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        基于貼現(xiàn)率的西北太平洋柔魚(yú)生物經(jīng)濟(jì)模型及管理策略分析*

        2014-12-02 03:51:24劉金立陳新軍
        關(guān)鍵詞:貼現(xiàn)率新軍海洋大學(xué)

        劉金立,陳新軍 ,李 綱

        (上海海洋大學(xué)1.海洋科學(xué)學(xué)院;2.圖書(shū)館;3.國(guó)家遠(yuǎn)洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心;4.漁業(yè)可持續(xù)開(kāi)發(fā)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 201306)

        柔魚(yú)(Ommastrephesbartramii)為西北太平洋海域重要的經(jīng)濟(jì)頭足類之一[1]。我國(guó)于1993年對(duì)該資源進(jìn)行開(kāi)發(fā),之后捕撈規(guī)模和作業(yè)海域不斷擴(kuò)大,產(chǎn)量穩(wěn)定在6~10萬(wàn)t間[2],是我國(guó)遠(yuǎn)洋漁業(yè)重要的捕撈對(duì)象。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在柔魚(yú)漁業(yè)生物學(xué),包括種群結(jié)構(gòu)、洄游、年齡與生長(zhǎng)等,漁場(chǎng)形成與變動(dòng)、資源量變動(dòng)以及漁業(yè)資源評(píng)估等方面進(jìn)行了深入的研究[2-9],陳新軍等[10-11]利用 Delury衰減模型、基于貝葉斯統(tǒng)計(jì)方法的Schaefer模型對(duì)西北太平洋柔魚(yú)資源量進(jìn)行評(píng)估,并對(duì)其漁業(yè)管理策略做了風(fēng)險(xiǎn)分析;曹杰等[12]利用世代分析法估算了不同自然死亡系數(shù)下柔魚(yú)冬春生西部群體的初始資源量,以及以該群體為對(duì)象的漁業(yè)管理參考點(diǎn)。但在柔魚(yú)漁業(yè)資源生物經(jīng)濟(jì)學(xué)方面則沒(méi)有研究。目前,國(guó)內(nèi)利用生物經(jīng)濟(jì)學(xué)模型來(lái)研究漁業(yè)資源優(yōu)化配置及管理的文獻(xiàn)較少,主要集中在東黃海鮐魚(yú)方面[13-15],且傳統(tǒng)的生物經(jīng)濟(jì)模型只考慮貼現(xiàn)率α=0和α=∞ 兩種特殊情況,未考慮貼現(xiàn)率變化對(duì)漁業(yè)資源優(yōu)化配置的影響[16]。漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)是1個(gè)系統(tǒng)工程,不僅涉及資源數(shù)量本身,而且還包括投入成本、經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)就業(yè)、生態(tài)影響等。因此,本研究依據(jù)漁業(yè)資源經(jīng)濟(jì)學(xué)的理論和方法[16-17],利用我國(guó)魷釣船在西北太平洋海域捕撈的柔魚(yú)產(chǎn)量、捕撈努力量和經(jīng)濟(jì)成本與漁獲數(shù)據(jù),探討不同貼現(xiàn)率情況下柔魚(yú)漁業(yè)資源生物經(jīng)濟(jì)學(xué)的優(yōu)化配置,為西北太平洋柔魚(yú)漁業(yè)資源管理策略提供科學(xué)依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

        漁獲量數(shù)據(jù)來(lái)源于1996—2011年中國(guó)大陸魷釣船漁業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),包括作業(yè)天數(shù)、日漁獲量、作業(yè)船次等,作業(yè)海域?yàn)?8°N~46°N,150°E~165°E,由中國(guó)遠(yuǎn)洋漁業(yè)協(xié)會(huì)上海海洋大學(xué)魷釣技術(shù)組提供。作業(yè)成本數(shù)據(jù)和柔魚(yú)價(jià)格數(shù)據(jù)以舟山市寧泰遠(yuǎn)洋漁業(yè)有限公司為基準(zhǔn),近年來(lái)每天單船作業(yè)成本約為0.6萬(wàn)元,近5年來(lái)柔魚(yú)平均價(jià)格約為1.0萬(wàn)元/t。

        1.2 分析方法

        1.2.1 Gordon-Schaefer生物經(jīng)濟(jì)模型 一般的Gordon-Schaefer生物經(jīng)濟(jì)模型如下:

        式中:π為利潤(rùn);TR為總收入;TC為總成本;p為價(jià)格;Y為產(chǎn)量;f為捕撈努力量;q為可捕系數(shù);K為環(huán)境負(fù)載容量;r為種群內(nèi)稟增長(zhǎng)率;c為單船作業(yè)成本[16]。根據(jù)Ichii等[18]和曹杰[19]的研究結(jié)果,柔魚(yú)種群內(nèi)稟增長(zhǎng)率r為1.19;根據(jù)陳新軍等[11]研究結(jié)果,環(huán)境負(fù)載容量K為57.2萬(wàn)t,可捕系數(shù)q為0.5×10-5。

        由此模型可以推出最大可持續(xù)產(chǎn)量(Maximum Sustainable Yield,MSY)、最大經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(Maximum E-conomic Yield,MEY)和生物經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)(Bio-economic Equilibrium,BE)及其所對(duì)應(yīng)的捕撈努力量fMSY、fMEY和fBE(見(jiàn)表1)。

        表1 MSY、MEY和BE及對(duì)應(yīng)的捕撈努力量和產(chǎn)量Table 1 The arithmetic of fishing effort and yield corresponding to MSY,MEY and BE

        1.2.2 最優(yōu)種群數(shù)量模型 以Schaefer剩余產(chǎn)量模型為基礎(chǔ)構(gòu)建最優(yōu)種群數(shù)量模型,可求得最優(yōu)種群資源量水平[20]。最優(yōu)種群數(shù)量(B*)模型如下:

        式中:B*為最優(yōu)種群資源數(shù)量;Y*為最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量;α為貼現(xiàn)率。

        1.2.3 確定貼現(xiàn)率的近似方法 在漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)時(shí),通常要權(quán)衡長(zhǎng)遠(yuǎn)利益和當(dāng)前利益的關(guān)系,這種關(guān)系與貼現(xiàn)率有關(guān)[21]。葉昌臣和王文波[22]提出了確定貼現(xiàn)率的近似方法:

        式中:D為當(dāng)前利益占的比重,D∈[0,1];BD*為根據(jù)D值變化的種群數(shù)量。

        1.2.4 貼現(xiàn)率供給曲線對(duì)資源配置的影響 若漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)以MEY為追求目標(biāo),則其貼現(xiàn)供給曲線就是最優(yōu)控制漁業(yè)的供給曲線[16],假定需求是無(wú)限彈性,即漁獲價(jià)格為常數(shù),以Schaefer模型為基礎(chǔ),根據(jù)公式(3)和(4)可推出最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量Y*是p的函數(shù),繪制成曲線就是最優(yōu)控制漁業(yè)的供給曲線,由于Y*也受貼現(xiàn)率α的影響,因此也稱為貼現(xiàn)供給曲線。結(jié)合西北太平洋柔魚(yú)漁業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),可得到柔魚(yú)魚(yú)價(jià)與最優(yōu)種群數(shù)量B*、最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量Y*的關(guān)系。

        2 結(jié)果

        2.1 MSY、MEY和BE點(diǎn)的產(chǎn)量及其對(duì)應(yīng)捕撈努力量

        根據(jù)Gordon-Schaefer生物模型估算,MSY約為17.02萬(wàn)t,對(duì)應(yīng)的捕撈努力量約為11.9萬(wàn)船次;MEY和BE所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)量分別為16.29萬(wàn)t和11.28萬(wàn)t,所對(duì)應(yīng)的捕撈努力量分別為9.4萬(wàn)船次和18.81萬(wàn)船次。

        2.2 不同貼現(xiàn)率情況下的柔魚(yú)資源量及產(chǎn)量估算

        在貼現(xiàn)率α為0、0.05、0.1等11種情況下模擬了柔魚(yú)資源開(kāi)發(fā)狀況(見(jiàn)圖1)。由圖1可知,當(dāng)貼現(xiàn)率為α=0時(shí),柔魚(yú)資源的最優(yōu)種群數(shù)量(B*)為34.60萬(wàn)t,對(duì)應(yīng)的最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量(Y*)為16.29萬(wàn)t,即為YMEY,捕撈努力量為9.40萬(wàn)船次;當(dāng)α=∞時(shí),B*=BBE=17.3萬(wàn)t,對(duì)應(yīng)的產(chǎn)量YBE=11.28萬(wàn)t,其捕撈努力量為18.81萬(wàn)船次;當(dāng)α=0.43時(shí),B*=BMSY=28.60萬(wàn)t,對(duì)應(yīng)的產(chǎn)量YMSY=17.02萬(wàn)t,其捕撈努力量為11.90萬(wàn)船次。當(dāng)貼現(xiàn)率α為0.3~0.5時(shí),其柔魚(yú)資源量相對(duì)穩(wěn)定,且達(dá)到最優(yōu)種群數(shù)量水平(見(jiàn)圖1)。

        圖1 不同貼現(xiàn)率情況下柔魚(yú)資源的B*值、Y*值及其捕撈努力量Fig.1 The optimum populations(B*),optimum sustainable yield(Y*)and fishing effort corresponding to the different discounting rates

        2.3 貼現(xiàn)率的確定

        當(dāng)D=0時(shí),即不考慮當(dāng)前利益,以長(zhǎng)遠(yuǎn)利益為主,其模擬的結(jié)果是柔魚(yú)漁業(yè)的利潤(rùn)最高,產(chǎn)量中等,捕撈努力量最少,為9.40萬(wàn)船次。當(dāng)D=1,即不考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)利益,以當(dāng)前利益為主,其模擬結(jié)果捕撈努力量最高,為18.81萬(wàn)船次,即該漁業(yè)就業(yè)機(jī)會(huì)最多,但產(chǎn)量最低,漁業(yè)利潤(rùn)等于0。當(dāng)D=0.279時(shí),貼現(xiàn)率α=0.46時(shí),即當(dāng)前利益占長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的27.9%,此時(shí),漁業(yè)產(chǎn)量達(dá)到了最大可持續(xù)產(chǎn)量,因此可選擇MSY為柔魚(yú)漁業(yè)的管理目標(biāo)(見(jiàn)圖2,3)。

        圖2 不同D值情況下柔魚(yú)資源的B*值、Y*值及其捕撈努力量Fig.2 The optimum populations(B*),optimum sustainable yield(Y*)and fishing effort corresponding to the different Dvalues

        圖3 不同D值下柔魚(yú)資源開(kāi)發(fā)過(guò)程中的貼現(xiàn)率、作業(yè)成本及利潤(rùn)Fig.3 The discount rate,cost and profit under the different Dvalues for Ommastrephes bartramii fishery

        2.4 貼現(xiàn)率供給曲線對(duì)柔魚(yú)資源配置的影響

        分別取貼現(xiàn)率α為0、0.3、0.5及∞繪制成柔魚(yú)漁業(yè)的貼現(xiàn)供給曲線(見(jiàn)圖4),α=0時(shí),為受控漁業(yè);α=∞時(shí),為開(kāi)放式漁業(yè)。由圖4可知,在一個(gè)開(kāi)放式漁業(yè)中,柔魚(yú)漁獲價(jià)格小于2 097元/t時(shí),其柔魚(yú)持續(xù)產(chǎn)量為0t;當(dāng)柔魚(yú)價(jià)格從2 097元/t逐漸增加時(shí),其持續(xù)產(chǎn)量也隨之增加,當(dāng)漁獲價(jià)格增加到4 194元/t時(shí)(最大持續(xù)產(chǎn)量的價(jià)格,PMSY),其持續(xù)產(chǎn)量達(dá)到了最大可持續(xù)產(chǎn)量MSY。以后漁獲價(jià)物格繼續(xù)增加,其持續(xù)產(chǎn)量反而減少,這時(shí)產(chǎn)生了生物學(xué)捕撈過(guò)度(見(jiàn)圖4)。由圖4可知,在一個(gè)受控漁業(yè)中,其曲線不彎曲,而是漸近于MSY。當(dāng)α=0.3時(shí),漁獲產(chǎn)量達(dá)到MSY時(shí)的柔魚(yú)價(jià)格約為12 500元/t;當(dāng)α=0.5時(shí),漁獲產(chǎn)量達(dá)到 MSY時(shí)的柔魚(yú)價(jià)格約為9 195元/t。從圖4可知,曲線的彎曲程度與貼現(xiàn)率有關(guān),貼現(xiàn)率越大曲線的彎曲程度也就越大。此外,貼現(xiàn)率對(duì)柔魚(yú)價(jià)格影響較大,貼現(xiàn)率越高,在產(chǎn)量達(dá)到MSY處的魚(yú)價(jià)越低(見(jiàn)表2)。

        圖4 西北太平洋柔魚(yú)漁業(yè)貼現(xiàn)率供給曲線Fig.4 The discounted supply curve of the Ommastrephes bartramii fishery in the Northwestern Pacific Ocean

        表2 西北太平洋柔魚(yú)魚(yú)價(jià)與B*、Y*的關(guān)系(α=0.3和0.5)Table 2 The relationship among unit price and B*,Y*for Ommastrephes bartramii in the Northwestern Pacific Ocean(α=0.3and 0.5)

        3 討論

        3.1 柔魚(yú)資源開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀分析

        我國(guó)于1993年開(kāi)始對(duì)西北太平洋柔魚(yú)資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用[2],是目前捕撈柔魚(yú)最主要的國(guó)家和地區(qū)之一,1996—2008年產(chǎn)量基本上維持在8~12萬(wàn)t,但在2009年,柔魚(yú)產(chǎn)量急劇下降,達(dá)到歷史最低水平。本文結(jié)合貼現(xiàn)率的生物經(jīng)濟(jì)模型,通過(guò)對(duì)比1996—2011年16年間的西北太平洋柔魚(yú)的產(chǎn)量數(shù)據(jù),1999年漁獲最高,約為13.2萬(wàn)t,捕撈努力量約為6.46萬(wàn)船次,2009年漁獲產(chǎn)量為歷史最低水平約為3.68萬(wàn)t,捕撈努力量約為2.63萬(wàn)船次。本研究估算得到西北太平洋柔魚(yú)漁業(yè)的最大可持續(xù)產(chǎn)量MSY為17.02萬(wàn)t,對(duì)應(yīng)的捕撈努力量為11.9萬(wàn)船次。結(jié)合我國(guó)的生產(chǎn)實(shí)際,可知當(dāng)前西北太平洋柔魚(yú)資源狀況仍處在良好狀態(tài),并未遭受過(guò)度捕撈,這一結(jié) 果與陳 新軍等[10-11]和曹 杰等[12]結(jié)果相似。目前我國(guó)在該海域投入捕撈努力量遠(yuǎn)低于漁獲量達(dá)到MSY時(shí)的捕撈努力量,因此尚可在該海域適當(dāng)投入較多的捕撈努力量。

        3.2 貼現(xiàn)率和價(jià)格變動(dòng)分析

        貼現(xiàn)率對(duì)漁業(yè)資源開(kāi)發(fā)將會(huì)產(chǎn)生很大的影響,但其影響程度也取決于不同的種類[17],內(nèi)稟增長(zhǎng)率大的種群,貼現(xiàn)率對(duì)其資源開(kāi)發(fā)利用的影響不敏感,反之,則敏感性大[16]。因此,結(jié)合柔魚(yú)資源本身的生物經(jīng)濟(jì)學(xué)特性,合理確定貼現(xiàn)率可確保漁業(yè)資源的可持續(xù)利用。本研究通過(guò)對(duì)貼現(xiàn)率對(duì)西北太平洋柔魚(yú)資源量最優(yōu)種群數(shù)量和最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量的影響進(jìn)行分析,得知西北太平洋柔魚(yú)的最大可持續(xù)產(chǎn)量MSY為17.02萬(wàn)t,最大經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量 MEY為16.29萬(wàn)t,當(dāng)貼現(xiàn)率α=0.43時(shí),最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量Y*等于最大可持續(xù)產(chǎn)量MSY。這說(shuō)明貼現(xiàn)率對(duì)西北太平洋柔魚(yú)資源種群數(shù)量水平的影響不明顯,但貼現(xiàn)率對(duì)柔魚(yú)價(jià)格影響較大。研究表明α在0.3~0.5間,同時(shí)D=0.2~0.3,價(jià)格在9 195~12 500元/t間,柔魚(yú)資源種群資源量相對(duì)穩(wěn)定,其能達(dá)到最優(yōu)種群數(shù)量水平,可保證柔魚(yú)漁獲量始終處在MSY之下,從而實(shí)現(xiàn)柔魚(yú)資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)和利用。根據(jù)調(diào)研的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)顯示,2008—2012年西北太平洋柔魚(yú)價(jià)格在9 250~12 500元/t間,其價(jià)格接近貼現(xiàn)率α為0.3~0.5之間的PMSY的價(jià)格。但本研究中未考慮海洋環(huán)境等因素對(duì)柔魚(yú)資源年間資源補(bǔ)充量的影響,已有研究表明[23-25],厄爾尼諾、產(chǎn)卵場(chǎng)表溫等因素對(duì)柔魚(yú)資源補(bǔ)充量會(huì)產(chǎn)生一定的影響,從而導(dǎo)致柔魚(yú)漁業(yè)漁獲產(chǎn)量及其價(jià)格的劇烈波動(dòng)。

        3.3 漁業(yè)管理策略探討

        由于我國(guó)在西北太平洋柔魚(yú)生產(chǎn)的漁獲產(chǎn)量約占該種類總產(chǎn)量的80%以上[2],經(jīng)修正后在該海域的最高年產(chǎn)量為1999年的16.5萬(wàn)t[11],仍低于本研究得出在該海域的最大可持續(xù)產(chǎn)量MSY,可以采用MSY作為西北太平洋柔魚(yú)漁業(yè)的管理目標(biāo),目前在該海域投入的年均捕撈努力量約為4萬(wàn)船次,投入捕撈努力量最高的年份(1999年)也僅有6.46萬(wàn)船次,遠(yuǎn)小于fMSY(11.9萬(wàn)船次),因此,漁業(yè)管理部門可適當(dāng)?shù)卦黾硬稉婆α浚杂行ч_(kāi)發(fā)柔魚(yú)資源。

        同樣,柔魚(yú)漁業(yè)資源可持續(xù)開(kāi)發(fā)也可以采用經(jīng)濟(jì)手段來(lái)調(diào)節(jié)。但由于柔魚(yú)價(jià)格受市場(chǎng)和資源量的影響,人們對(duì)其調(diào)節(jié)的能力較低。漁業(yè)管理及其有關(guān)部門可通過(guò)貼現(xiàn)率來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié),例如,選擇適當(dāng)?shù)馁N現(xiàn)率(α=0.3~0.5)可對(duì)柔魚(yú)的捕撈產(chǎn)量進(jìn)行調(diào)控,綜合考慮當(dāng)前利益與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益的關(guān)系(D=0.2~0.3),確保柔魚(yú)資源保持在最優(yōu)種群數(shù)量水平,從而達(dá)到可持續(xù)利用西北太平洋柔魚(yú)資源的目的。

        本研究應(yīng)用的基于貼現(xiàn)率的Gordon-Schaefer模型是單一種群的生物經(jīng)濟(jì)模型,沒(méi)有考慮種群間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系、捕食與被捕食關(guān)系,以及環(huán)境因子對(duì)西北太平洋柔魚(yú)資源的影響。后續(xù)的研究中應(yīng)系統(tǒng)開(kāi)展基于生態(tài)和環(huán)境因素的西北太平洋柔魚(yú)生物經(jīng)濟(jì)學(xué)模型及其資源優(yōu)化配置的研究,并充分考慮r、K及q值的不確定性,但這是今后一個(gè)長(zhǎng)期的研究過(guò)程。

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