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

劉金立，陳新軍 ，李 綱

（上海海洋大學1.海洋科學學院；2.圖書館；3.國家遠洋漁業(yè)工程技術(shù)研究中心；4.漁業(yè)可持續(xù)開發(fā)省部共建教育部重點實驗室，上海 201306）

柔魚（Ommastrephesbartramii）為西北太平洋海域重要的經(jīng)濟頭足類之一［1］。我國于1993年對該資源進行開發(fā)，之后捕撈規(guī)模和作業(yè)海域不斷擴大，產(chǎn)量穩(wěn)定在6～10萬t間［2］，是我國遠洋漁業(yè)重要的捕撈對象。國內(nèi)外學者在柔魚漁業(yè)生物學，包括種群結(jié)構(gòu)、洄游、年齡與生長等，漁場形成與變動、資源量變動以及漁業(yè)資源評估等方面進行了深入的研究［2－9］，陳新軍等［10－11］利用 Delury衰減模型、基于貝葉斯統(tǒng)計方法的Schaefer模型對西北太平洋柔魚資源量進行評估，并對其漁業(yè)管理策略做了風險分析；曹杰等［12］利用世代分析法估算了不同自然死亡系數(shù)下柔魚冬春生西部群體的初始資源量，以及以該群體為對象的漁業(yè)管理參考點。但在柔魚漁業(yè)資源生物經(jīng)濟學方面則沒有研究。目前，國內(nèi)利用生物經(jīng)濟學模型來研究漁業(yè)資源優(yōu)化配置及管理的文獻較少，主要集中在東黃海鮐魚方面［13－15］，且傳統(tǒng)的生物經(jīng)濟模型只考慮貼現(xiàn)率α＝0和α＝∞ 兩種特殊情況，未考慮貼現(xiàn)率變化對漁業(yè)資源優(yōu)化配置的影響［16］。漁業(yè)資源開發(fā)是1個系統(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)濟效益以及社會就業(yè)、生態(tài)影響等。因此，本研究依據(jù)漁業(yè)資源經(jīng)濟學的理論和方法［16－17］，利用我國魷釣船在西北太平洋海域捕撈的柔魚產(chǎn)量、捕撈努力量和經(jīng)濟成本與漁獲數(shù)據(jù)，探討不同貼現(xiàn)率情況下柔魚漁業(yè)資源生物經(jīng)濟學的優(yōu)化配置，為西北太平洋柔魚漁業(yè)資源管理策略提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

漁獲量數(shù)據(jù)來源于1996—2011年中國大陸魷釣船漁業(yè)生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，包括作業(yè)天數(shù)、日漁獲量、作業(yè)船次等，作業(yè)海域為38°N～46°N，150°E～165°E，由中國遠洋漁業(yè)協(xié)會上海海洋大學魷釣技術(shù)組提供。作業(yè)成本數(shù)據(jù)和柔魚價格數(shù)據(jù)以舟山市寧泰遠洋漁業(yè)有限公司為基準，近年來每天單船作業(yè)成本約為0.6萬元，近5年來柔魚平均價格約為1.0萬元/t。

1.2 分析方法

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

式中：π為利潤；TR為總收入；TC為總成本；p為價格；Y為產(chǎn)量；f為捕撈努力量；q為可捕系數(shù)；K為環(huán)境負載容量；r為種群內(nèi)稟增長率；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，柔魚種群內(nèi)稟增長率r為1.19；根據(jù)陳新軍等［11］研究結(jié)果，環(huán)境負載容量K為57.2萬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)濟產(chǎn)量（Maximum E-conomic Yield，MEY）和生物經(jīng)濟平衡點（Bio-economic Equilibrium，BE）及其所對應(yīng)的捕撈努力量fMSY、fMEY和fBE（見表1）。

表1 MSY、MEY和BE及對應(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)資源開發(fā)時，通常要權(quán)衡長遠利益和當前利益的關(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)率供給曲線對資源配置的影響 若漁業(yè)資源開發(fā)以MEY為追求目標，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］，假定需求是無限彈性，即漁獲價格為常數(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)合西北太平洋柔魚漁業(yè)經(jīng)濟數(shù)據(jù)，可得到柔魚魚價與最優(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點的產(chǎn)量及其對應(yīng)捕撈努力量

根據(jù)Gordon-Schaefer生物模型估算，MSY約為17.02萬t，對應(yīng)的捕撈努力量約為11.9萬船次；MEY和BE所對應(yīng)的產(chǎn)量分別為16.29萬t和11.28萬t，所對應(yīng)的捕撈努力量分別為9.4萬船次和18.81萬船次。

2.2 不同貼現(xiàn)率情況下的柔魚資源量及產(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資源開發(fā)狀況（見圖1）。由圖1可知，當貼現(xiàn)率為α＝0時，柔魚資源的最優(yōu)種群數(shù)量（B＊）為34.60萬t，對應(yīng)的最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量（Y＊）為16.29萬t，即為YMEY，捕撈努力量為9.40萬船次；當α＝∞時，B＊＝BBE＝17.3萬t，對應(yīng)的產(chǎn)量YBE＝11.28萬t，其捕撈努力量為18.81萬船次；當α＝0.43時，B＊＝BMSY＝28.60萬t，對應(yīng)的產(chǎn)量YMSY＝17.02萬t，其捕撈努力量為11.90萬船次。當貼現(xiàn)率α為0.3～0.5時，其柔魚資源量相對穩(wěn)定，且達到最優(yōu)種群數(shù)量水平（見圖1）。

圖1 不同貼現(xiàn)率情況下柔魚資源的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D＝0時，即不考慮當前利益，以長遠利益為主，其模擬的結(jié)果是柔魚漁業(yè)的利潤最高，產(chǎn)量中等，捕撈努力量最少，為9.40萬船次。當D＝1，即不考慮長遠利益，以當前利益為主，其模擬結(jié)果捕撈努力量最高，為18.81萬船次，即該漁業(yè)就業(yè)機會最多，但產(chǎn)量最低，漁業(yè)利潤等于0。當D＝0.279時，貼現(xiàn)率α＝0.46時，即當前利益占長遠利益的27.9%，此時，漁業(yè)產(chǎn)量達到了最大可持續(xù)產(chǎn)量，因此可選擇MSY為柔魚漁業(yè)的管理目標（見圖2，3）。

圖2 不同D值情況下柔魚資源的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值下柔魚資源開發(fā)過程中的貼現(xiàn)率、作業(yè)成本及利潤Fig.3 The discount rate，cost and profit under the different Dvalues for Ommastrephes bartramii fishery

2.4 貼現(xiàn)率供給曲線對柔魚資源配置的影響

分別取貼現(xiàn)率α為0、0.3、0.5及∞繪制成柔魚漁業(yè)的貼現(xiàn)供給曲線（見圖4），α＝0時，為受控漁業(yè)；α＝∞時，為開放式漁業(yè)。由圖4可知，在一個開放式漁業(yè)中，柔魚漁獲價格小于2 097元/t時，其柔魚持續(xù)產(chǎn)量為0t；當柔魚價格從2 097元/t逐漸增加時，其持續(xù)產(chǎn)量也隨之增加，當漁獲價格增加到4 194元/t時（最大持續(xù)產(chǎn)量的價格，PMSY），其持續(xù)產(chǎn)量達到了最大可持續(xù)產(chǎn)量MSY。以后漁獲價物格繼續(xù)增加，其持續(xù)產(chǎn)量反而減少，這時產(chǎn)生了生物學捕撈過度（見圖4）。由圖4可知，在一個受控漁業(yè)中，其曲線不彎曲，而是漸近于MSY。當α＝0.3時，漁獲產(chǎn)量達到MSY時的柔魚價格約為12 500元/t；當α＝0.5時，漁獲產(chǎn)量達到 MSY時的柔魚價格約為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)率對柔魚價格影響較大，貼現(xiàn)率越高，在產(chǎn)量達到MSY處的魚價越低（見表2）。

圖4 西北太平洋柔魚漁業(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 西北太平洋柔魚魚價與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 柔魚資源開發(fā)現(xiàn)狀分析

我國于1993年開始對西北太平洋柔魚資源進行開發(fā)利用［2］，是目前捕撈柔魚最主要的國家和地區(qū)之一，1996—2008年產(chǎn)量基本上維持在8～12萬t，但在2009年，柔魚產(chǎn)量急劇下降，達到歷史最低水平。本文結(jié)合貼現(xiàn)率的生物經(jīng)濟模型，通過對比1996—2011年16年間的西北太平洋柔魚的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，1999年漁獲最高，約為13.2萬t，捕撈努力量約為6.46萬船次，2009年漁獲產(chǎn)量為歷史最低水平約為3.68萬t，捕撈努力量約為2.63萬船次。本研究估算得到西北太平洋柔魚漁業(yè)的最大可持續(xù)產(chǎn)量MSY為17.02萬t，對應(yīng)的捕撈努力量為11.9萬船次。結(jié)合我國的生產(chǎn)實際，可知當前西北太平洋柔魚資源狀況仍處在良好狀態(tài)，并未遭受過度捕撈，這一結(jié) 果與陳 新軍等［10－11］和曹 杰等［12］結(jié)果相似。目前我國在該海域投入捕撈努力量遠低于漁獲量達到MSY時的捕撈努力量，因此尚可在該海域適當投入較多的捕撈努力量。

3.2 貼現(xiàn)率和價格變動分析

貼現(xiàn)率對漁業(yè)資源開發(fā)將會產(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)稟增長率大的種群，貼現(xiàn)率對其資源開發(fā)利用的影響不敏感，反之，則敏感性大［16］。因此，結(jié)合柔魚資源本身的生物經(jīng)濟學特性，合理確定貼現(xiàn)率可確保漁業(yè)資源的可持續(xù)利用。本研究通過對貼現(xiàn)率對西北太平洋柔魚資源量最優(yōu)種群數(shù)量和最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量的影響進行分析，得知西北太平洋柔魚的最大可持續(xù)產(chǎn)量MSY為17.02萬t，最大經(jīng)濟產(chǎn)量 MEY為16.29萬t，當貼現(xiàn)率α＝0.43時，最優(yōu)持續(xù)產(chǎn)量Y＊等于最大可持續(xù)產(chǎn)量MSY。這說明貼現(xiàn)率對西北太平洋柔魚資源種群數(shù)量水平的影響不明顯，但貼現(xiàn)率對柔魚價格影響較大。研究表明α在0.3～0.5間，同時D＝0.2～0.3，價格在9 195～12 500元/t間，柔魚資源種群資源量相對穩(wěn)定，其能達到最優(yōu)種群數(shù)量水平，可保證柔魚漁獲量始終處在MSY之下，從而實現(xiàn)柔魚資源的可持續(xù)開發(fā)和利用。根據(jù)調(diào)研的經(jīng)濟數(shù)據(jù)顯示，2008—2012年西北太平洋柔魚價格在9 250～12 500元/t間，其價格接近貼現(xiàn)率α為0.3～0.5之間的PMSY的價格。但本研究中未考慮海洋環(huán)境等因素對柔魚資源年間資源補充量的影響，已有研究表明［23－25］，厄爾尼諾、產(chǎn)卵場表溫等因素對柔魚資源補充量會產(chǎn)生一定的影響，從而導(dǎo)致柔魚漁業(yè)漁獲產(chǎn)量及其價格的劇烈波動。

3.3 漁業(yè)管理策略探討

由于我國在西北太平洋柔魚生產(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漁業(yè)的管理目標，目前在該海域投入的年均捕撈努力量約為4萬船次，投入捕撈努力量最高的年份（1999年）也僅有6.46萬船次，遠小于fMSY（11.9萬船次），因此，漁業(yè)管理部門可適當?shù)卦黾硬稉婆α浚杂行ч_發(fā)柔魚資源。

同樣，柔魚漁業(yè)資源可持續(xù)開發(fā)也可以采用經(jīng)濟手段來調(diào)節(jié)。但由于柔魚價格受市場和資源量的影響，人們對其調(diào)節(jié)的能力較低。漁業(yè)管理及其有關(guān)部門可通過貼現(xiàn)率來進行調(diào)節(jié)，例如，選擇適當?shù)馁N現(xiàn)率（α＝0.3～0.5）可對柔魚的捕撈產(chǎn)量進行調(diào)控，綜合考慮當前利益與長遠利益的關(guān)系（D＝0.2～0.3），確保柔魚資源保持在最優(yōu)種群數(shù)量水平，從而達到可持續(xù)利用西北太平洋柔魚資源的目的。

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)濟模型，沒有考慮種群間的競爭關(guān)系、捕食與被捕食關(guān)系，以及環(huán)境因子對西北太平洋柔魚資源的影響。后續(xù)的研究中應(yīng)系統(tǒng)開展基于生態(tài)和環(huán)境因素的西北太平洋柔魚生物經(jīng)濟學模型及其資源優(yōu)化配置的研究，并充分考慮r、K及q值的不確定性，但這是今后一個長期的研究過程。

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