Ins
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R
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h Environmental Economics1
自然资源保护经济学
非再生资源保护经济分析
可再生资源保护经济分析
水土资源保护的经济分析
第十五章
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R
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h Environmental Economics
2
非再生资源保护经济分析
?非再生资源的分类
?非再生资源的开采
?不可回收的可耗竭资源
Ins
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h Environmental Economics
3
非再生资源的分类
?当前储量
?能够在当前价格下开采而获得利润的储
藏量, 其最大值可以用数字来测量
?潜在储藏量
?在可能价格下可以开采的储藏量, 它是
一个函数而不是一个固定的数值 。 潜在
储藏量取决于人们为取得这些资源而愿
意支付的价格, 是价格的函数 。
Ins
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h Environmental Economics
4
非再生资源的分类
每桶价格 最终开采量（ 109桶）
11.62 21.2
13.75 29.4
22.00 41.6
30.00 49.2
30.00以上 51.1
通过改进技术使回报率达到 10%以上的石油资源预测
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h Environmental Economics
5
当前储量
非再生资源的分类
?总储量或资源禀赋
? 指地球上某种自然资源的总量, 价格对自然资
源总储量没有作用, 它代表可开采资源的上限 。
确定的 未探明的
经济的
不经济的
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h Environmental Economics
6
非再生资源的分类
? 计算资源量时常见的错误
? 用当前储存量代表最大潜在储存量, 例如用静
态储藏指数来预测给定资源使用年限 。 静态储
藏指数是当前储藏量同当前消费的比例 。 用它
来表示还有多少年该资源将被耗尽 。 静态储藏
指数倾向于低估资源的使用年限 。
? 把整个资源的储藏量当作特定价格下的潜在储
藏量 。
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h Environmental Economics
7
非再生资源的开采
?非再生资源供给的阶段
? 勘探, 开采和采集, 最终开采出来的资源的价
格不但影响采集决策, 而且影响勘探和开发决
策 。 每一阶段的成本不但影响本阶段的决策而
且影响其他阶段的决策 。
? 整个供给决策过程有很强的不确定性 。 受信息
的不完全, 政府政策, 市场结构等因素的影响 。
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h Environmental Economics
8
非再生资源的开采
? 非再生资源开采的模型
? 把资源的市场价格和开采成本之差作为资源
开采的目标, 在给定时间偏好和对矿藏的需
求函数情况下, 求其最大化 。
? 在约束条件,⑴ 资源存量随开采过程而减少,
⑵ 资源初始存量给定, ⑶ 开采成本随资源存
量的减少而上升, ⑷ 资源价格不能超过由替
代品价格决定的一个价格上限 。 其模型表述
如下：
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h Environmental Economics
9
非再生资源的开采
? ??
T
rt dtetytxctxtyptTy
0
m a x
)())](())(),(([)(
约束条件：
],0[,))(),((
0/)(
)0(
)(
0
Ttptxtyp
dxxdc
xx
tyx
???
?
?
???
式中,x(t),y(t)为 t时刻存量和开采量,p,c
分别为价格和单位成本。两个控制变量为：终
止开采时间 T和时间 0到 T之间的开采量 y(t)。
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非再生资源的开采
对以上类型的模型求解说明，利率在决定资源使用
量上有决定性作用。略去求解过程，对于可再生资
源，基本定律一般可表述为：
式中,g为生物学或地质学的增长率,k为资本
价值的增长率,r为贴现率。
由于非再生资源总量固定，增占率为 0，其
消耗的最优路线必须遵循以下定律：
rkg ??
K = r
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11
非再生资源的开采
? 霍特林定律 （ Hotellingrule）
? 概念：
?开采的资源价格的增长率必须等于贴现率 。
? 基本思想,
?把埋藏在地下的资源看作是特殊形式的资本财产,
即把全部资本分为资源和其他财产 。 开采出来出
售；保存在地下, 随资源价格的增长, 把预期资
源作为资本的收益增加 。
? 最优消耗路线,
?资源资本收益的增长率等于其他财产的利率
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非再生资源的开采
? 最优开采量
? 最优价格, 在地下资源价格低于井口价格,
资源总量有限, 总开采成本还应该包括使用
者成本 。 使用者成本反映今天开采对于未来
开采净收益的机会成本 。 所以最优价格是：
ucp ??*
c为边际开采成本,u为边际使用者成本
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13
非再生资源的开采
?最优开采率
?开采的总边际成本由递增的边际开采成本
和使用者成本组成 。 总边际成本和价格决
定开采数量 。
成
本
和
价
格
MCtMCt+UC
开采数量y0 ye
pt
0
MCt为 t时刻边际开采成本
UC为边际使用者成本
ye为企业不考虑使
用者成本时的开采
量
y0位考虑使用者成
本事的最优开采量
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14
非再生资源的开采
? 最优开采量
? 开采策略：
?在人们对未来资源价格的预期大大上涨或
者预期未来的技术进步将大大降低开采成
本, 推迟开采
?当前利率上升, 现存矿山的当前开采率上
升；当前利率足够高, 所有者会把资源在
今天开采完 。
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15
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
? 价格管制
? 政府对价格的控制, 使石油, 天然气的开采
和消费偏离最优路线
? 价格管制的主要方式是规定价格上限 。 资源
储量减少使价格上升, 使资源所有者保存资
源；过低的价格造成过多的开采 。
? 价格管制下, 资源的开采和消费量将会高于
最优状态 。
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不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
?价格管制
? 在供给方面,
?当边际成本超过价格上限时, 尽管需求很大, 生
产者将停止生产 。 在持久性的价格管制下, 资源
产量将少于没有管制时的产量 。
? 偏离有效配置的表现：
?向替代资源转换的时间提早 。 资源没有被用完 。
?转换是不连续的或突然的, 价格突然跳跃到新的
更高水平 。 投资的收益受损 。
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不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
价格管制下资源开采量和价格的偏离
0 1 2 3 4 5
8
7
6
5
4
3
2
1 时间
资源
开采量
0 1 2 3 4 5
8
7
6
5
4
3
2
1 时间
价格
和成本
P(t)
MC(t)
ps
pc
Qs
Qs:替代资源的开采量
Ps,替代资源的价格
Pc,价格上限
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? 卡特尔问题
? 卡特尔概念 （ Cartel）
?生产同类产品的若干独立企业, 为垄断某一特定市
场而组成的联盟 。 按现行用法, 系指对世界市场的
垄断 。
石油输出国组织 （ Organization of Petroleum
Exporting Countries）
?垄断组织通过减少供给来取得比竞争的生产者可以
得到更多的稀缺利润 。 由于限产提价, 向替代资源
的转换推迟 。
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
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19
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
?卡特尔问题
? 卡特尔作用的分析
?需求的价格弹性：价格弹性越小, 卡特尔收入越多；
充足的, 价格不过高的替代资源的供给为卡特尔价
格设定了上限 。 非常规性石油资源, 煤炭等替代资
源的开采费用问题 。
?需求的收入弹性：它表明原有需求对世界经济增长
的敏感性 。 收入增加, 需求增加, 提价可能性越大 。
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不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
? 卡特尔问题
? 卡特尔作用的分析
?其他供给者的影响：其他供给者增加产量就会减少
卡特尔的市场份额, 降低价格 。
?1979年, OPEC拥有世界原油产量的 50%,到 1986
年下降到 30%。 同期整个产量下降 10%。 最后, 原
油价格大幅下降 。
?卡特尔成员的不一致,沙特阿拉伯石油储量占
OPEC探明储量的 33%,不希望价格太高 。
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不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
? 国家安全问题
? 石油是战略性物资
?如战略性物资的供给依赖进口, 对全社会来讲, 在
市场价值之上增加一个附加价值 。
? 石油进口与国家安全问题
?进口的决策过程, 受到国内需求曲线, 国内长期供
给曲线, 世界市场价格, 风险成本等的影响 。
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不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
?国家安全问题
Sd
Sf0
Sfe
Dd
p2
p1
p0
0 q1 q2 q3q4 q5
A B
D C
石油价格
石油数量
Dd为国内需求曲线
Sd为国内长期供给曲线
Sfe为世界市场价格
Sf0世界市场价格加
保险费
q5不考虑国家安全
q1由国内供应
q4考虑国家安全
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h Environmental Economics
23
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
?国家安全问题
?不考虑国家安全的情况
?市场购买 q5数量的石油 。 其中, q1由国内供应,
q5-q1依靠进口 。 考虑到国家安全成本的有效配置,
即应该购买 q4总量的石油 。 其中 q2为国内供应,
q4-q2依靠进口 。
?市场配置由于没有考虑国家安全问题, 总消费量过
多, 国内供应量过少 。
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24
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
? 国家安全问题
? 在禁运的情况下
?全部消费量由国内提供, 总消费量可能达到 q3,在
短期, 国内供给曲线完全没有弹性, 在 q1处垂直 。
在这种情况下, 供给量为 q1,价格为 p2,在禁运开
始时, 消费者的损失巨大 。
? 自给自足不是最优
?一般情况下依赖进口的风险成本低于自给自足所增
加的成本
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不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
? 国家安全问题
? 政府的政策选择
?征收能源消费税以鼓励节约能源：能源消费税将减
少消费, 但不能使进口达到有效水平 。
?对国内供给进行补贴：减少进口在消费中的份额,
但是不能减少总消费量 。
?征收进口关税, 税额等于风险成本 。 （ Sf0和 Sfe之
间的垂直距离 ）
?规定进口配额, 其数额等于 q4-q2
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可再生资源保护经济分析
?可再生资源的概念
?可再生资源的特性
?可再生资源的配置
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h Environmental Economics
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可再生资源的概念和特性
? 可再生资源的概念
? 可以用自然力保持或增加蕴藏量的自然资源 。
可再生资源在合理使用的前提下, 可以自己生
产自己 。
? 可再生资源的特性
? 可再生资源或生物物种的群体总数取决于两个
因素：生物学因素和人类社会行为因素 。
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h Environmental Economics
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可再生资源的配置
? 可再生资源的配置原理
? 模型的优化目标为社会利益最大化, 由社会效
用函数导出社会需求曲线, 用社会需求曲线和
供给曲线围成的面积表示社会效益 。
? 贴现率变成社会贴现率
? 资源开采无中止时间限制
? 增加可再生资源自然增长率变量
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h Environmental Economics
29
可再生资源的配置
?可再生资源配置模型
?? ?
?
?
)(
00
m a x
)]())(()([)(
ty
rt dtetytxcdqqpty
约束条件：
ptyp
dxxdc
xx
tytxgx
?
?
?
??
))((
0/)(
)0(
)())((
0
?
式中,r为社会贴现率,p(y)为社会需求曲线。
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h Environmental Economics
30
渔业资源的经济分析
?渔业资源的生物学模型
? 资源的增长率和资源群体数量或存量有着密切
的关系 。 资源存量随资源的自然增长率和捕捞
量的变化而变化 。
存量（ X)
流入（自然增长率 G）
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h Environmental Economics
31
渔业资源的经济分析
?渔业资源的生物学模型 （ 续 ）
dtdXG /?
存量的增长等于存量对时间的导数
鱼类存量（吨）
鱼类存量的
增长（吨）
XnX0X*Xm
G(X*)
G(X0)
Xn:自然均衡点
Xm:最低可生存存量
X*:最大可持续捕
捞量的存量
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h Environmental Economics
32
渔业资源的经济分析
?有效的可持续捕捞量
?静态有效可持续捕捞量 （ 不考虑贴现 ）
?假设
?鱼价固定
?单位捕鱼活动的固定成本不变
?单位捕鱼活动的捕鱼量与鱼类存量大小
有关
?图解
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h Environmental Economics
33
渔业资源的经济分析
?有效的可持续捕捞量 （ 续 ）
捕捞活动量
捕捞活动的
成本和效益
TC
R(Ee)
0 Ee
C(Ee)
Em Ec
TR
静态有效可持续捕捞量
捕捞活动量 E
时的效益
捕捞活动量 E
时的成本
TC,总成本
TR,总效益
Em,可持续捕捞量
和总收入最大
Ee,净收益最大
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34
渔业资源的经济分析
?有效的可持续捕捞量
?动态有效可持续捕捞量
?静态有效可持续捕捞量是使每一时期的净
收益最大的配置 。 它只是在假设贴现率为
零的情况下, 动态有效可持续捕捞量的特
例 。
?动态有效可持续捕捞量是在引入正贴现率
变化的情况下的捕捞量努力 。 贴现率上升
时, 动态有效捕捞努力也水平也上升 。 无
穷大时, 净效益等于零 。
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h Environmental Economics
35
渔业资源的经济分析
?市场配置：不同产权的情况
?竞争的单一的所有者,该所有者对渔业
资源有着明确定义的所有权 。
捕捞的总成本
和总效益
价格或成本 AR
MR
TC
TR：总收益
AC=MC
Ee Em Ec
R(Ee)
C(Ee)
TC：总成本
AC：平均成本
MC：边际成本
AR：平均收益
MR：边际收益
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36
渔业资源的经济分析
?市场配置
?公共财产：海洋渔业资源
?当前外部效应
?代际外部效应
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37
渔业资源的经济分析
?有关部渔业的公共政策
?鼓励水产养殖：
?在隔离的水域养殖
?回游鱼类的人工放养
?提高捕鱼的真实成本
TC2
TC1
TR
捕捞努力Ee
捕捞努力的
成本和效益
0
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38
? 有关捕渔业的公共政策
? 税收：
?对捕捞努力成比例征税, 可以控制捕捞量, 政府
收税后可用于为社会谋福利, 税收没有增加社会
总成本
? 可交易配额：规定每个渔民的捕捞量配额,
并可以买卖 。 条件如下：
?配额持有者可以捕捞制定种类鱼的制定数量
?配额总量等于有效捕捞量
?配额可以在渔民之间自由交换
渔业资源的经济分析
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39
森林资源的经济分析
? 森林的有效开发
? 森林资源管理的关键：何时采伐？
?树木生长特性
树木年龄（年） 木材体积（立方米 /公顷） MAI（立方米 /公顷 /年）
5 0 0
10 0.3 0.026
15 2.7 0.175
20 8.6 0.431
25 17.4 0.694
30 27.7 0.923
35 38.6 1.104
40 49.6 1.240
45 60.2 1.339
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40
平均年木材产量最大化 (续表 )
树木年龄（年） 木材体积 （ 立方米 /公顷 ） MAI（ 立方米 /公顷 /年 ）
50 70.4 1.408
55 79.9 1.453
60 88.9 1.481
65 97.2 1.496
70 105.0 1.500
75 112.2 1.497
80 119.0 1.487
85 125.3 1.474
90 131.1 1.457
95 136.6 1.438
100 141.7 1.417
Ins
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h Environmental Economics
41
森林资源的经济分析
? 森林的有效开发
? 最优砍伐时间
?经济学家认为：最优砍伐时间是净效益的现值最大
之时 。 当延迟砍伐一年的边际收益等于其边际成本
时, 净效益的现值最大 。
?最优砍伐时间还取决于砍伐后是否马上重新种植树
木, 当木材的增长率低于投资的增长率时, 就应当
砍伐 。
?反复砍伐, 反复种植的情况
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h Environmental Economics
42
森林资源的经济分析
? 森林的有效开发
无穷时间反复种植, 反复砍伐
NPV=（ 价格 -成本 ） x体积 /（ 1+i）
树木年龄（年） NPV∞（元 /公顷）
5 0
10 76
15 469
20 1013
25 1459
30 1727
35 1863
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h Environmental Economics
43
无穷时间反复种植、反复砍伐
树木年龄（年） NPV∞（元 /公顷）
40 1827
45 1742
50 1614
55 1464
60 1307
65 1154
70 1009
75 876
80 755
85 648
90 554
95 472
100 401
Ins
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ou
rc
es
R
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h Environmental Economics
44
森林资源的经济分析
? 最优砍伐时间
? 延长砍伐期将增加以后的生长 — 砍伐周期的机会成本,
最优砍伐时间是延期砍伐的边际收益等于其边际成本
之时 。 当边际机会成本增加时, 最优砍伐时间就提前
了 。
? 在无穷时间反复种植, 反复砍伐的情况下, 砍伐的时
间又提前了 。
Ins
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h Environmental Economics
45
森林资源的经济分析
森林的有效开发
????? 21 N P VN P VN P V
TiNPVNPVNPV ??? ??? )1(1
]i)(1/[ 1NP VNP V
NP V]i)(1[1NP V
NP Vi)(1NP VNP V
T
1
1
T
1
T
?
?
?
?
?
??
???
???
???
每一周期的砍伐量和树木价值都一样，贴现率为 I，年限 T
解出 NPV∞
Ins
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h Environmental Economics46
水土资源经济学
?水资源的经济分析
?土地资源的经济分析
?水土资源的保护问题
Ins
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h Environmental Economics
47
水土资源经济学
水资源的经济分析
土地资源的经济分析
水土资源的保护问题
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h Environmental Economics
48
水资源的经济分析
?水资源的自然特性
?地球系统中的水分循环：可更生的自然
资源
?水资源的强烈的变率：降水量的年度变
化和季节变化
?水资源的地区差异：降水量的差异和地
方之间的相互影响
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h Environmental Economics
49
水资源的经济分析
?水资源的使用特性
?非消耗性利用：
?水资源利用的非排他性, 例如：航运, 水
力发电, 休闲, 养鱼, 野生动物的栖息地
?消耗性利用：
?灌溉, 工业用水 （ 冷却, 洗涤等 ）, 生活
用水 （ 饮用, 洗涤 ）
Ins
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h Environmental Economics
50
水资源的经济分析
? 水资源配置的特征
? 水资源将被配置到最高价值的综合利用上
? 公共机构将有足够的灵活性去处理需求变化或新产生
的需求
? 公共机构将具有足够的灵活性去适应自然的变动, 指
年变率与季节变动
? 水分配机构必须提供给使用者一定期限的有效权力
? 水分配机构必须使对第三方造成的得不到补偿和偶然
的影响达到最小
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h Environmental Economics
51
水资源的经济分析
?水资源的有效配置
? 有效配置的原则：如果水的边际价值在所有
的使用者面前是不一致的, 那么就存在重新
配产生效益的机会 。
? 再配置将会增加总效益, 它大约等与消费者
剩余的总和 。
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h Environmental Economics
52
水资源的经济分析
?地表水的政策
?黄河断流引起的问题
?水权问题
?河流两岸水资源所有权
?上下游之间的关系
?水资源所有权的转移问题
?类似的情况
?塔里木河下游断流
?土地荒漠化
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h Environmental Economics
53
水资源的经济分析
?地表水的政策
?以市场为导向的政策
?明确水资源的拥有权
?制定水资源使用的配额
?制定合理的水价
?水资源的使用权的转移
?水, 银行, 的问题
?,储蓄, 水
?,贷, 水
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h Environmental Economics
54
水资源的经济分析
? 地下水资源政策
? 地下水资源的公共财产特性
?超量开采
?地下水使用权的分配
? 地下水资源的开采税
?减少公共财产的外部性
?地下水开采税的实施问题
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h Environmental Economics
55
水资源的经济分析
? 水价政策
? 水价制定的原则：
?公平性和平等性原则
?水资源高效配置原则
?成本回收原则
?可持续发展原则
? 水价制定方法
?边际成本定价
?计划定价
?成本核算
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h Environmental Economics
56
水资源的经济分析
?水资源价值论
?劳动价值论：
?由于没有自然资源资本, 未经人类开发利
用的水资源是没有价值的, 尽管其在进入
市场过程中, 由于稀缺性而产生虚幻的价
格这是不正确的；
?水资源的价值存在并不在于是否有资本的
进入, 没有资本进入的水资源一样是有价
值的 。
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h Environmental Economics
57
水资源的经济分析（续十）
? 水资源价值论
? 边际效用价值论：
?把水资源价值分为主观价值和客观价值, 则地球上
的极大多数水体对大多数人来讲是没有主观价值的
?水资源商品的边际效用是衡量价值的源泉, 则由于
边际效用递减规律, 没有开发利用的水资源和人类
没有涉足的水资源的边际效用是零, 也即没有价值,
这也是不对的 。
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h Environmental Economics
58
? 水资源价值论
? 存在价值或非使用价值
?产生原因：许多自然和环境资源能成为永久财富
（ 决定于采取的管理措施 ）, 提供舒适或某些情况
下提供消耗性服务 。
?总价值, 存在价值和非使用价值：存在价值或非使
用价值使人们为了计算资源价值的价值量而区分出
来的, 没有一个客观的价值标准 。
? 其他理论：
?财富论 — 水资源什么时候都有价值
水资源的经济分析
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h Environmental Economics
59
水资源讨论题
我国水资源利用所存在的问
题, 产生问题的原因 （ 侧重经济学
分析 ）, 解决问题的途径 （ 政策和
经济的手段 ） 是什么？
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h Environmental Economics
60
土地资源的经济分析
? 土地与土地利用
? 土地内涵：
?疆域内所有土地资源, 地表附着物及人工建筑物,
地下矿藏及地上大气 。
? 土地资产：
?经济学注重其价值；法律上强调资产的所有权 。
? 土地群落,生态系统概念
? 土壤资源,肥力和区位特性
? 土地利用,土地的自然或经济的利用状况
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h Environmental Economics
61
土地资源的经济分析
?土地与土地利用 （ 续 ）
?土地利用转换
?自然力的作用：改变地表附着物的形态
?经济利用：改变地表形态和土壤肥力
?土地利用的极限
?总量的极限：人口承载力
?不同利用类型的极限
?不同条件配合的极限
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h Environmental Economics
62
土地资源的经济分析
?土地的资源属性价值
?土地资源类别
?耗减性基库资源
?恒量性流动资源
?生物与土壤资源
?地表空间资源
?人为附加资源
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h Environmental Economics
63
土地资源的经济分析
土地的资源属性价值 （ 续 ）
? 土地资源特征
? 稀缺性
?一定限定时间和空间内某类资源的稀缺
?不限定时间和空间某一类资源总量的稀缺
?土地资源总体的有限性
? 自然生产力
?单位面积的生物产量来表示
?土地生产潜力
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64
土地资源的经济分析
? 土地的资源属性价值
? 土地资源特征
? 多样性
?同一类别的资源有不同的成分
?资源类别的多样性：要素组合的不同
?稳定性
?在多样性的前提下, 某一种成分的突然变化,
会因为其他成分的存在和作用而减缓
?动态变化
?人为活动造成的改良或退化
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h Environmental Economics
65
土地资源的经济分析
? 土地资源价值
? 土地资源价值来源
?土地资源的效用属性
?土地资源的非经济成分
? 土地资源价值成分
?直接使用价值
?间接使用价值
?选择价值
?存在价值
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h Environmental Economics
66
土地资源的经济分析
?土地资源的优化配置
?优化配置的原则
?整体性
?继承性
?协调性
?持续性
?动态性
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h Environmental Economics
67
土地资源的经济分析
?土地资源的优化配置
?土地利用优化配置的方法
?系统工程技术法
?技术经济评价法
?综合分析法
?系统调控优化法
?土地利用平衡法
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h Environmental Economics
68
参考文献
? [美 ]汤姆 ·泰坦伯格, 环境与自然资源经济学 （ 第 5版 ）,
经济科学出版社, 2003
? Steven C,Hachett,Environmental and Natural
Resources Economics,M,E,Shape,Inc,1998
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h Environmental Economics1
自然资源保护经济学
非再生资源保护经济分析
可再生资源保护经济分析
水土资源保护的经济分析
第十五章
Ins
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h Environmental Economics
2
非再生资源保护经济分析
?非再生资源的分类
?非再生资源的开采
?不可回收的可耗竭资源
Ins
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h Environmental Economics
3
非再生资源的分类
?当前储量
?能够在当前价格下开采而获得利润的储
藏量, 其最大值可以用数字来测量
?潜在储藏量
?在可能价格下可以开采的储藏量, 它是
一个函数而不是一个固定的数值 。 潜在
储藏量取决于人们为取得这些资源而愿
意支付的价格, 是价格的函数 。
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h Environmental Economics
4
非再生资源的分类
每桶价格 最终开采量（ 109桶）
11.62 21.2
13.75 29.4
22.00 41.6
30.00 49.2
30.00以上 51.1
通过改进技术使回报率达到 10%以上的石油资源预测
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h Environmental Economics
5
当前储量
非再生资源的分类
?总储量或资源禀赋
? 指地球上某种自然资源的总量, 价格对自然资
源总储量没有作用, 它代表可开采资源的上限 。
确定的 未探明的
经济的
不经济的
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h Environmental Economics
6
非再生资源的分类
? 计算资源量时常见的错误
? 用当前储存量代表最大潜在储存量, 例如用静
态储藏指数来预测给定资源使用年限 。 静态储
藏指数是当前储藏量同当前消费的比例 。 用它
来表示还有多少年该资源将被耗尽 。 静态储藏
指数倾向于低估资源的使用年限 。
? 把整个资源的储藏量当作特定价格下的潜在储
藏量 。
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h Environmental Economics
7
非再生资源的开采
?非再生资源供给的阶段
? 勘探, 开采和采集, 最终开采出来的资源的价
格不但影响采集决策, 而且影响勘探和开发决
策 。 每一阶段的成本不但影响本阶段的决策而
且影响其他阶段的决策 。
? 整个供给决策过程有很强的不确定性 。 受信息
的不完全, 政府政策, 市场结构等因素的影响 。
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h Environmental Economics
8
非再生资源的开采
? 非再生资源开采的模型
? 把资源的市场价格和开采成本之差作为资源
开采的目标, 在给定时间偏好和对矿藏的需
求函数情况下, 求其最大化 。
? 在约束条件,⑴ 资源存量随开采过程而减少,
⑵ 资源初始存量给定, ⑶ 开采成本随资源存
量的减少而上升, ⑷ 资源价格不能超过由替
代品价格决定的一个价格上限 。 其模型表述
如下：
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h Environmental Economics
9
非再生资源的开采
? ??
T
rt dtetytxctxtyptTy
0
m a x
)())](())(),(([)(
约束条件：
],0[,))(),((
0/)(
)0(
)(
0
Ttptxtyp
dxxdc
xx
tyx
???
?
?
???
式中,x(t),y(t)为 t时刻存量和开采量,p,c
分别为价格和单位成本。两个控制变量为：终
止开采时间 T和时间 0到 T之间的开采量 y(t)。
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h Environmental Economics
10
非再生资源的开采
对以上类型的模型求解说明，利率在决定资源使用
量上有决定性作用。略去求解过程，对于可再生资
源，基本定律一般可表述为：
式中,g为生物学或地质学的增长率,k为资本
价值的增长率,r为贴现率。
由于非再生资源总量固定，增占率为 0，其
消耗的最优路线必须遵循以下定律：
rkg ??
K = r
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h Environmental Economics
11
非再生资源的开采
? 霍特林定律 （ Hotellingrule）
? 概念：
?开采的资源价格的增长率必须等于贴现率 。
? 基本思想,
?把埋藏在地下的资源看作是特殊形式的资本财产,
即把全部资本分为资源和其他财产 。 开采出来出
售；保存在地下, 随资源价格的增长, 把预期资
源作为资本的收益增加 。
? 最优消耗路线,
?资源资本收益的增长率等于其他财产的利率
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h Environmental Economics
12
非再生资源的开采
? 最优开采量
? 最优价格, 在地下资源价格低于井口价格,
资源总量有限, 总开采成本还应该包括使用
者成本 。 使用者成本反映今天开采对于未来
开采净收益的机会成本 。 所以最优价格是：
ucp ??*
c为边际开采成本,u为边际使用者成本
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13
非再生资源的开采
?最优开采率
?开采的总边际成本由递增的边际开采成本
和使用者成本组成 。 总边际成本和价格决
定开采数量 。
成
本
和
价
格
MCtMCt+UC
开采数量y0 ye
pt
0
MCt为 t时刻边际开采成本
UC为边际使用者成本
ye为企业不考虑使
用者成本时的开采
量
y0位考虑使用者成
本事的最优开采量
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14
非再生资源的开采
? 最优开采量
? 开采策略：
?在人们对未来资源价格的预期大大上涨或
者预期未来的技术进步将大大降低开采成
本, 推迟开采
?当前利率上升, 现存矿山的当前开采率上
升；当前利率足够高, 所有者会把资源在
今天开采完 。
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不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
? 价格管制
? 政府对价格的控制, 使石油, 天然气的开采
和消费偏离最优路线
? 价格管制的主要方式是规定价格上限 。 资源
储量减少使价格上升, 使资源所有者保存资
源；过低的价格造成过多的开采 。
? 价格管制下, 资源的开采和消费量将会高于
最优状态 。
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16
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
?价格管制
? 在供给方面,
?当边际成本超过价格上限时, 尽管需求很大, 生
产者将停止生产 。 在持久性的价格管制下, 资源
产量将少于没有管制时的产量 。
? 偏离有效配置的表现：
?向替代资源转换的时间提早 。 资源没有被用完 。
?转换是不连续的或突然的, 价格突然跳跃到新的
更高水平 。 投资的收益受损 。
Ins
t,o
f G
eo
gr
ap
hi
ca
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ra
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es
ou
rc
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R
es
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rc
h Environmental Economics
17
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
价格管制下资源开采量和价格的偏离
0 1 2 3 4 5
8
7
6
5
4
3
2
1 时间
资源
开采量
0 1 2 3 4 5
8
7
6
5
4
3
2
1 时间
价格
和成本
P(t)
MC(t)
ps
pc
Qs
Qs:替代资源的开采量
Ps,替代资源的价格
Pc,价格上限
Ins
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R
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h Environmental Economics
18
? 卡特尔问题
? 卡特尔概念 （ Cartel）
?生产同类产品的若干独立企业, 为垄断某一特定市
场而组成的联盟 。 按现行用法, 系指对世界市场的
垄断 。
石油输出国组织 （ Organization of Petroleum
Exporting Countries）
?垄断组织通过减少供给来取得比竞争的生产者可以
得到更多的稀缺利润 。 由于限产提价, 向替代资源
的转换推迟 。
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
Ins
t,o
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h Environmental Economics
19
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
?卡特尔问题
? 卡特尔作用的分析
?需求的价格弹性：价格弹性越小, 卡特尔收入越多；
充足的, 价格不过高的替代资源的供给为卡特尔价
格设定了上限 。 非常规性石油资源, 煤炭等替代资
源的开采费用问题 。
?需求的收入弹性：它表明原有需求对世界经济增长
的敏感性 。 收入增加, 需求增加, 提价可能性越大 。
Ins
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h Environmental Economics
20
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
? 卡特尔问题
? 卡特尔作用的分析
?其他供给者的影响：其他供给者增加产量就会减少
卡特尔的市场份额, 降低价格 。
?1979年, OPEC拥有世界原油产量的 50%,到 1986
年下降到 30%。 同期整个产量下降 10%。 最后, 原
油价格大幅下降 。
?卡特尔成员的不一致,沙特阿拉伯石油储量占
OPEC探明储量的 33%,不希望价格太高 。
Ins
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R
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h Environmental Economics
21
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
? 国家安全问题
? 石油是战略性物资
?如战略性物资的供给依赖进口, 对全社会来讲, 在
市场价值之上增加一个附加价值 。
? 石油进口与国家安全问题
?进口的决策过程, 受到国内需求曲线, 国内长期供
给曲线, 世界市场价格, 风险成本等的影响 。
Ins
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h Environmental Economics
22
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
?国家安全问题
Sd
Sf0
Sfe
Dd
p2
p1
p0
0 q1 q2 q3q4 q5
A B
D C
石油价格
石油数量
Dd为国内需求曲线
Sd为国内长期供给曲线
Sfe为世界市场价格
Sf0世界市场价格加
保险费
q5不考虑国家安全
q1由国内供应
q4考虑国家安全
Ins
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h Environmental Economics
23
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
?国家安全问题
?不考虑国家安全的情况
?市场购买 q5数量的石油 。 其中, q1由国内供应,
q5-q1依靠进口 。 考虑到国家安全成本的有效配置,
即应该购买 q4总量的石油 。 其中 q2为国内供应,
q4-q2依靠进口 。
?市场配置由于没有考虑国家安全问题, 总消费量过
多, 国内供应量过少 。
Ins
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gr
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h Environmental Economics
24
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
? 国家安全问题
? 在禁运的情况下
?全部消费量由国内提供, 总消费量可能达到 q3,在
短期, 国内供给曲线完全没有弹性, 在 q1处垂直 。
在这种情况下, 供给量为 q1,价格为 p2,在禁运开
始时, 消费者的损失巨大 。
? 自给自足不是最优
?一般情况下依赖进口的风险成本低于自给自足所增
加的成本
Ins
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h Environmental Economics
25
不可回收的可耗竭资源,石油、天然气和煤
? 国家安全问题
? 政府的政策选择
?征收能源消费税以鼓励节约能源：能源消费税将减
少消费, 但不能使进口达到有效水平 。
?对国内供给进行补贴：减少进口在消费中的份额,
但是不能减少总消费量 。
?征收进口关税, 税额等于风险成本 。 （ Sf0和 Sfe之
间的垂直距离 ）
?规定进口配额, 其数额等于 q4-q2
Ins
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h Environmental Economics
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可再生资源保护经济分析
?可再生资源的概念
?可再生资源的特性
?可再生资源的配置
Ins
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h Environmental Economics
27
可再生资源的概念和特性
? 可再生资源的概念
? 可以用自然力保持或增加蕴藏量的自然资源 。
可再生资源在合理使用的前提下, 可以自己生
产自己 。
? 可再生资源的特性
? 可再生资源或生物物种的群体总数取决于两个
因素：生物学因素和人类社会行为因素 。
Ins
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h Environmental Economics
28
可再生资源的配置
? 可再生资源的配置原理
? 模型的优化目标为社会利益最大化, 由社会效
用函数导出社会需求曲线, 用社会需求曲线和
供给曲线围成的面积表示社会效益 。
? 贴现率变成社会贴现率
? 资源开采无中止时间限制
? 增加可再生资源自然增长率变量
Ins
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h Environmental Economics
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可再生资源的配置
?可再生资源配置模型
?? ?
?
?
)(
00
m a x
)]())(()([)(
ty
rt dtetytxcdqqpty
约束条件：
ptyp
dxxdc
xx
tytxgx
?
?
?
??
))((
0/)(
)0(
)())((
0
?
式中,r为社会贴现率,p(y)为社会需求曲线。
Ins
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h Environmental Economics
30
渔业资源的经济分析
?渔业资源的生物学模型
? 资源的增长率和资源群体数量或存量有着密切
的关系 。 资源存量随资源的自然增长率和捕捞
量的变化而变化 。
存量（ X)
流入（自然增长率 G）
Ins
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h Environmental Economics
31
渔业资源的经济分析
?渔业资源的生物学模型 （ 续 ）
dtdXG /?
存量的增长等于存量对时间的导数
鱼类存量（吨）
鱼类存量的
增长（吨）
XnX0X*Xm
G(X*)
G(X0)
Xn:自然均衡点
Xm:最低可生存存量
X*:最大可持续捕
捞量的存量
Ins
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h Environmental Economics
32
渔业资源的经济分析
?有效的可持续捕捞量
?静态有效可持续捕捞量 （ 不考虑贴现 ）
?假设
?鱼价固定
?单位捕鱼活动的固定成本不变
?单位捕鱼活动的捕鱼量与鱼类存量大小
有关
?图解
Ins
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h Environmental Economics
33
渔业资源的经济分析
?有效的可持续捕捞量 （ 续 ）
捕捞活动量
捕捞活动的
成本和效益
TC
R(Ee)
0 Ee
C(Ee)
Em Ec
TR
静态有效可持续捕捞量
捕捞活动量 E
时的效益
捕捞活动量 E
时的成本
TC,总成本
TR,总效益
Em,可持续捕捞量
和总收入最大
Ee,净收益最大
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h Environmental Economics
34
渔业资源的经济分析
?有效的可持续捕捞量
?动态有效可持续捕捞量
?静态有效可持续捕捞量是使每一时期的净
收益最大的配置 。 它只是在假设贴现率为
零的情况下, 动态有效可持续捕捞量的特
例 。
?动态有效可持续捕捞量是在引入正贴现率
变化的情况下的捕捞量努力 。 贴现率上升
时, 动态有效捕捞努力也水平也上升 。 无
穷大时, 净效益等于零 。
Ins
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h Environmental Economics
35
渔业资源的经济分析
?市场配置：不同产权的情况
?竞争的单一的所有者,该所有者对渔业
资源有着明确定义的所有权 。
捕捞的总成本
和总效益
价格或成本 AR
MR
TC
TR：总收益
AC=MC
Ee Em Ec
R(Ee)
C(Ee)
TC：总成本
AC：平均成本
MC：边际成本
AR：平均收益
MR：边际收益
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h Environmental Economics
36
渔业资源的经济分析
?市场配置
?公共财产：海洋渔业资源
?当前外部效应
?代际外部效应
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h Environmental Economics
37
渔业资源的经济分析
?有关部渔业的公共政策
?鼓励水产养殖：
?在隔离的水域养殖
?回游鱼类的人工放养
?提高捕鱼的真实成本
TC2
TC1
TR
捕捞努力Ee
捕捞努力的
成本和效益
0
Ins
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h Environmental Economics
38
? 有关捕渔业的公共政策
? 税收：
?对捕捞努力成比例征税, 可以控制捕捞量, 政府
收税后可用于为社会谋福利, 税收没有增加社会
总成本
? 可交易配额：规定每个渔民的捕捞量配额,
并可以买卖 。 条件如下：
?配额持有者可以捕捞制定种类鱼的制定数量
?配额总量等于有效捕捞量
?配额可以在渔民之间自由交换
渔业资源的经济分析
Ins
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h Environmental Economics
39
森林资源的经济分析
? 森林的有效开发
? 森林资源管理的关键：何时采伐？
?树木生长特性
树木年龄（年） 木材体积（立方米 /公顷） MAI（立方米 /公顷 /年）
5 0 0
10 0.3 0.026
15 2.7 0.175
20 8.6 0.431
25 17.4 0.694
30 27.7 0.923
35 38.6 1.104
40 49.6 1.240
45 60.2 1.339
Ins
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h Environmental Economics
40
平均年木材产量最大化 (续表 )
树木年龄（年） 木材体积 （ 立方米 /公顷 ） MAI（ 立方米 /公顷 /年 ）
50 70.4 1.408
55 79.9 1.453
60 88.9 1.481
65 97.2 1.496
70 105.0 1.500
75 112.2 1.497
80 119.0 1.487
85 125.3 1.474
90 131.1 1.457
95 136.6 1.438
100 141.7 1.417
Ins
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h Environmental Economics
41
森林资源的经济分析
? 森林的有效开发
? 最优砍伐时间
?经济学家认为：最优砍伐时间是净效益的现值最大
之时 。 当延迟砍伐一年的边际收益等于其边际成本
时, 净效益的现值最大 。
?最优砍伐时间还取决于砍伐后是否马上重新种植树
木, 当木材的增长率低于投资的增长率时, 就应当
砍伐 。
?反复砍伐, 反复种植的情况
Ins
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h Environmental Economics
42
森林资源的经济分析
? 森林的有效开发
无穷时间反复种植, 反复砍伐
NPV=（ 价格 -成本 ） x体积 /（ 1+i）
树木年龄（年） NPV∞（元 /公顷）
5 0
10 76
15 469
20 1013
25 1459
30 1727
35 1863
Ins
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h Environmental Economics
43
无穷时间反复种植、反复砍伐
树木年龄（年） NPV∞（元 /公顷）
40 1827
45 1742
50 1614
55 1464
60 1307
65 1154
70 1009
75 876
80 755
85 648
90 554
95 472
100 401
Ins
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h Environmental Economics
44
森林资源的经济分析
? 最优砍伐时间
? 延长砍伐期将增加以后的生长 — 砍伐周期的机会成本,
最优砍伐时间是延期砍伐的边际收益等于其边际成本
之时 。 当边际机会成本增加时, 最优砍伐时间就提前
了 。
? 在无穷时间反复种植, 反复砍伐的情况下, 砍伐的时
间又提前了 。
Ins
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h Environmental Economics
45
森林资源的经济分析
森林的有效开发
????? 21 N P VN P VN P V
TiNPVNPVNPV ??? ??? )1(1
]i)(1/[ 1NP VNP V
NP V]i)(1[1NP V
NP Vi)(1NP VNP V
T
1
1
T
1
T
?
?
?
?
?
??
???
???
???
每一周期的砍伐量和树木价值都一样，贴现率为 I，年限 T
解出 NPV∞
Ins
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R
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h Environmental Economics46
水土资源经济学
?水资源的经济分析
?土地资源的经济分析
?水土资源的保护问题
Ins
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h Environmental Economics
47
水土资源经济学
水资源的经济分析
土地资源的经济分析
水土资源的保护问题
Ins
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h Environmental Economics
48
水资源的经济分析
?水资源的自然特性
?地球系统中的水分循环：可更生的自然
资源
?水资源的强烈的变率：降水量的年度变
化和季节变化
?水资源的地区差异：降水量的差异和地
方之间的相互影响
Ins
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h Environmental Economics
49
水资源的经济分析
?水资源的使用特性
?非消耗性利用：
?水资源利用的非排他性, 例如：航运, 水
力发电, 休闲, 养鱼, 野生动物的栖息地
?消耗性利用：
?灌溉, 工业用水 （ 冷却, 洗涤等 ）, 生活
用水 （ 饮用, 洗涤 ）
Ins
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h Environmental Economics
50
水资源的经济分析
? 水资源配置的特征
? 水资源将被配置到最高价值的综合利用上
? 公共机构将有足够的灵活性去处理需求变化或新产生
的需求
? 公共机构将具有足够的灵活性去适应自然的变动, 指
年变率与季节变动
? 水分配机构必须提供给使用者一定期限的有效权力
? 水分配机构必须使对第三方造成的得不到补偿和偶然
的影响达到最小
Ins
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h Environmental Economics
51
水资源的经济分析
?水资源的有效配置
? 有效配置的原则：如果水的边际价值在所有
的使用者面前是不一致的, 那么就存在重新
配产生效益的机会 。
? 再配置将会增加总效益, 它大约等与消费者
剩余的总和 。
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h Environmental Economics
52
水资源的经济分析
?地表水的政策
?黄河断流引起的问题
?水权问题
?河流两岸水资源所有权
?上下游之间的关系
?水资源所有权的转移问题
?类似的情况
?塔里木河下游断流
?土地荒漠化
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h Environmental Economics
53
水资源的经济分析
?地表水的政策
?以市场为导向的政策
?明确水资源的拥有权
?制定水资源使用的配额
?制定合理的水价
?水资源的使用权的转移
?水, 银行, 的问题
?,储蓄, 水
?,贷, 水
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h Environmental Economics
54
水资源的经济分析
? 地下水资源政策
? 地下水资源的公共财产特性
?超量开采
?地下水使用权的分配
? 地下水资源的开采税
?减少公共财产的外部性
?地下水开采税的实施问题
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h Environmental Economics
55
水资源的经济分析
? 水价政策
? 水价制定的原则：
?公平性和平等性原则
?水资源高效配置原则
?成本回收原则
?可持续发展原则
? 水价制定方法
?边际成本定价
?计划定价
?成本核算
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h Environmental Economics
56
水资源的经济分析
?水资源价值论
?劳动价值论：
?由于没有自然资源资本, 未经人类开发利
用的水资源是没有价值的, 尽管其在进入
市场过程中, 由于稀缺性而产生虚幻的价
格这是不正确的；
?水资源的价值存在并不在于是否有资本的
进入, 没有资本进入的水资源一样是有价
值的 。
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水资源的经济分析（续十）
? 水资源价值论
? 边际效用价值论：
?把水资源价值分为主观价值和客观价值, 则地球上
的极大多数水体对大多数人来讲是没有主观价值的
?水资源商品的边际效用是衡量价值的源泉, 则由于
边际效用递减规律, 没有开发利用的水资源和人类
没有涉足的水资源的边际效用是零, 也即没有价值,
这也是不对的 。
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? 水资源价值论
? 存在价值或非使用价值
?产生原因：许多自然和环境资源能成为永久财富
（ 决定于采取的管理措施 ）, 提供舒适或某些情况
下提供消耗性服务 。
?总价值, 存在价值和非使用价值：存在价值或非使
用价值使人们为了计算资源价值的价值量而区分出
来的, 没有一个客观的价值标准 。
? 其他理论：
?财富论 — 水资源什么时候都有价值
水资源的经济分析
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水资源讨论题
我国水资源利用所存在的问
题, 产生问题的原因 （ 侧重经济学
分析 ）, 解决问题的途径 （ 政策和
经济的手段 ） 是什么？
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土地资源的经济分析
? 土地与土地利用
? 土地内涵：
?疆域内所有土地资源, 地表附着物及人工建筑物,
地下矿藏及地上大气 。
? 土地资产：
?经济学注重其价值；法律上强调资产的所有权 。
? 土地群落,生态系统概念
? 土壤资源,肥力和区位特性
? 土地利用,土地的自然或经济的利用状况
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土地资源的经济分析
?土地与土地利用 （ 续 ）
?土地利用转换
?自然力的作用：改变地表附着物的形态
?经济利用：改变地表形态和土壤肥力
?土地利用的极限
?总量的极限：人口承载力
?不同利用类型的极限
?不同条件配合的极限
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土地资源的经济分析
?土地的资源属性价值
?土地资源类别
?耗减性基库资源
?恒量性流动资源
?生物与土壤资源
?地表空间资源
?人为附加资源
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土地资源的经济分析
土地的资源属性价值 （ 续 ）
? 土地资源特征
? 稀缺性
?一定限定时间和空间内某类资源的稀缺
?不限定时间和空间某一类资源总量的稀缺
?土地资源总体的有限性
? 自然生产力
?单位面积的生物产量来表示
?土地生产潜力
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土地资源的经济分析
? 土地的资源属性价值
? 土地资源特征
? 多样性
?同一类别的资源有不同的成分
?资源类别的多样性：要素组合的不同
?稳定性
?在多样性的前提下, 某一种成分的突然变化,
会因为其他成分的存在和作用而减缓
?动态变化
?人为活动造成的改良或退化
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土地资源的经济分析
? 土地资源价值
? 土地资源价值来源
?土地资源的效用属性
?土地资源的非经济成分
? 土地资源价值成分
?直接使用价值
?间接使用价值
?选择价值
?存在价值
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土地资源的经济分析
?土地资源的优化配置
?优化配置的原则
?整体性
?继承性
?协调性
?持续性
?动态性
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土地资源的经济分析
?土地资源的优化配置
?土地利用优化配置的方法
?系统工程技术法
?技术经济评价法
?综合分析法
?系统调控优化法
?土地利用平衡法
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参考文献
? [美 ]汤姆 ·泰坦伯格, 环境与自然资源经济学 （ 第 5版 ）,
经济科学出版社, 2003
? Steven C,Hachett,Environmental and Natural
Resources Economics,M,E,Shape,Inc,1998
