第六章 可再生资源的最优配置

努力水平和收获量水平

给定存量水平，越多的努力量会有更高的产量
收 获 量
E2 存量越大，收获越多 E1
努力量越大，收获越多
种群 数量
可再生资源的静态分析利用决策

可再生资源收获量和存量的关系
收 获 量 H0 H1
E1 E2 种群 数量
N0 N1
K
可再生资源的静态分析利用决策

可再生资源产量和努力水平的关系

执行成本
违反政策处罚措施

问题

假设鱼群存量的增长与鱼群存量之间的关系可用q=4p0.1p2 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20p-400。 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。

几何增长模型 指数增长模型 逻辑斯地增长模型 随机增长模型
模型的主要用途为描绘可再生资源种群增长的状 态
可再生资源的几何增长模型

几何增长模型 R0 = Nt+1 / Nt
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 R0为每一代的净增长率。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。

资源数量动态变化常常会受到自然因素的影响 如种间竞争、空间限制、生存条件等因素
可再生资源的静态分析利用决策

为什么要分析可再生资源的利用决策？

为政府提供决策的依据

影响可再生资源的利用过程，避免耗竭性使 用，如共享资源
可再生资源的静态分析利用决策

可再生资源产量和存量的关系
产 量 h0 h1 种群 数量
产 量 h0 h1 努力 水平
E0
E1
E
可再生资源的静态分析利用决策

模型引入价格（假设价格恒定）

产量很小，不影响市场中的价格

如果价格恒定，那么收获曲线就可以转化为总 收益曲线TR=p.h 为简化其间，成本曲线假定为线性曲线

可再生资源的静态分析利用决策

模型引入价格（假设价格恒定）
A B TC1

Βιβλιοθήκη Baidu
可再生资源收获量和存量的关系
资源耗竭于否取 决于存量水平 h
收 获 量
MSY
种群 数量
N1
N0
N2
K
可再生资源的静态分析利用决策

可再生资源收获量和存量的关系
资源耗竭于否取决 于存量水平 N存〈 N1 ,N存 〉N2 N存=N1, N存 =N2
收 获 量 h
种群 数量
N1
N2
K
可再生资源的静态分析利用决策
森林资源开发与管理

森林资源具有重要的商品开发价值
森林资源最优开采利用决策


生物学上的最优开采决策

生物学决策规则是在平均年增长量最大时即70年（P47 页）

经济学上的最优开采决策

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

成本上升将使两者之间的差距加大

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
可再生资源的静态分析利用决策

最优持续产量
A E
TC2
收 益 和 成 本
B
TC1 努力 程度
OEY1 OEY2 MSY
E1
E
可自由进入的可再生资源的开发利用

共享资源

假设每一个渔民都可以自由的进入渔业和捕鱼行业

成 本 或 收 益
TC2 TC1
努力 水平
渔业资源开发与管理的公共政策


税收
依照努力程度进行征税 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 对保护渔业税收和管制有 一样的效果 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 成 本 或 收 益
基本特征

具有可更新能力和自我恢复能力，但这一能力是有限 度的
可再生资源的概念、基本特征
产权特征

产权

一系列权利束（规则、法律）（交易、转让、出售） 在市场中明晰界定 可以执行的 例：买房子是购买的拥有房屋的产权、权利 私人、国有、集体所有产权 共享产权（Common access)
可再生资源的开发利用的数学证明

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
可再生资源开发与管理
TC2

TC1
TAX
努力 水平

渔业资源开发与管理的公共政策

可交易配额（Transferable quotas)



确定由最大可持续产量（MSY）所决定的可开发的总捕捞量配 额 配额可以自由买卖 配额持有者可以捕捞指定种类鱼指定数量 配额限定的是可捕捞鱼的数量，而不需要限定其他的指标 配额自由交易使配额流转到生产成本更低的渔民手中 生产成本较高的农户可以通过出售配额进行获利 鼓励技术进步，社会收益明显 上升
贴现率水平



贴现率高以至无穷大时，最优决策是住追求当前的收益最 大化，也就相当于开放式渔业资源开发 贴现率低以至为零时，最优决策表现为当前的开采减少， 渔业有趋向生物经济平衡的特性 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

实例证明（见书中P124页）
可再生资源的开发利用的数学证明
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
可再生资源开发利用的经济决策模型

自然环境因素对可再生资源开发利用的影响

无限环境条件

假设数量的增长可以不受环境容量的限制 或者是资源数量的增长还没有受到环境的限制 无限环境条件下可以采用指数增长模型

有限环境条件下可以采用逻辑斯谛Logistic 模型

价格变化

价格不同 的三条 收益线 TC1
如果价格上升，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？
成 本 或 收 益 努力 水平
渔业资源开发与管理的公共政策

私有化

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） 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

以1957年的Schaefer模型为例 假定鱼价为1单位，单位捕鱼活动的成本固定不变，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捕获决策？
渔业资源开发与管理的公共政策

配额如何进行初始分配

拍卖 无偿依据传统、历史捕捞进行分配

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）
渔业资源开发与管理的公共政策

总结
渔业资源管理政策实施有赖于对各种不同政策的利 弊评价
可再生资源的指数增长模型
指数增长模型 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 = r * N Nt = N0 * e rt
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
可再生资源的逻辑斯谛模型
逻辑斯谛Logistic 模型
收 益 和 成 本
种群 数量
E0 S 0
E
可再生资源的静态分析利用决策

模型引入价格

在这个模型中如何确定最大持续产量（MSY）

假设此时的成本曲线为TC1，那么在最大持续产量 处收益和成本各为多少？

BS0 和AS0，净损失为AB
可再生资源的静态分析利用决策

最优持续产量
收 益 和 成 本
A
B


幼年鱼类人工饲养，成年后捕捞（太平洋鲑鱼等）
渔业资源开发与管理的公共政策


政府管制
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 例如：太平洋鲑鱼的保护


高产区设臵障碍物和陷阱 关闭若干捕捞区 若干区域禁止捕捞 由原来的TC1变为TC2

效果图

无法限制进入捕鱼的船只数量
每个独立的捕鱼者都是以收益最大化为目标的 最终会导致共享资源的耗竭利用


可自由进入的可再生资源的利用决策

共享资源的耗竭利用
TC2 A D B

收 益 和 成 本

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）, 租金耗散 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

请设计适当的政策工具以影响可再生资源 的持续利用？



政策工具 可再生资源的持续利用 两者的相互作用
N0
N1
K
可再生资源的静态分析利用决策

对图型的几点解释



横轴是存量水平 纵轴是收获量水平 在任何给定的存量水平都会对应有相应的收 获量水平 收获量水平是H = B – D
可再生资源的静态分析利用决策

可再生资源收获量和存量的关系
导致 资源 耗竭
收 获 量
h
种群 数量
K
可再生资源的静态分析利用决策
TC1 努力 程度
OEY MSY
E1
E
可再生资源的静态分析利用决策

最优持续产量（经济产量）

在总收益和总成本之间的差别就是净收益

最优持续产量小于最大持续产量
最大持续产量是生物学家所看中的

问题

产权对可再生资源的开采利用决策的影响？
讨论

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
当r>1 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 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 ]
E
TC1 努力 程度
C
OEY
MSY
E1
E
讨论：
收 益 和 成 本 D B
生物经济 平衡点
E
TC1
新进入者的决策： • 平均收益等于 边际成本
边 际 收 益
边际收益
OEY MSY
平均收益
E1
• 直到总收益等 于总成本为止
平均和 边际成 本
可再生资源的动态开发利用决策

影响短期与长期开发决策的因素

资源与环境经济学-第六章
石晓平
资源与环境经济研究中心 南京农业大学土地管理学院
可再生资源的利用管理
主要内容介绍

可再生资源的概念、基本特征

可再生资源开发利用的模型 可再生资源开发利用的经济决策模型 渔业资源开发利用决策 森林资源开发利用决策
可再生资源的概念、基本特征
概念

能够通过自然力保持或增加蕴藏量的自然资源 （Renewable resources）

产权形态

可再生资源的生态增长模型

可再生资源的生态增长特征

内部因子

繁殖力 死亡率 生物因子 非生物因子

外部因子


可再生资源的生态增长模型

Nt+1-Nt=(b-d)Nt



第Nt+1时期的种群数量 b繁殖率 d死亡率 第Nt时期种群的数量
可再生资源的生态增长模型