资源与环境经济学—第4章.ppt

1、资源与环境经济学-第4章 诸培新 资源与环境经济研究中心 南京农业大学公共管理学院 可再生资源的利用管理 主要内容介绍 n可再生资源的概念、基本特征 n可再生资源开发利用的经济决策模型 n渔业资源开发利用决策 n森林资源开发利用决策 一、可再生资源的概念、基本特征 1. 概念 n能够通过自然力保持或增加蕴藏量的自然资源 （Renewable resources） 2. 基本特征 n具有可更新能力和自我恢复能力，但这一能力是有 限度的 n可分为：可再生商品性商品性资源；可再生公共物品公共物品资源. 一、可再生资源的概念、基本特征 3. 产权特征 n产权 n一系列权利束（规则、法律）（交易、转让、

2、出售） n在市场中明晰界定（处分权） n可以执行的 n例：买房子是购买的拥有房屋的产权、权利 n产权形态 n私人、国有、集体所有产权 n共享产权（Common access)不同类型的物品.doc 二、可再生资源的生态增长模型 n1. 可再生资源的生态增长特征 n内部因子 n繁殖力 n死亡率 n外部因子 n生物因子：竞争者和捕食者 n非生物因子：温度、光照等物理环境 二、可再生资源的生态增长模型 nNt+1-Nt=(b-d)Nt n第Nt+1时期的种群数量 nb繁殖率 nd死亡率 n第Nt时期种群的数量 二、可再生资源的生态增长模型 n几何增长模型 n指数增长模型 n逻辑斯地增长模型 n随机增

3、长模型 模型的主要用途为描绘可再生资源种群增长的状 态 三、可再生资源的几何增长模型 n1. 几何增长模型： R0 = Nt+1 / Nt n计算第t代的种群数量：该模型假设种群大小的变化率 为一常数，而与分布密度无关。在种群中，每代繁殖 一次，而母体繁殖后便死亡。如大多数一年生植物或 单世代昆虫。Nt = R0t * N0 n R0为每一代的增长率。其大于1，则种群数量会随时 间增加而增加；小于1，则随时间增加而减少。 四、可再生资源的指数增长模型 n2. 指数增长模型 n在一些种群中，有机个体是连续的，没有特 殊的繁殖期间，其种群大小的变化为： dN / dt = (b d ) * N =

4、 r * N Nt = N0 * e rt n R为内禀增长率。如果大于0 ，则种群数量 将增加，反之则减少 四、可再生资源的逻辑斯谛模型 n 3. 逻辑斯谛Logistic 模型 n当r1或r 0时，种群将一直增长，直到无限大， 但自然界不常见，受环境中食物、空间等资源的限 制，种群数量将趋于一有限值 n这种限制由特定环境条件下的资源条件确定，称为 载容量，用K 表示 dN/dt = rN (1 N/K ) = F ( N ) Nt = K / 1 + (K/N0 1 ) e-rt 四、可再生资源的逻辑斯谛模型 逻辑斯谛增长曲线 种群 数量 指 数 型 逻辑斯谛型 五、可再生资源开发利用的经

5、济决策模型 n可再生资源，如动植物群体的生存、发展和衰 亡，主要取决于其群体的总数规模或大小。如 果总体数低于某一临界水平，该种群就可能灭 绝。 n资源的群体总数又取决于两个因素：生物学因 素和人类社会行为因素。 n对于可耗竭资源，求出最优开采的时间路径； 对可再生资源，资源开采侧重于对种群规模或 资源存量的最优控制。 n目标为整个开发周期的净收益现值最大化 。 五、可再生资源开发利用的经济决策模型 n自然环境因素对可再生资源开发利用的影响 n无限环境条件 n假设数量的增长可以不受环境容量的限制 n或者是资源数量的增长还没有受到环境的限制 n无限环境条件下可以采用指数增长模型 n有限环境条件下

6、可以采用逻辑斯谛Logistic 模型 n资源数量动态变化常常会受到自然因素的影响 n如种间竞争、空间限制、生存条件等因素 六、可再生资源的静态分析利用决策 n为什么要分析可再生资源的利用决策？ n为政府提供决策的依据 n影响可再生资源的利用过程，避免耗竭性使 用，如共享资源 六、可再生资源的静态分析利用决策 n1. 可再生资源产量和存量的关系 种群 数量 产 量 N0N1 h0 h1 K 六、可再生资源的静态分析利用决策 n对图型的几点解释 n横轴是存量水平 n纵轴是收获量水平 n在任何给定的存量水平都会对应有相应的可 持续收获量水平 n收获量水平是H = B D 六、可再生资源的静态分析利

7、用决策 n2. 可再生资源收获量和存量的关系 种群 数量 收 获 量 K h 导致 资源 耗竭 六、可再生资源的静态分析利用决策 n2. 可再生资源收获量和存量的关系 种群 数量 收 获 量 K h 资源耗竭于否取 决于存量水平 N1N2N0 MSY 六、可再生资源的静态分析利用决策 n2. 可再生资源收获量和存量的关系 种群 数量 收 获 量 K h 资源耗竭于否取 决于存量水平 N存 N1 N存 N2 N1N2 六、可再生资源的静态分析利用决策 n2. 可再生资源收获量和存量的关系 种群 数量 收 获 量 K E1 E2 N0N1 H0 H1 六、可再生资源的静态分析利用决策 n2.可再生

8、资源收获量和存量的关系 ndN/dt = rN (1 N/K ) = F ( N ) nF ( N )最大化 nN=K/2 ndN/dt=rk/4 n如何得到？！此时的最大产量是否就 是经济上最合理的产量？！ 六、可再生资源的静态分析利用决策 n3. 努力水平和收获量水平 n给定存量水平，越多的努力量会有更高的产量 种群 数量 收 获 量 E2 E1 n存量越大， 收获越多; n努力量越大, 收获越多 H1 H2 N 六、可再生资源的静态分析利用决策 n Schaefer模型： 假定收获量与存量水平呈正比，即有h=qEN E为收获强度或捕捞强度，q为收获系数，N为种群数量， 有： dN/dt

9、= = F ( N )-h(t)= rN (1 N/K )- qEN, 令dN/dt=0，有N*= K (1 Eq/r ) 这样相对于收获强度E的持续产量： Y=qEN= qEK (1 Eq/r )=aE-bE2 n其中a=qK， b=Kq2/r 六、可再生资源的静态分析利用决策 n4. 可再生资源产量和努力水平的关系 努力 水平 产 量 E E0E1 h0 h1 六、可再生资源的静态分析利用决策 n模型引入价格（假设价格恒定） n产量很小，不影响市场中的价格 n如果价格恒定，那么收获曲线就可以转化为总 收益曲线TR=ph n为简化其见，成本曲线假定为线性曲线 六、可再生资源的静态分析利用决策

10、 n模型引入价格（假设价格恒定） 努力 程度 收 益 和 成 本 E E0 TC1 A B S0 六、可再生资源的静态分析利用决策 n模型引入价格 n在这个模型中如何确定最大持续产量（MSY） n假设此时的成本曲线为TC1，那么在最大持 续产量S0处收益和成本各为多少？ nBS0 和AS0，净损失为AB nE0处的成本和收益又如何？ 六、可再生资源的静态分析利用决策 n5. 最优持续产量 努力 程度 收 益 和 成 本 E OEYE1 TC1 A B MSY 六、可再生资源的静态分析利用决策 n5. 最优持续产量（经济产量） n在总收益和总成本之间的差别就是净收益 n最优持续产量小于最大持续产

11、量 n最大持续产量是生物学家所看中的 六、可再生资源的静态分析利用决策 n5. 最优持续产量 努力 程度 收 益 和 成 本 EOEY1 E1 TC1 TC2 A B E MSY OEY2 讨论 n1. 开发成本的变化（成本曲线的变化）将如何 改变最优持续产量和最大持续产量之间的差距 n成本上升将使两者之间的差距加大 n2. 私有产权将确保资源开发利用的水平保持在 经济上最优的水平，避免被过度开发利用的结 果 思考问题 n资源的产权安排形式有哪几种形式,不同安排 对可再生资源的开采利用决策的影响？ 七、可自由进入的可再生资源的开发利用 n1. 共享资源 n假设每一个渔民都可以自由的进入渔业和捕

12、鱼行业 n无法限制进入捕鱼的船只数量 n每个独立的捕鱼者都是以收益最大化为目标的 n最终会导致共享资源的耗竭利用 七、可自由进入的可再生资源的开发利用 n2. 共享资源的耗竭利用 努力 程度 收 益 和 成 本 E OEYE1 TC1 TC2 A B C MSY D E n成本水平为TC1时，在共享资源 的情况下，渔民会不断的进入， 导致此时的捕获水平超过最大 持续产量水平MSY（E点） n但当成本水平为TC2时，由于成 本很高，共享条件下，开发的 水平D点仍然未超过MSY点 收 益 和 成 本 OEYE1 TC1 B MSY D E 平均和边 际成本 边际收益 平均收益 生物经济 平衡点 新

13、进入者的决策： 平均收益等于 边际成本 直到总收益等 于总成本为止 讨论： 八、可再生资源的动态开发利用决策 n1. 影响短期与长期开发决策的因素 n贴现率水平 n贴现率高以至无穷大时，最优决策是最求当前的收益最大 化，也就相当于开放式渔业资源开发，有趋向生物经济平 衡的特性 n贴现率低以至为零时，最优决策表现为当前的开采减少， 渔业最优收获策略是获得最大MEY n当贴现率水平在零与无穷大之间时，贴现率越高，保存资 源的成本就越高 n实例证明详见教材P73页 九、可再生资源的开发利用的数学证明 n以1957年的Schaefer Y=af -bf2模型为例 假定鱼价为1单位，单位捕鱼活动的成本固

14、定不变，不随鱼类资源 存量的减少而增大，单位捕鱼活动的捕鱼量的大小和鱼类的存量 大小有关。其中C为单位努力量的成本，F为单位努力量水平，Y 为产量水平 因此渔业的总收入TR=PY=p(af-bf2) 渔业总成本为TC=cf 问在渔业仅有一个捕获者的时候的静态捕获决策？ 九、可再生资源的开发利用的数学证明 n构造利润函数 =TR - TC =PY=p (af - bf2) - cf 一阶导数为零，存在有极值点 /f=0 ap - 2bpf - c=0 边际收益=边际成本 f=(ap-c)/2bp YMEY = a2/4b - c2/4bp2 十、可再生资源开发与管理 n价格变化 n如果价格上升，

15、对可 再生资源的影响将是 什么，假设资源开发 的成本保持不变？ TC1 成 本 或 收 益 努力 水平 价格不同的 三条收益线 十一、渔业资源开发与管理的公共政策 n1. 私有化 n为避免渔业资源的耗竭性使用，由私人占有（适用于一些流 动性不大的渔业资源） n日本将一些公共水域授予渔民作为私有财产，从而可以提高 对资源的投资并改善管理水平 n幼年鱼类人工饲养，成年后捕捞（太平洋鲑鱼等） 十一、渔业资源开发与管理的公共政策 n2. 政府管制 n早期渔业政策采用管制的手 段对渔业捕捞进行管理，管 制手段实质是增加了渔业捕 捞的成本 n例如：太平洋鲑鱼的保护 n高产区设置障碍物和陷阱 n关闭若干捕捞

16、区 n若干区域禁止捕捞 n效果图 n由原来的TC1变为TC2 TC2 TC1 成 本 或 收 益 努力 水平 十一、渔业资源开发与管理的公共政策 n3. 税收 n依照努力程度进行征税 n所得税收可以改善社会福 利，对于全社会而言，征 税没有提高/改变成本， 而管制则消耗了真实得成 本，税收相当于转移收入 n对保护渔业税收和管制有 一样的效果 n税收可能会引起渔民的反 对/政府对捕捞努力程度 的监督比较困难 TC2 TC1 成 本 或 收 益 努力 水平 TAX 十一、渔业资源开发与管理的公共政策 n4. 可交易配额（Transferable quotas) n确定由最优可持续产量（MEY）所决

17、定的可开发的总捕捞量配 额 n配额可以自由买卖 n配额持有者可以捕捞指定种类鱼指定数量 n配额限定的是可捕捞鱼的数量，而不需要限定其他的指标 n配额自由交易使配额流转到生产成本更低的渔民手中 n生产成本较高的农户可以通过出售配额进行获利 n鼓励技术进步，社会收益明显上升 十一、渔业资源开发与管理的公共政策 n4. 配额如何进行初始分配 n拍卖 n无偿依据传统、历史捕捞进行分配 n由于捕捞活动存在明显的规模报酬递增的现象，所以 可以通过对配额收取年费的形式，将收入补贴一些渔 民退出捕捞活动（自愿退出） 十一、渔业资源开发与管理的公共政策 n5.总结 渔业资源管理政策实施有赖于对各种不同政策的利

18、弊评价 n执行成本 n成本效率 n信息的需求与不确定性 n违反政策处罚措施 n政策的长期效果 n政策的可塑造性 n目标的可获取性 问题 n假设鱼群存量的增长与鱼群存量之间的关系可用q=4p- 0.1p2 表示，式中q为鱼群存量增长量（吨），p表示鱼 群存量（千吨）。每吨鱼的价格是100元 ，鱼群存量 的边际收益为400 - 20p。 1）计算最大可持续捕获量时鱼群的存量。如果把鱼群 存量维持在这一水平，每年的捕获量为多少？ 2）如果边际捕获成本为MC=2（160-p),求与有效可 持续捕获量对应的鱼群存量。 练习题 n假设有两个工厂，甲工厂的边际控制成 本为MC= 0.5W1，乙工厂的边际控制

19、成本 为MC = W2，W1，W2分别为污染控制量。 假定两工厂的总控制量为30。 n（1）如果平均分配总控制量，这是否最优？ n（2）什么是控制量的最优分配？ n（3）在平均分配情况下，总控制成本比最 优情况下增加多少？ 练习题 n两个公司控制污染的边际成本分别是两个公司控制污染的边际成本分别是MC1=200q1MC1=200q1，MC2= MC2= 100q2100q2，式中，式中q1q1、q2q2分别为两公司的减少的排污量。如分别为两公司的减少的排污量。如 不进行任何排污控制，每个公司的排污量分别为不进行任何排污控制，每个公司的排污量分别为20t20t。 n（1）计算减少的排污总量为21

20、t时的成本有效配置； n（2）如果政府想通过排污费来达到成本有效配置， 排污费应为多少？ n（3）在成本有效配置下，政府的收益是多少？ n（4）如果给第一个公司9t排污许可，第2个公司10 t排污许可，排污许可的市场价格是多少？在交易 后每个污染源用于购买排污许可的净支出为多少？ n（5）假定该区域内出现了一种新的污染源，其固 定的边际控制成本为1600元/吨。如果不进行任何 控制，将排放10吨污染物。排污权将如何分配？每 个企业将处理多少污染物？排污权价格将如何变化？ 交易将如何进行？ 十二、森林资源开发利用的经济分析 n森林资源面临着巨大的综合压力森林资源面临着巨大的综合压力 n发展中的生

21、态环境问题往往与原有的问题相互 交织 n是巨大的人口、经济高增长造成森林资源的巨 大消耗并将形成更大的压力 n边治理边破坏现象严重 n政治和外交风险：中国正在以非法的形势吞噬 着从缅甸到西伯利亚到印尼的大部分森林 森林价值谁能知？！ n森林可以为人类社会提供丰富的物质产品，同 时也为人类提供巨大的生态效益。1999年，北 京市运用替代法对全市森林的生态效益进行了 测算，结果表明，森林生态效益是林木自身价 值的13.3倍。美国、日本等国的研究测算也表 明，森林的生态效益大于其自身经济价值的10 倍以上。 中国可持续发展林业战略研究总论前言 森林资源的特点 n森林资源和鱼类资源的一些相似和不同点

22、n鱼类的典型特点是只有一种功能,而森林具有多种功能 .对其进行任何 单一目的的经营管理都将产生许多重要的外部性. n林地资本性质的资产,具有固有的生产特性.与鱼类相似. n林木从造林到其生物成熟的时间间隔特别长久. n不像鱼类,森林的采伐不涉及对增长量的定期砍伐.通常为皆伐. n本质上,人工林比商业化海洋捕鱼更容易控制.林木种群不存在空间的 迁移,种与种之间的相互依存性较小. n林木占有的土地具有潜在价值,该土地有一个机会成本. n在某一时点上,林木的材积和数量增长与鱼群增长像似. 森林资源开发与管理 n森林资源具有重要的商品开发价值 n森林资源最优开采利用决策 n生物学上的最优开采决策 n生

23、物学决策规则是在平均年增长量最大时即70年（P47 页） n经济学上的最优开采决策 n当考虑砍伐的成本时、贴现率、种植（重新）的收益时、 当前砍伐的收益时，此时的最优决策为经济学上的最优 决策 问题 n请设计适当的政策工具以促进某一可再生 资源的持续利用？ n政策工具 n可再生资源的持续利用 n两者的相互作用 问题与讨论：问题与讨论：“天保工程天保工程”可别落个可别落个“鸡飞蛋打鸡飞蛋打” 大兴安岭林区，是我国天然林主要分布区之一，1964年起作 为用材林基地开发，1998年首批进入天然林保护工程进行试点。 “天保工程”启动后，大兴安岭林区的木材产量逐年递减至214万 M3 然而，尽管采伐指标

24、逐年下降，尴尬局面还是出现了：一方 面占大兴安岭林区1/4的商品林，由于近40年的过伐，按目前的砍 伐速度，木材生产仅能维持16年，以后将出现36年“无林可采” 的局面；另一方面，因生态林区的“抚育伐”成本高，小树卖不 出价钱，企业采得越多越亏损，“只能偷偷采些大的，弥补亏 损”。天保工程实施5年多了，大兴安岭的可采天然林为什么还会 越来越少呢？ “无林可采”的前景，让大兴安岭人忧心忡忡，再 不保护，这片森林也会变成黄土高坡 n从资源经济学角度谈谈你的看法！ 案例分析：石光银现象案例分析：石光银现象 n法律制度本身的刚性约束。为了保护森林资源， 森林法规定了严格的森林采伐管理制度，每5 年制定

25、一次年森林采伐限额，采伐数量不得超 过此限额，采伐要受采伐年龄的限制，采伐林 木要申请办理林木采伐许可证，并按照规定的 地点、数量等进行采伐，并且要及时更新造林。 从建设和保护生态环境的角度来讲，制度的设 计本身没有任何错误，尤其是对国有林业及集 体林业更是如此。而这些制度的实施方式对于 在市场经济下的非公有制林业是非常不公平的 案例分析：石光银现象案例分析：石光银现象 n我国林业的产权制度 n缺少交易权的产权在市场经济的今天难 以发挥其应有的作用 n收益权的实现 案例分析：石光银现象案例分析：石光银现象 n生态补偿机制设计 2002年，国家正式启动退耕还林政策后，对新 造林每年每亩补贴50元，如此将执行8年，而 在此之前的造林则不享受这项政策。 也就是说，这些治沙大户的树都种得太早了， 所以享受不到这个补贴。 石光银算了一笔账。如果按国家新政策计算， 他的22.8万亩林地，能得的补贴至少在6000万 7000多万元。