕捞。例如鲑鱼、鳟鱼等。25第3节 渔业资源管理的公共政策二、通过管制提高捕捞的真实成本1、捕捞成本对捕捞努力（捕捞量）的影响 OXn X1TC2捕捞活动量捕捞活动的成本与收益图85 捕捞成本对捕捞量的影响 X2TRTC1

13、26第3节 渔业资源管理的公共政策二、通过管制提高捕捞的真实成本2、管制对捕捞成本的影响例如，对太平洋鲑鱼的若干管制措施： 1）禁止在鲑鱼生产河流设置陷阱、网等障碍物。渔民不得不使用更贵的工具捕捞同样数量的鱼。 2）政府关闭若干捕捞区，在另一些捕捞区若干时期禁止捕捞。由于高产区域禁止捕捞，渔民不得不到低产区域去捕捞。 结果是，增加成本，减少了净收益。但是，个别农民的技术进步可以增加市场份额。 27第3节 渔业资源管理的公共政策三、税收既不增加成本，又可使捕捞量减少的方法是税收。1、税收同样可以使得成本曲线向上扭转。2、与管制的不同： 1）政府税收可以用于社会福利，社会成本没有增加 2）实现了不

14、同的收入分配，渔民受到损失28第3节 渔业资源管理的公共政策四、可交易配额1、可交易配额的要素： 1）配额的持有者可以捕捞指定鱼种的指定数量 2）配额总量等于经济有效的捕捞量 3）配额可以在渔民之间自有交换2、交换的好处： 1）配额流向捕捞成本相对较低的渔民 2）配额将促进捕捞的技术进步29第3节 渔业资源管理的公共政策四、可交易配额3、配额的初始分配方式，决定收入分配： 1）拍卖的分配方式：政府得到全部租金，渔民受损，不受渔民欢迎 2）根据历史业绩无偿分配的方式：当前一代渔民获利，对未来渔民不利。新参入者之间的竞争会抬高配额的价格4、对捕捞配额收取年费：补贴自愿退出渔业的渔民5、政策实施对政

15、策设计的影响：监督成本、实施成本等30第4节 森林资源的最佳砍伐期一、森林的最佳砍伐期问题1、为什么要确定最佳砍伐期 1）森林既是一种产出又是一种可以增值的资本 产出可以获得收益，资本增值也是收益 2）森林的投资回收期很长，一般要在20年以上 3）森林资源具有多功能特征，木材生产的功能与景观、净化空气、狩猎、生物栖息地等环境功能之间的权衡31第4节 森林资源的最佳砍伐期一、森林的最佳砍伐期问题2、确定最佳砍伐期的原则 1）生物学决策原则 平均年增量（MAI，mean annual increment）最大：边际产量最大 2）经济学决策原则 净效益的现值最大：延迟一年砍伐的边际收益等于其边际成本

16、 32树龄木材体积MAI净现值NPVNPV年增长量NPV年增长率净现值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 平均年木材产量MAI最大化木材体积（立方米/公顷） =105(1-70/AGE) AGE为树龄（年） MAI平均年木材产量（立方米/公顷/年） 木材体积/AGE 33第4节 森林资

17、源的最佳砍伐期二、一次种植还是反复种植1、一次种植、一次砍伐时的最佳砍伐期 净效益的现值最大：木材价值的年增长率等于贴现率进行这样的比较：前者小于后者时，砍伐 木材在砍伐前价值的增长率 （贴现率） 木材砍伐后把出售木材的收入用于投资的增长率贴现率对最佳砍伐期的影响： 贴现率提高后，最佳砍伐期会怎样变化？34树龄木材体积MAI净现值NPV木材价值年增长量年增长率净现值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 一次砍伐与净现值最大化净现值NVP（元/公顷）（价格成本）体积/(1+i)AGE价格=200元/立方米成本60元/立方米i=435第4节 森林资源的最佳砍伐期二、一次种植还

19、是反复种植2、反复种植、反复砍伐时的最佳砍伐期在这种情况下，延长砍伐期将增加以后生长砍伐周期的机会成本。由于边际机会成本的增加，最佳砍伐期就提前了。无穷循环种植时的净现值，是第一、第二、以至无穷时期砍伐的净现值之和：36第4节 森林资源的最佳砍伐期二、一次种植还是反复种植2、反复种植、反复砍伐时的最佳砍伐期假设每一周期的砍伐量和树木价值都一样，贴现率为i，每一周期的长度为T年，则上式可以写成： 解之，得到：37树龄木材体积MAI净现值NPVNPV年增长量NPV年增长率净现值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 无穷时间反复种植、反复砍伐的最佳轮伐期38第4节 森林资源的最佳砍伐期三、森林的多功能性与最佳轮伐期1、森林的多功能性森林除了生产木材的功能外，还存在多种多样的非木材效益： 保持水土 为动物种群提供栖息地 调节气候 提供娱乐、休闲、景观服务非木材价值（效益）对最佳轮伐期，会产生怎样的影响呢？39第4节 森林资源的最佳砍伐期三、森林的多功能性与最佳轮伐期1、森林的多功能性：森林除了生产木材的功能外，还存在多种多样的非木材效益 保持水土 为动物种群提供栖息地 调节气候 提供娱乐、休闲、景观服务2、非木材价值对最佳轮伐期会产生怎样的影响呢？ 1）由于

22、森林总价值木材价值非木材价值，所以在其它条件不变得情况下，可能延长轮伐期 2）由于非木材价值增加了林地的土地价值，从而增加了该地造林的机会成本（贴现率），这样就会缩短轮伐期40第4节 森林资源的最佳砍伐期三、森林的多功能性与最佳轮伐期2、非木材价值对最佳轮伐期会产生怎样的影响呢？ 到底是延长还是缩短，取决于： 1）木材生长函数的特性 S(t)木材价值 2）非木材价值（效益）函数的特性 N(t) 随树龄的增大而增加的：树木的美学价值等 而下降的：涵养水源的价值等 也有与树龄完全无关的。41第4节 森林资源的最佳砍伐期三、森林的多功能性与最佳轮伐期3、影响的总结考虑包括非木材效益时，最佳轮伐期可能

23、缩短、延长或不变如果非木材效益在森林轮伐期内保持不变，则最佳轮作期不受影响。在轮作循环中，正是非木材价值的变化导致了轮伐期的多样化如果非木材效益随树龄的增大而迅速增加，那么最佳轮伐期将延长在极端的情况下，非木材效益会导致不对林分进行砍伐才是合理的。这样的林分为其它用途林业，不应该作为商品林业。最佳轮伐期，可能介于仅考虑木材效益时的轮伐期与仅考虑非木材效益时的轮伐期长度之间。 42第4节 森林资源的最佳砍伐期四、森林的产权结构与最佳轮伐期1、森林的私人最佳轮伐期与社会最佳轮伐期林场主很难将其所有的森林的全部效益都据为己有。造成：私人边际效益与社会边际效益的分离（存在外部效益） 森林的私人最佳轮伐