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(zhǎng)可再生資源的經(jīng)濟(jì)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(zhǎng)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(zhǎng)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(fù)合生物過程與物理過程達(dá)到再生與增長(zhǎng) 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(fēng)能、地?zé)崮艿?，非耗竭的?第1節(jié) 可再生資源的生物增長(zhǎng)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(shí)刻的總量，或總生物量 流量：存量在一段時(shí)間內(nèi)的變化量3）資源的產(chǎn)權(quán)狀況 開放進(jìn)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(zhǎng)二、漁業(yè)資源的生物學(xué)模型1、資源存量隨自然增長(zhǎng)率與捕撈量的變化而變化存量流入：自然增長(zhǎng)率流出：捕撈量5第1節(jié) 可再生資源的生物增長(zhǎng)二、漁業(yè)資源的生物學(xué)模型2、沙發(fā)爾(Schaefer,1957)生物學(xué)模型XmG(Xm)XnX0X*G(X0)魚類存量（噸）魚類存量的增長(zhǎng)（噸）圖82 魚類存量與魚類存量的增長(zhǎng)之間的平均關(guān)系XmXn：可持續(xù)捕撈線Xm、Xn：自然均衡點(diǎn)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(zhǎng)二

3、、漁業(yè)資源的生物學(xué)模型2、沙發(fā)爾(Schaefer,1957)生物學(xué)模型資源存量在一段時(shí)間內(nèi)的變化量：則資源存量在任何時(shí)刻的表達(dá)式為：簡(jiǎn)單的方法是將存量增長(zhǎng)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(zhǎng)二、漁業(yè)資源的生物學(xué)模型2、沙發(fā)爾(Schaefer,1957)生物學(xué)模型當(dāng)資源存量的增長(zhǎng)具有上限X*時(shí)，則G是大于零的常數(shù)參數(shù)。于是生物增長(zhǎng)方程為8第1節(jié) 可再生資源的生物增長(zhǎng)二、漁業(yè)資源的生物學(xué)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(shí)間內(nèi)，捕撈量H等于資源存量的凈增長(zhǎng)量G，兩者在一個(gè)連續(xù)的時(shí)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?yàn)镚=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(zhǎng)XmG(Xm)XnX02X*G(X0)魚類存量（噸）魚類存量的增長(zhǎng)（噸）圖82 魚類存量與魚類存量的增長(zhǎng)之間的平均關(guān)系X01G(Xm)時(shí)的可持續(xù)捕撈量G(X0)時(shí)的可持續(xù)捕撈量問題是：最大的可持續(xù)捕撈量能否實(shí)現(xiàn)？在經(jīng)濟(jì)上是否有效率？10貼現(xiàn)率貼現(xiàn)率，簡(jiǎn)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(huì)因?yàn)殂y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(dāng)于這筆錢現(xiàn)在的價(jià)值為95萬 。貼現(xiàn)率計(jì)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(shí)間的期數(shù)。11貼現(xiàn)率其實(shí)，貼現(xiàn)率的計(jì)算是為了服務(wù)計(jì)算現(xiàn)值來計(jì)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(dāng)今市場(chǎng)的貼現(xiàn)率假設(shè)是5%，那相當(dāng)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(bǔ)這部分損失 。 你用50萬投資一個(gè)項(xiàng)目，20年后有100萬的收入，但是這100萬貼現(xiàn)到今天的價(jià)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(gè)投資就不劃算，你就

6、可以考慮不投資這個(gè)項(xiàng)目了 12第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟(jì)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(jiǎn)化分析，假定： 1）魚價(jià)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(dòng)的捕撈量與魚類存量有關(guān)。魚類存量越多，單位捕撈活動(dòng)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(jì)有效捕撈OR(E0)Xn X1X*C(E0)捕撈活動(dòng)量捕撈活動(dòng)的成本與收益圖83 靜態(tài)經(jīng)濟(jì)有效可持續(xù)捕撈量 X0TRTCTRPH P單位捕獲物的價(jià)格 ，H捕撈量T

7、CWE W單位捕撈活動(dòng)的成本，E捕撈活動(dòng)量最大可持續(xù)捕撈努力水平：X*經(jīng)濟(jì)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(jì)有效捕撈二、 動(dòng)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(jī)會(huì)成本捕撈者的的目標(biāo)是，在認(rèn)定時(shí)間內(nèi)，收入現(xiàn)值最大 總成本為C，與捕撈量H正相關(guān)，與資源存量S負(fù)相關(guān)，即最大現(xiàn)值利潤(rùn)是多少呢？15第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟(jì)有效捕撈二、 動(dòng)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(rùn)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(gè)階段

8、，取決于增加單位資源存量時(shí)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(jì)有效捕撈二、 動(dòng)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(huì)有保持這些資源存量的機(jī)會(huì)成本，即因?yàn)楸３诌@部分而犧牲的回報(bào)。這個(gè)回報(bào)的價(jià)值是p。 pPc 為資源總（市場(chǎng)）價(jià)格 P為放棄捕撈的（未捕撈時(shí)）資源價(jià)格，cdC/dH為捕撈單位資源的邊際成本（相當(dāng)于邊際開采成本） 因?yàn)闆Q定延遲一個(gè)階段，所以這種犧牲回報(bào)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(jì)有效捕撈二、 動(dòng)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(jià)值，即dG/dsp 也就是說： 18第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟(jì)有效捕撈二、 動(dòng)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(zhǔn)則（為了簡(jiǎn)化，省去了時(shí)間下標(biāo)） 邊際成本低于邊際收益，會(huì)增加資源存量 邊際成本高于邊際收益，會(huì)減少資源存量 19第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟(jì)有效捕撈二、 動(dòng)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(dòng)態(tài)情況下的經(jīng)濟(jì)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(chǎng)獲得的回報(bào)率將等于i，與通過投資在其它途徑獲得經(jīng)

10、濟(jì)回報(bào)相同。以上為霍特林法則的一個(gè)變形。20第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟(jì)有效捕撈二、 動(dòng)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(bào)，包括： 1)價(jià)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(zhǎng)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(jì)有效捕撈二、 動(dòng)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(gè)特例。由于，靜態(tài)，則i0 假定捕撈成本與資源存量有關(guān)，而且是正比例關(guān)系，則dC/dS=w 假定魚價(jià)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(jì)有效捕撈三、資源產(chǎn)權(quán)情況1、單一所有者的競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)該所有者對(duì)漁業(yè)資源有著明確的所有權(quán)。OR(E0)Xn X1X*C(E0)捕撈活動(dòng)量捕撈活動(dòng)的成本與收益 X0TRTCACMCARMR價(jià)格或成本邊際收益邊際成本問題1：?jiǎn)我凰姓邏艛嗟?情況下，會(huì)怎樣？問題2：動(dòng)態(tài)情況下，又會(huì)怎樣？23第2節(jié) 可再生資源的經(jīng)濟(jì)有效捕撈三、資源產(chǎn)權(quán)情況2、公共資源（開放進(jìn)入條件）的情況只要有利潤(rùn)，就會(huì)吸引新加入者進(jìn)入，直至耗盡利潤(rùn)為止。產(chǎn)生兩類問題（擁擠的外部不經(jīng)濟(jì)）： 1）當(dāng)前外部不經(jīng)濟(jì)：過多人進(jìn)入捕撈，使得捕撈成本大大提高 2）代際外部不經(jīng)濟(jì)：當(dāng)前捕撈過度，資源存量減少，

12、未來利潤(rùn)減少問題：能否用這個(gè)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(jìn)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(dòng)性相對(duì)較小的漁業(yè)資源，對(duì)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(duì)于洄游魚類在其幼年時(shí)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(shí)成本1、捕撈成本對(duì)捕撈努力（捕撈量）的影響 OXn X1TC2捕撈活動(dòng)量捕撈活動(dòng)的成本與收益圖85 捕撈成本對(duì)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(shí)成本2、管制對(duì)捕撈成本的影響例如，對(duì)太平洋鮭魚的若干管制措施： 1）禁止在鮭魚生產(chǎn)河流設(shè)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(guān)閉若干捕撈區(qū)，在另一些捕撈區(qū)若干時(shí)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(gè)別農(nóng)民的技術(shù)進(jìn)步可以增加市場(chǎng)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(huì)福利，社會(huì)成本沒有增加 2）實(shí)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(jì)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(duì)較低的漁民 2）配額將促進(jìn)捕撈的技術(shù)進(jìn)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(jī)無償分配的方式：當(dāng)前一代漁民獲利，對(duì)未來漁民不利。新參入者之間的競(jìng)爭(zhēng)會(huì)抬高配額的價(jià)格4、對(duì)捕撈配額收取年費(fèi)：補(bǔ)貼自愿退出漁業(yè)的漁民5、政策實(shí)施對(duì)政

15、策設(shè)計(jì)的影響：監(jiān)督成本、實(shí)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(zhǎng)，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(xué)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(jì)學(xué)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(zhǎng)量NPV年增長(zhǎng)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(fù)種植1、一次種植、一次砍伐時(shí)的最佳砍伐期 凈效益的現(xiàn)值最大：木材價(jià)值的年增長(zhǎng)率等于貼現(xiàn)率進(jìn)行這樣的比較：前者小于后者時(shí)，砍伐 木材在砍伐前價(jià)值的增長(zhǎng)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(zhǎng)率貼現(xiàn)率對(duì)最佳砍伐期的影響： 貼現(xiàn)率提高后，最佳砍伐期會(huì)怎樣變化？34樹齡木材體積MAI凈現(xiàn)值NPV木材價(jià)值年增長(zhǎng)量年增長(zhǎng)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(jià)格成本）體積/(1+i)AGE價(jià)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(fù)種植2、反復(fù)種植、反復(fù)砍伐時(shí)的最佳砍伐期在這種情況下，延長(zhǎng)砍伐期將增加以后生長(zhǎng)砍伐周期的機(jī)會(huì)成本。由于邊際機(jī)會(huì)成本的增加，最佳砍伐期就提前了。無窮循環(huán)種植時(shí)的凈現(xiàn)值，是第一、第二、以至無窮時(shí)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(fù)種植2、反復(fù)種植、反復(fù)砍伐時(shí)的最佳砍伐期假設(shè)每一周期的砍伐量和樹木價(jià)值都一樣，貼現(xiàn)率為i，每一周期的長(zhǎng)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(zhǎng)量NPV年增長(zhǎng)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(shí)間反復(fù)種植、反復(fù)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(dòng)物種群提供棲息地 調(diào)節(jié)氣候 提供娛樂、休閑、景觀服務(wù)非木材價(jià)值（效益）對(duì)最佳輪伐期，會(huì)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(dòng)物種群提供棲息地 調(diào)節(jié)氣候 提供娛樂、休閑、景觀服務(wù)2、非木材價(jià)值對(duì)最佳輪伐期會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響呢？ 1）由于

22、森林總價(jià)值木材價(jià)值非木材價(jià)值，所以在其它條件不變得情況下，可能延長(zhǎng)輪伐期 2）由于非木材價(jià)值增加了林地的土地價(jià)值，從而增加了該地造林的機(jī)會(huì)成本（貼現(xiàn)率），這樣就會(huì)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(jià)值對(duì)最佳輪伐期會(huì)產(chǎn)生怎樣的影響呢？ 到底是延長(zhǎng)還是縮短，取決于： 1）木材生長(zhǎng)函數(shù)的特性 S(t)木材價(jià)值 2）非木材價(jià)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(xué)價(jià)值等 而下降的：涵養(yǎng)水源的價(jià)值等 也有與樹齡完全無關(guān)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(shí)，最佳輪伐期可能

23、縮短、延長(zhǎng)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(jià)值的變化導(dǎo)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(zhǎng)在極端的情況下，非木材效益會(huì)導(dǎo)致不對(duì)林分進(jìn)行砍伐才是合理的。這樣的林分為其它用途林業(yè)，不應(yīng)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(shí)的輪伐期與僅考慮非木材效益時(shí)的輪伐期長(zhǎng)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(huì)最佳輪伐期林場(chǎng)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(huì)邊際效益的分離（存在外部效益） 森林的私人最佳輪伐