Kalataloustiede (fisheries economics)

WETS711

4.2.-5.2.2008

Marko Lindroos, Taloustieteen laitos HY

Ympäristöekonomia

http://www.mm.helsinki.fi/~mjlindro/WETS711.html

Kirjallisuus

Grafton et al. 2006. Incentive-based approaches to

sustainable fisheries. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 63, 699-

710. Branch et al. 2006. Fleet dynamics and fishermen

behavior: lessons for fisheries managers Can. J. Fish.

Aquat. Sci. 63, 1647–1668. Grafton et al. 2007. Economics of overexploitation

revisited. Science 318, 1601.

Lindroos. Merten kalakannat hupenevat. Mitä Missä

Milloin 2008, 239-243.

Uusiutuvat luonnonvarat: kalakannat

Kalastuselinkeino on hyvin tärkeä monelle kehittyneelle &

kehitysmaalle Kalastuselinkeinolla on maailmassa eräitä varsin yhteisiä

ja tyypillisiä piirteitä mm kalastussodat eri maiden kesken

(Islanti-Norja; Kanada-Espanja;) huono kannattavuus kalastuksessa kaikkialla kalakantojen ehtyminen kasvava ongelma (Atlannin

kevätkutuinen silli, Itämeren turska, tonnikalalajit)

Kansainvälisiä ongelmia

Kalavesien omistusoikeudet on määritelty paljon

epäselvästi; erityisesti avomerillä kaikilla halukkailla on

vapaa pääsy kalastusalueille Kalakannat voivat liikkua paitsi kv-merialueilla, myös eri

rannikkomaiden kalastusvesien välillä, jolloin myös syntyy

maiden välisen yhteistyön ongelma Kalakannat voivat vaeltaa pitkiä matkoja kutu- ja

syönnösvaelluksillaan myös yhden maan sisällä, jolloin

kalastuksen koordinointi alueiden kesken ja ajallisesti

jopa yhden maan sisällä nousee keskeiseen rooliin

Bioekonomiset mallit

Biologian ja taloustieteen vuorovaikutus

biologia on taloudellisen optimoinnin tärkeä rajoite biologinen tavoite: maksimoidaan tuotantoa (harvest,

yield) MSY taloustieteen tavoite: etsitään yhteiskunnan kannalta

paras mahdollinen hyödyntäminen, monesti paras

taloudellinen tuotto MEY

biologiset parametrit: kasvu R & kantokyky K

populaatiodynamiikka taloudelliset parametrit: hinnat (kysyntä), kustannukset

(tarjonta), diskonttokorko

Käsitteitä ja perusongelma

Oletus: Kaikki päätöksentekijät rationaalisia, silti

yhteiskunnallista optimia vaikea saavuttaa

Käsitteet: yhteisomistusresurssit tragedy of the commons taloudellinen ja biologinen liikakalastus säätelyn

tärkeys

Kalastuksen säätelyn tasoja

kalat kalastuslaivasto kalanjalostus kuluttajat säätelijät valtiot alueelliset kalastusorganisaatiot (RFMO) YK Tutkija

Kenen pitäisi säädellä? Mitä säätelemme? Mikä on

tieteen rooli?

Vaihtoehtoisia tavoitteita

Kalakannan romahtamisen välttäminen (precautionary

approach) Biodiversiteetti ja ekosysteemit Työllisyys Vientitulot Aluetalous

Yhteiskunnallisesti optimaalinen kalastuspolitiikka: Pitkän

aikavälin tuottojen maksimointi

Optimaalisen kalastuspolitiikan määrittäminen

A. Kalakannan kasvu luonnontilassa

B. Ihminen kalakannan modifioijana

C. Kalastuksen taloudellinen analyysi: kilpailutasapaino ja

yhteiskunnallinen optimi

D. Kalastuksen ohjauskeinojen tarkastelua

A. Kalakannan kasvu luonnontilassa

kuvatkoon kalakannan määrää, jota mitataan

biomassana, kunakin ajankohtana symbolilla x(t):

“hetkellä t kalakannan koko on x tonnia biomassaa”. Kalakannan kasvu merkitään kalakannan kasvua symbolilla F(…); F riippuu

monista tekijöistä, joihin viitataan suluissa olevilla pisteillä Kalakannan muutos ajassa kalakannan muutos (lisääntyminen/väheneminen) ajassa

voidaan ilmaista kasvufunktion F avulla eli kalakanta muuttuu sen kasvun myötä.( ) (...)x t F

Kalakannan kasvufunktio F(…)

Mistä tekijöistä kasvu riippuu: etsimme yksinkertaista mutta osuvaa kuvausta,

yleisen taloustieteellisen analyysin tarpeisiin, emme

toistaiseksi empiirisesti spesifiä, lajikohtaista

kuvausta haluamme talousteoreettisesti mielekkään ja samalla

biologisesti perustellun kuvauksen kasvusta Kasvuun vaikuttavat biologiset tekijät ovat mitä

moninaisimmat - esimerkiksi - kalakannan koko ja ikärakenne - ravinto - kutupaikat - luontaiset saalistajat etc.

Logistinen kasvufunktio

Jos tällaiset biologiset taustatekijät ovat ajassa vakioita,

voidaan kalakannan kasvua kuvata varsin osuvasti ns.

logistisen kasvufunktion avulla, jossa kasvua luonnehtii

vain kaksi parametria Logistinen kasvufunktio:

r = populaation hedelmällisyys k = populaation luontainen maksimikoko (ympäristön

kantokyky) Huom: logistinen yhtälö määrittää alaspäin avautuvan

paraabelin

( ) (1 )x

F x r xk

Biologinen tasapaino

Kalakannan luontainen tasapainopiste on x=k, jossa

pätee, että

eli kasvu on nolla (= syntyvyys vastaa kuolleisuutta). Kysymys: Kuinka tämä kasvun luonne muuttuu, jos

ihminen otetaan mukaan kalakannan saalistajaksi?

( ) ( ) 0x t F k

B. Ihminen kalakannan modifioijana

Merkitään kalastettua määrä kunakin ajankohtana

symbolilla h(t) (harvesting = sadon korjuu, talteen korjattu

määrä, saalis) kalakannan muutos ajassa: kasvun ja saalistuksen erotus

jos saalistus on pienempi kuin kasvu, niin kalakannan

koko kasvaa ja jos se on suurempi kuin kasvu niin

kalakanta laskee Tasapainokalakanta: jos kalakanta on ns. luonnontilassa

ja kalastus aloitetaan, niin mille kalakannan tasolle

päädytään eri saalistuksen tasoilla? Merkitään tasapainokalakantaa symbolilla

( ) ( ) ( )x t F x h t

x

C. Kalastuksen taloudellinen analyysi: kilpailutasapaino ja yhteiskunnallinen optimi

saaliin määrä riippuu kalakannan koosta, x uskottavaa on että saalis riippuu myös siitä, kuinka

voimallisesti kalastetaan, eli ns. kalastuspanoksesta

(fishing effort) kalastuspanos voidaan määrittää monin tavoin; usein

käytetty panoksen yksikkö on kalastusalus vieheineen ja

miehistöineen kalastuksen helppoutta/vaikeutta kuvataan ns.

saatavuuskertoimella, joka sanoo minkä osuuden

kannasta kalastuspanoksella saadaan täten voimme ilmaista saaliin:

( ) ( )h t qEx t

Gordon-Schäfer -malli

( ) ( ) ( ) 0x t F x h t

( )( ) (1 ) ( )

x tF x r x t

k

( ) ( )h t qEx t

Kestävä käyttö (sustainable yield)

kestävyys = kannasta käytetään vain kasvu

ilmaistaan saalis h, kalastuspanoksen funktiona ja

merkitään saalista symbolilla h(E)

Kestävän kalansaaliin kuvaaja on samanmuotoinen kuin

kalakannan kasvun kuvaaja:

Taloudelliset tekijät

kalastusalueelle vapaa pääsy (ns. open access resource)

kalan hinta p ja kalastuspanoksen hinta c, joten kunkin

kalastajan tulot ovat ph(E) ja kustannukset cE (sisältää

vaihtoehtoiskustannukset)

Open access –tasapaino

Kaikki kalastajat maksimoivat voittoaan. Jos voitto on positiivinen, niin alueelle tulee lisää

kalastajia, kalastuspanos nousee, kanta pienenee ja

kestävän saaliin määrä laskee. Tulot suhteessa

kustannuksiin pienenevät ja toimiala voidaan päätyä vain

yhteen pitkän aikavälin tasapainoon: Jos kalastusalueelle on vapaa pääsy, niin

kalastustoimialan pitkän aikavälin tasapaino saavutetaan

tilanteessa, jossa voitot ovat nolla. eli matemaattisesti:

graafisesti

( ) 0ph E cE

Open access –tasapaino

Kun open access kalastuspanos on määritetty, voidaan

määrittää myös open access -kalakanta x ja saalis h.

Open access kalakanta on tyypillisesti pienempi kuin

MSY-kalakanta

Uusiutuvien luonnonvarojen taloustiede(Renewable resource economics)

Miten uusiutuvia resursseja voidaan hyödyntää

tehokkaasti pitkällä tähtäimellä?

Yhteiskunnallinen optimi eli sole owner –tasapaino

Optimaalista ratkaisua yhdelle kalastusalueen omistajalle

luonnehtii voiton maksimointiehto:

ph’(E) = c

Tulkinta: sole owner -kalastaja kasvattaa

yhteiskunnallisesti optimaalista kalastuspanosta siihen

saakka, kunnes viimeksi lisätystä panoksesta saatava

rajatulo vastaa kalastuspanoksen kustannusta.

Optimi graafisesti:

Open access ja optimi: vertailu

ELI optimi sijaitsee sillä kalastuspanoksen tasolla, jossa

etäisyys kalastuspanoksen kustannusten ja tuottojen

välillä on suurin mahdollinen

Sijoitetaan lopuksi kilpailu- ja optimaaliset tasapainot

samaan kuvioon kalastuspanoksen että kalakannan koon

suhteen

Johtopäätöksiä

1. Kilpailullinen open access –tasapaino johtaa aina

liikainvestointeihin kalastuselinkeinoon ja se voi johtaa myös

biologiseen liikakalastukseen ( tasapainokanta on MSY-

tason alapuolella) sijoittuuko kilpailutasapaino MSY-tason alapuolelle

riippuu kustannusrakenteesta

2. Gordon-Schäfer -mallissa ei tapahdu sukupuuttoon

kalastamista, näin ei toki kaikissa malleissa, joissa

saalisfunktio määritellään eri tavoin

3. Syy open access –tasapainon ongelmiin on omistusoikeuden

puute kalastusalueella kenenkään ei kannata suojella kalakantaa, koska yhden

kalastajan vähennys ilmenee vain toisten saaliin ja

voiton kasvuna

D. Kalastuksen ohjauskeinojen tarkastelua

1. Tavanomaiset ”määrärajoitukset” Useimmiten käytössä olevat rajoitusmuodot ovat

aikarajoitus kalastuksen harjoittamiselle aluerajoitus sallittaville pyyntipaikoille vieherajoitus sallittaville vieheille

Näiden instrumenttien avulla voidaan rajoittaa

kalastettua määrää kohti yhteiskunnan hyvänä pitämää

tasoa mekanismi: instrumentit johtavat kalastuskustannusten

nousuun (epäsuorasti) ja käytetyn panosmäärän laskuun heikkous: eivät vaikuta niihin taloudellisiin kannustimiin,

jotka tyypillisiä open access –tilanteelle, eli taloudelliset

voitot pysyvät nollassa

2. Panosvero kalastukselle

Idea: asetetaan vero t jokaiselle käytetylle panosyksikölle Verollinen kalastuskustannus c* = c(1+t) Optimi voidaan saavuttaa tällä instrumentilla, mutta open

access –insentiiviongelma säilyy edelleen

Grafiikka:

3. Kaupattavat kalastuskiintiöt

jokaiselle kalastajalle jaetaan tietty määrä lupia, jotka

oikeuttavat kalastamaan määrän h tonnia tai N kappaletta

kalaa samalla kalastajille annetaan mahdollisuus kaupata lupia

toisilleen

lupien summa = yhteiskunnallisesti optimaalinen saalis Huom.: tämän myötä myös kalastuspanos ja kalakanta

asettuvat yhteiskunnallisesti optimaaliselle tasolle

katsotaan graafisesti:

Lupien etuja

Jos luvat jaetaan ilmaiseksi, niin kalastuksen

kustannukset eivät kasva, eikä pyrkimys tehokkaaseen

kalastukseen vähene, joten nyt kalastajien voitto on

positiivinen, kun se muiden instrumenttien oloissa oli

nolla tehokkaat kalastajat voivat ostaa tehottomat ulos

markkinoilta lupien arvo on varallisuutta, jonka suuruus kiinnostaa

kalastajia

Peliteoriamallit

Sovelletaan kansainvälisiin neuvotteluihin sekä

kalastajien keskinäiseen kilpailuun. Rationaaliset valtiot maksimoivat nettonykyarvoaan

ottaen huomioon toisten valtioiden strategisen

käyttäytymisen (reaktiokäyrä). Tasapainossa (Nash) yksipuolinen poikkeaminen ei ole

optimaalista. Verrataan yhteistyötapausta yhteistyöhaluttomuuden

tapaukseen.

V. Kaitala and Marko Lindroos [2007]:  “Game Theoretic Application to Fisheries”, in Handbook of Operations Research on Natural Resources (A. Weintraub, C. Romero, T. Bjørndal and R. Epstein eds.), Springer, 201-216.

Kalakantojen strateginen hyödyntäminen

Kalastaja 2

Ryöstökalastus Suojelu

Kalastaja 1 Ryöstökalastus 3, 2 40, -5

Suojelu -5, 40 30, 20

Strategiat

Valtiot hyödyntävät yhteistä uusiutuvaa luonnonvaraa.

Valtioilla on tässä kaksi strategiaa: ryöstökalastus ja

suojelu. Ryöstökalastus–strategia voidaan ajatella lyhytnäköiseksi

toiminnaksi, jolla koetetaan saada mahdollisimman pian

hyödyt itselle (open access). Suojelu –strategia

puolestaan tarkoittaa resurssin käyttämistä kultaisen

säännön osoittamaan tapaan. Mikäli molemmat valitsevat suojelu –strategian on helppo

nähdä että yhteen laskettu voitto (hyvinvointi) on

maksimissaan (=50).

Nash-tasapaino

Tämä yhteistyöratkaisu ei ole kuitenkaan tasapaino, sillä

molemmilla on kannustin poiketa tästä strategiasta ja

maksimoida lyhytnäköisesti resurssin hyödyntämistä ja

valita siis ryöstökalastus (free-riding). Tällöin molemmat saavat 40, mikä on suurempi kuin

yhteistyöstä saatava. Tämäkään ei ole vielä tasapaino,

vaan toisenkin valtion kannattaa valita ryöstökalastus –

strategia. Yhteistyöhaluttomuuden tasapainossa molemmat

menettävät verrattuna yhteistyötapaukseen (Tragedy of

the Commons, Hardin 1968).

Yhteistyön saavuttaminen

Ongelmana kansainvälisissä resurssikysymyksissä onkin

se miten yhteistyö saavutetaan. Eräs tapa saavuttaa yhteistyötasapaino on ns. trigger –

strategioiden käyttö toistetussa pelissä. Peliä toistetaan

äärettömän monta kertaa. Mikäli toinen pelaaja vaihtaa

yhteistyön (suojelu) resurssin lyhytnäköiseen

saalistukseen (ryöstökalastus ) toinenkin pelaaja vaihtaa

tähän ei-kooperatiiviseen strategiaan ja pysyy siinä pelin

loppuun saakka (ikuisesti).

Koalitiopelit

Useamman valtion resurssin hyödyntämisen ongelmia on

usein järkevää tutkia koalitiopelien avulla. Tässä otetaan

huomioon valtioiden keskenään muodostamat liittoumat

(koalitiot) toisten valtioiden kanssa käytävissä

neuvotteluissa. Esimerkiksi kolmen pelaajan tapauksessa valtiot 1 ja 2

voivat tehdä yhteistyötä, ja valtio 3 on

yhteistyösopimuksen ulkopuolella. Kolmen pelaajan tapauksessa mahdollisia koalitioita ovat {1}, {2}, {3}, {1,2}, {1,3}, {2,3} ja {1,2,3}.

Yhteistyörakenne tasapainossa

Mahdolliset koalitiostruktuurit ovat vastaavasti: {1}, {2}, {3} {1}, {2,3} {2}, {1,3} {3}, {1,2} {1,2,3}. Esim. pelaajan 1 saama voitto riippuu siitä liittoutuvatko

valtiot 2 ja 3 keskenään vai eivät. Ongelmana on löytää stabiili koalitiostruktuuri.

Marko Lindroos, L. G. Kronbak and V. Kaitala [2007]: ”Coalitions in Fisheries Games”, In Advances in Fisheries economics - Festschrift in Honour of Professor Gordon R. Munro (T. Björndal, D. Gordon, R. Arnason and U. Sumaila eds.), Blackwell, 184-195.

Lehtiä ja järjestöjä

Marine Resource Economics (MRE), Journal of

Environmental Economics and Management (JEEM),

Land Economics, American Journal of Agricultural

Economics (AJAE) International Institute of Fisheries Economics and Trade

(IIFET) <http://oregonstate.edu/dept/IIFET/> European Association of Fisheries Economists (EAFE)

Food and Agriculture Organization of the United Nations

(FAO) <http://www.fao.org/> Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos (RKTL) YE:n Fisheries Research ryhmä: <

http://www.honeybee.helsinki.fi/mmtal/ye/research/research_areas/fisheries.html

>

Tutkimusta

Kansainvälisten kalastussopimusten stabiilisuus

(Pintassilgo, Finus, Lindroos, Munro) Kansainvälinen näkökulma Itämeren lohen kalastukseen

(Kulmala, Levontin, Pintassilgo, Pakarinen, Kuikka) Pohjanmeren sillin kansainväliset sopimukset (Rahikainen) Monilajimallit ja kansainvälinen hyödyntäminen (Kronbak,

Lindroos) Harmaahylkeen arvottaminen (Parkkila) Lohen virkistyskalastuksen arvottaminen (Parkkila) Lohen yhteiskunnallisesti optimaalinen hyödyntäminen

(Kulmala, Laukkanen, Michielsens) Hylje-lohi konflikti (Kulmala, Parkkila, Kunnasranta,

Varjopuro)