第8章渔业资源经济学环境经济学

1、3/9/2022整理ppt1渔业资源经济学 可再生资源分类 戈登施弗模型 CMC模型 CCM模型 渔业资源管理3/9/2022整理ppt2可再生资源分类 可再生资源可以分成两类：一类是生物资源，包括各种动植物资源；另一类是非生物资源，包括地表水、太阳能等等资源。3/9/2022整理ppt3可再生资源分类（续一） 生物资源又包括两种情况：单一用途和多种用途。前者是指：某一生物资源的利用对生态和环境没有多大影响，因而分析时可以不考虑其生态和环境效应；后者是指：某一生物资源的利用对生态和环境有很大影响，因而分析时必须考虑其生态和环境效应。前者的代表是水产资源，后者的代表是森林资源。3/9/2022整

2、理ppt4可再生资源分类（续二） 非生物资源既包括可耗竭资源，又包括不可耗竭资源。前者的代表是地表水资源，后者的代表则是太阳能。 由于目前地球上的自然界和人类对太阳能的利用程度远远低于特定时期内到达地球表面的太阳能所能提供的能量，太阳能目前还不是自然资源经济学的研究对象。3/9/2022整理ppt5 H F(X) 0 Xmin XMSY Xmax X生物资源的特点3/9/2022整理ppt6利润最大化与自由取用均衡 成本WE,收益PH PH TC=WE PHOA OA（WEOA) WE TR=PH 0 E EOA EM 努力E 生物资源存量X 03/9/2022整理ppt7可再生资源的社会最优

3、利用成本,收益 TSC TC+TEC=TSC TC OA TR 0 E E EOA EM 努力3/9/2022整理ppt8CMC模型假定 水环境保持不变，即不考虑鱼类除了作为水产品以外的其它用途；同时，将影响生物资源存量的自然增长率的各种因素合并在一起考虑，即不分别考虑鱼类自然繁殖速度、鱼类个体体重增加速度和鱼类自然死亡速度对其资源存量自然增长率的影响。3/9/2022整理ppt9=F(X)-h(t） （3-1) 令t时期的生物资源存量为X(t)，生物资源自然增长量为F(X)，t时期的生物资源收获量为h(t)，那么，t时期的生物资源实际增长量为: X3/9/2022整理ppt10CMC模型假定

4、（续二） 对于所有符合0XK和F(0)=F(K)=0的X来说, F(X)0 （3-2) 对于所有符合X0的X来说, F(X)0 （3-3) 在3-2式的条件中，K表示X的自然均衡水平，即生态体系容量所能容许的X的最大值；换句话说，如果h(t)=0，则X最终将达到K的水平。3/9/2022整理ppt11CMC模型假定（续三） 收获的生产函数可以表示为: h(t)=qE(t)X(t） （3-4) 在3-4式中，E(t)表示t时期努力即投入的数量；常数q是可捕捞性系数；和也是常数，在CMC模型中假定=1，0；对3-4式的可行性约束条件是： X(t)0，E(t)0. （3-5)3/9/2022整理pp

5、t12CMC模型假定（续四） 产品价格p为常数；努力或投入的单位成本a也是常数。这样，捕鱼努力的总成本可以表示为: C(E)=aE （3-6) 从方程式3-4 和3-6 中，可以导出收获的成本函数 C(h,X)=ah/qX （3-7) 在3-7式中，C(h,X)表示总收获成本。该模型假定C与h之间是线性关系，同时，由于0 ，C是X的递减函数。3/9/2022整理ppt13CMC模型假定（续五） 鱼产品价格p能够充分衡量鱼产品对社会的边际社会效益，努力或投入的单位成本a也能够充分衡量努力的边际社会成本。因而社会的目标可以被确定为使来自渔业的资源租金现值最大化。在特定的t时期，来自渔业的资源租金流

6、量可以简单表示如下: (X,h)=p-c(X)h （3-8) 其中，c(X)=a/qX3/9/2022整理ppt14CMC模型的特点 CMC模型将社会面临的问题看作一个最优控制问题，生物资源存量X(t)是状态变量或待控制变量，而生物资源收获量h(t)则是控制变量。社会的目标函数可以表示为: PV=e-tX(t),h(t)dt （3-9) （0t) 其中，是社会贴现率。3/9/2022整理ppt15CMC模型试图解决的问题 在受到方程式3-1和3-4的约束的条件下，确定最优控制变量h(t)=h*(t)，t0；以及相应的生物资源存量X(t)=X*(t)，t0。3/9/2022整理ppt16CMC模

7、型的分析方法 在CMC模型中，目标函数与控制变量之间存在的是线性关系，所以，最优控制问题也是线性的。通常采用最大化原则来处理这类问题。该问题的汉密尔顿方程式是: H=X(t),h(t)+(t)F(X)-h(t） （3-10） 其中，(t)是t时期的伴随变量或共态变量，即生物资源的影子价格。3/9/2022整理ppt17 由于在稳定状态下，X=X*取决于 HhddtHX00; （3-11)3/9/2022整理ppt18经过简单的计算，CMC 模型得出下列用来确定X*的方程式: 在3-12式的左边，被除数是边际可持续资源租金；除数是生物资源存量的新增量的机会成本，即为了增加生物资源存量而放弃了的现

8、期收获生物资源带来的收益。(/*) *,(*)(*, ) /(*)d dXXF XXhhh F X （3-12)3/9/2022整理ppt19 两者相除的结果，是C. W. 克拉克等人所谓的“资源自身的利息率”，即在可持续条件下新增资源带来的租金与新增资源价值之比。因此X*就是资源自身的利息率等于社会贴现率时的生物资源存量。一旦确定了X*，相应地就可以算出F(X*)、h*(t)和E*(t)。 根据上述模型，C. W. 克拉克等人又得出下列结论。3/9/2022整理ppt20第一，如果对3-12 式左边的分子微分，方程式则变成 资源自身的利息率被分成两部分：前一部分称为“瞬时的资源边际产品”，即

9、生物资源自然增长量在X=X*点的瞬时变化率；后一部分称为“边际存量效应”，即资源丰裕程度对净收益或租金流量的边际影响的测度。它表明，生物资源存量越丰富，同一生物资源收获量所需成本就越低。FXXhh F X(*)/*/(*) （3-13)3/9/2022整理ppt21 第二，因为模型中的最优控制问题是线性的，所以，从现有生物资源存量到X*的最优途径应该就是能够最迅速地接近X*的途径。换句话说，假如X(t)X*，则h*(t)=hmax；假如X(t)X*，则h*(t)=hmin。3/9/2022整理ppt22 第三，3-12式表明，只有当社会贴现率=0时，前述戈登模型中与利润最大化均衡点相对应的生物

10、资源存量X才是最优的，即X*=X；反之，只有当=时，前述戈登模型中与自由取用均衡点相对应的生物资源存量XOA才是最优的，即X*=XOA。=0意味着当代人认为后代与当代人同等重要；而=意味着当代人根本不考虑后代的利益。3/9/2022整理ppt23 但是，在C. W. 克拉克等人看来，现实中存在的正值贴现率表明上述两种生物资源存量都不是最优的。由于事实上0，所以事实上XX*XOA；最优生物资源存量X*应该是社会贴现率的递减函数。3/9/2022整理ppt24 CMC模型大体上可以代表自然资源经济学在七十年代中期的研究水平。而自七十年代中期以来，动态分析方法又有了很大发展。这些发展包括四个方面:3

11、/9/2022整理ppt25 第一方面，从线性模型向非线性模型的发展。例如，放宽关于产品需求和生产要素供给具有完全弹性的假设，允许参数随着时间的推移而变化。3/9/2022整理ppt26 第二方面，从单一使用权向共同使用权的发展。在共同使用权的前提下，使用者不仅追求自身的效用最大化而非全体使用者的效用最大化，而且不同的人（例如渔民和将捕鱼视为锻炼的体育爱好者）可以有自己不同的目标和偏好。3/9/2022整理ppt27 第三方面，不确定性条件下的决策。按照C. J. 瓦尔特斯和R. 希尔伯恩的说法，渔业管理中存在着三类不确定性：第一类是随机影响；第二类是参数的不确定性；第三类是对适当的模型和适当

12、的变量一无所知。他们还认为，通过总结过去的经验，可以确定未来随机影响的发生频率；随着经验的进一步积累，人们可以通过研究和获取更多的信息来减少参数的不确定性，最后一类不确定性则是无法避免的。3/9/2022整理ppt28 第四方面，从韧性资本向非韧性资本的发展。 物质资本和人力资本，作为专用于特定的物质活动的资本，不仅存在着物质上的折旧问题，而且在转用和出售过程中都会受到很大损失。就此而论，资本是非韧性的，或者至少是半韧性或准韧性的。3/9/2022整理ppt29CCM模型假定 投资于捕鱼船队的资本是非韧性或准韧性的，其含义是：这些船队除了捕鱼以外别无它用；船队的再出售价值可以忽略不计；投资于船

13、队的资本的减少是随着时间的推移，通过折旧逐渐进行的。 有关部门对渔场的管理是有效的，即假定不存在任何公共财产问题。3/9/2022整理ppt30 CCM模型包括两个状态变量和两个控制变量。两个状态变量，一个是生物资源存量X，另一个是投资于渔船的存量资本K；两个控制变量，一个是努力E，另一个是某一时期投资于存量资本（即渔船）的总投资I。3/9/2022整理ppt31CCM模型的基本方程式 dX/dt=F(X)-qEX， X(0)=X0 （3-14) 0EEmax=K （3-15) dK/dt=I-K， K(0)=K0 （3-16) I0 （3-17) PV=e-t(pqX-c)E-cfIdt （

14、3-18) （0t)3/9/2022整理ppt32 3-14式是3-1式的翻版，所不同的是在3-14式中，生物资源收获量h表现为具体的函数形式qEX，其中，常数q是可捕捞性系数。 3-15式表示努力E。E只包括存量资本K以外的可变性投入。无疑，努力或可变性投入E的数量应该与当时的存量资本K的数量相适应；但是，在一定条件下，可变性投入的数量甚至可以低到使K部分闲置的地步。3/9/2022整理ppt33 3-16和3-17式分析I的特点。是折旧率（0）。3-17式表明，t时期的总投资可以等于0，换句话说，dK/dt可以小于0。当I=0时，存量资本K以K的速度递减。3/9/2022整理ppt34 3

15、-18式是3-9式的翻版，它同样表示社会的目标函数，也同样代表社会贴现率。不同的只是，成本被分成两部分：一部分是运行成本（operating cost）cE，其中c是单位运行成本；另一部分是投资成本cfI，其中cf是单位资本成本。 简单的计算表明，前述CMC模型中的单位成本C与CCM模型中的两个单位成本之间的关系是: C=c+(+)cf （3-19)3/9/2022整理ppt35 两个模型的差异在于：CMC模型中的资本是韧性的，是具有流动性的，换句话说，在CMC模型中，不存在固定成本，一切成本都是可变成本；而在CCM模型中，由于体现在渔船上的存量资本是非韧性的，因而存在着运行成本与存量资本投资

16、成本之间的差别，即存在着平均可变成本c和平均固定成本(+)cf之间的差别。3/9/2022整理ppt36非韧性资本条件下的资源最优利用 K R2 （I=0,E=K） （X0,K0) R1 2 （I=0,E=0) K K* R3 （I=+) 1 X X X* X03/9/2022整理ppt37上图中，横轴代表生物资源存量 X，纵轴代表存量资本 K。生物资源存量的最优均衡水平有两个：与平均可变成本 c 相适应的短期均衡水平X和与平均成本 C 相适应的长期均衡水平 X*；显然，XX*。图上有两条转换曲线，1和2，它们将图分成三个区域，R1，R2和 R3。区域下面括号中给出的，是用于该区域内任意一点(

17、X,K)的控制变量 E 和 I 的最优值。3/9/2022整理ppt38 当生物资源的实际存量X低于其长期均衡水平X*时，对于新渔船的投资就应该停止，即I=0。因此，只有在区域R3，总投资I才应该是正数，图3-5中的I=的含义实际就是I0，而最佳初始投资I0=K0应该是生物资源初始存量X0的递增函数。转换曲线2所限定的，就是总投资I的不同取值范围。3/9/2022整理ppt39当 X 低于生物资源存量的短期均衡水平X时，一切收获生物资源的活动都应该停止，即 E=0。因此，在区域 R1，不仅 I=0，而且 E=0。转换曲线1所限定的,就是努力 E 的不同取值范围。在作出以上说明之后，克拉克等人运

18、用该图表明非韧性资本条件下达到生物资源存量最优均衡的过程。3/9/2022整理ppt40 假定某一渔场至今尚未得到利用，其生物资源存量仍然保持在生态体系所能容许的最高水平X0上；再假定初始投资水平由通过X0的垂线与转换曲线2的交点来决定，该点的初始投资水平是I0=K0。K0以上，属于区域R2，因而不再需要继续对固定资本即渔船进行投资。3/9/2022整理ppt41由于 K0现在已成为沉没成本（sunk cost） ，即无论厂商是否生产都必须支付的成本，因而现在生物资源存量的最优均衡水平应该是与平均可变成本 c 相适应的短期均衡水平X。在 XX的区域R2，最优决策应该是：在不再继续对固定资本即渔

19、船进行投资（即 I=0）的同时，尽可能地利用现有固定资本的生产能力，换句话说，就是使努力或可变投入保持在与存量资本 K 相适应的水平上，即 E=K。这样，随着时间的推移，生物资源存量 X 和存量资本 K 的水平都不断下降。3/9/2022整理ppt42一旦生物资源存量下降到X，利用现有固定资本的生产能力，尽可能地收获生物资源产品的决策就不再是最优决策了。此时的最优收获决策,应该是使收获量与X条件下的生物资源增长量相一致，即 E=E。如果此时 KK，那么，宁可使生产能力部分闲置也不能让存量资本的使用量超过K，即继续保持 I=0。3/9/2022整理ppt43在 I=0 的条件下，由于存量资本折旧

20、的存在，船队规模将不断缩小，经过一段时间后，将出现 KK的现象。此时，受到存量资本限制的收获量小于生物资源增长量，因而生物资源存量逐步回升。3/9/2022整理ppt44 当生物资源存量恢复到X=X*，即恢复到与平均成本C相适应的长期均衡水平时，最优收获决策又转变为使收获量与X*条件下的生物资源增长量相一致。而为了做到这一点，就需要对渔船再投资，即增加存量资本的数量，使之达到K=K*的水平。随后，应该将每一时期的总投资I维持在净投资等于0的水平，换句话说，总投资应该相当于重置投资，即I*=K*。3/9/2022整理ppt45反之，假定由于过度利用，生物资源存量下降到 XX的水平，即处于区域 R

21、1之内，此时的最优决策是：置生产能力全部闲置而不顾，暂时禁止收获生物资源，直到生物资源存量移到转换曲线1为止；此后，在继续坚持 I=0 的同时，可以允许厂商利用现有固定资本收获生物资源，但以收获量与生物资源增长量相一致为限;只有在存量资本的下降限制了生物资源收获量，从而使生物资源存量恢复到 X=X*时，才可以增加存量资本的数量。3/9/2022整理ppt46以上介绍表明，韧性资本条件下的资源最优利用与非韧性资本条件下的资源最优利用之间的差别在于：对前者来说，收获暂禁期应该维持到生物资源存量恢复到长期均衡水平，即 X=X*时为止；而对后者来说，收获暂禁期只应维持到生物资源存量恢复到短期均衡水平，

22、即 X=X时为止，因而在时间上比前者短得多，在此以后,为了利用现有的固定资本生产能力，应该有条件地允许厂商收获生物资源。3/9/2022整理ppt47渔业资源管理 捕捞类渔业资源耗竭的症结，在于这类资源属于公共财产。而渔民作为经济人，对公共财产资源的态度必然是“不捞白不捞”。因此导致了捕捞类渔业资源的耗竭。 根据上述症结，渔业资源管理的基本思路是两条：3/9/2022整理ppt48渔业资源管理（续一） 第一条思路，在渔民行为模式既定的前第一条思路，在渔民行为模式既定的前提下，通过改变有关参数，达到保护渔提下，通过改变有关参数，达到保护渔业资源的目的。业资源的目的。 所谓渔民行为模式既定，就是承认在公共财产资源的前提下，渔民按照TR=TC的原则，来决定努力E和生物资源收获量H的大小。然后，政府通过资源管理，影响决定TR和TC的有关因素，来改变自由取用均衡点。3/9/2022整理ppt49渔业资源管理：改变参数 3/9/2022整理ppt50渔业资源管理（续二） 由于TR=PH，TC=WE，因而渔业资源管理的方法也就相应有四种： 1.政府直接控制捕捞量HM。使HMHOA，从而促使渔业资源存量得到恢复。 2.政府控制努力EM。通过EM