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1、第七章 自然资源的最佳利用,本章主要内容,自然资源的分类与功能 自然资源的最佳利用条件 不可再生资源的最佳利用,第一节 自然资源的分类与功能,一、自然资源的分类 1、可再生资源与不可再生资源 可再生资源：能够运用自然力保持或增加蕴藏量的自然资源。 不可再生资源：不能运用自然力增加蕴藏量的自然资源。 又可分为可回收资源与不可回收资源 许多资源是可再生与不可再生资源的混和。 例如土壤,第一节 自然资源的分类与功能,一、自然资源的功能：为什么必需的 1、作为废物处理与再加工企业来说，资源是必需的 2、对于满足人们的精神需要来说，资源是必需的 3、对于维持生态系统来说，资源是必需的 4、作为一种生产投
2、入来说，资源是必需的 人们一般比较关注第4层含义 环境资源论手法，则关注所有含义,第二节 自然资源的最佳利用条件,一、不考虑开采成本的情况下 1、目标：社会福利函数的最大化 不连续情况下的社会福利函数为： 假定存在社会贴现率，并连续的情况下，社会福利函数为：,第二节 自然资源的最佳利用条件,一、不考虑开采成本的情况下 2、约束条件1：所有资源存量必须在开采结束时开采完并使用完。资源存量消耗率资源存量开采率 初始存量S0，t时刻资源的开采率和使用率Rt 也可以表示为微分形式,第二节 自然资源的最佳利用条件,一、不考虑开采成本的情况下 2、约束条件2：资本存量的变化 资本存量的变化，等于产出与消费
3、的差额 用生产函数表示时：,第二节 自然资源的最佳利用条件,一、不考虑开采成本的情况下 3、模型总结 选择Ct和Rt的值，t=0,1,以使下列目标函数最大化 其约束条件为：,第二节 自然资源的最佳利用条件,一、不考虑开采成本的情况下 3、模型最优解：,QRt为产出对可耗尽资源的偏微分 QKt为产出对资本偏微分 分别为资源与资本的边际产量 Pt为自然资源的影子价格 t为资本的影子价格,第二节 自然资源的最佳利用条件,一、不考虑开采成本的情况下 3、模型最优解2：静态效率条件 任何一期边际效用，要等于资本影子价格。一个单位产出用于消费的边际净收益等于用于增加资本存量的边际净效益。 自然资源的边际产
4、品价值，必须等于自然资源存量的边际价值或者影子价格。 产出单位与资本单位是一样的,第二节 自然资源的最佳利用条件,一、不考虑开采成本的情况下 3、模型最优解3：动态效率条件：每种资源或者资产获得同样的报酬率在任何时点上相同，并等于社会贴现率 资源影子价格的增长率（也就是报酬率）应等于社会贴现率。霍特林法则 资源的贴现价值在所有时间序列上应该相等。 初始价格不同，满足霍特林法则的价格路径也不同：霍特林法则仅仅是最优的必要条件，而非充分条件。,第二节 自然资源的最佳利用条件,一、不考虑开采成本的情况下 3、模型最优解3：动态效率条件：每种资源或者资产获得同样的报酬率在任何时点上相同，并等于社会贴现
5、率 物质资本回报（即其价格增值加上其边际生产力）必须等于社会贴现率。,第二节 自然资源的最佳利用条件,二、考虑开采成本的情况下 1、模型总结 选择Ct和Rt的值，t=0,1,以使下列目标函数最大化 其约束条件为：,第二节 自然资源的最佳利用条件,二、考虑开采成本的情况下 2、模型最优解：,QRt为产出对可耗尽资源的偏微分 QKt为产出对资本偏微分 分别为资源与资本的边际产量 Pt为自然资源的影子价格 t为资本的影子价格 tGRt为边际开采成本 GSt为随资源存量变化的资源开采成本,区分总价格与净价格 净价格=总价格边际成本,第二节 自然资源的最佳利用条件,三、应该考虑的其它情况 1、向另外一种
6、不可再生资源的转化 第二种不可再生资源的开采成本较高，但在一段时期内，第二种资源的边际开采成本增长率较低。 当第一种资源的边际开采成本上升到一定程度后，转化成为可能。 什么程度？,第二节 自然资源的最佳利用条件,三、应该考虑的其它情况 2、发现新的资源或者技术进步 随着一种资源易于开采的部分已经开采殆尽，则发现和开采新资源的边际成本不断上升。 技术进步可以降低开采成本。,第三节 不可再生资源的利用,一、不可再生资源的存量 1、当前存量 当前价格下开采能够取得利润的储藏量。 2、潜在储藏量 在可能价格下可以开采的储藏量 取决于人们为取得这些资源而愿意支付的价格。 3、总储藏量 地球上某种自然资源
7、的总量。,技术回报率达到10以上的石油资源预测（1976年价格：美元）,资料来源：美国国会（U. S. Congress), 1978, 美国石油开发的潜力。,不可再生资源的经济学与地质学认识,不可再生资源的分类,第三节 不可再生资源的利用,一、不可再生资源的存量 计算资源储藏量时的常见错误 1、使用当前储藏量代表最大潜在储藏量 静态储藏指数：当前储量同当前消费的比例。 低估资源的使用年限。 假设条件：1）资源耗尽之前，资源的年消耗量不变 2）资源储藏量不变，当前储藏量等于潜在储藏量 2、把整个资源的储藏量当作特定价格下的潜在储藏量 价格不能无限上涨。,第三节 不可再生资源的利用,二、不可再生
8、资源的供给过程 1、勘探 确定资源储藏量，探明资源的地质特征 2、开发 为采集准备场所和设备 3、采集 从地下取出资源 每一阶段的成本，不仅影响本阶段的决策，而且影响到其它阶段的决策。,第三节 不可再生资源的利用,三、不可再生资源的最佳开采利用 一个初始量给定的只出不进的水池，怎样放水才能使总利润最大化。 目标函数：资源开采价格和开采成本之差称为“租”，使各个时期租的总和最大化 约束条件： 1）资源存量随开采而减少 2）资源初始存量给定 3）开采成本随资源存量的减少而上升 4）资源价格不能超过由替代品价格决定的一个价格上限,第三节 不可再生资源的利用,三、不可再生资源的最佳开采利用 最优解的结
9、果如上节所示。 得到对一般资源而言，存在 gk= g资源的生物学或地质学增长率 k资本价值的增长率 社会贴现率,第三节 不可再生资源的利用,三、不可再生资源的最佳开采利用 最优解的结果如上节所示。 对不可再生资源而言，存在 k= 开采资源的价格增长率必须等于贴现率 Hotelling rule 开采资源的价格增长率必须等于贴现率（其它财产利率）的情况下，对于开采者来说，把资源保存在地下与开采出来，这样两种选择，没有偏好。,第三节 不可再生资源的利用,三、不可再生资源的最佳开采利用 最优解的结果如上节所示。 存在开采成本的情况下 地下资源价格与开采出来的资源价格（井口价格）不同。 如果资源总量有
10、限，总开采成本还应该包括使用者成本：今天开采对于未来开采经净收益的机会成本。则 P*cu P*为最优价格； c为边际开采成本； u为边际使用者成本,第三节 不可再生资源的利用,三、不可再生资源的最佳开采利用 最优解的结果如上节所示。 未来预期的影响： 1）对未来资源价格的预期上涨，即当前开采的使用者成本，推迟开采 2）未来技术进步的加速，降低开采成本，推迟开采 投资利率的上升的影响： 当前开采率上升。,第三节 不可再生资源的利用,三、不可再生资源的最佳开采利用 案例：能源的生产与消费问题（参见张帆,1998） 1、价格管制 规定价格上限 消费方面：过低的价格会使人们过多地开采和消费资源。 供给
11、方面：资源产量将少于没有管制时的产量。 偏离资源的有效配置。,第三节 不可再生资源的利用,三、不可再生资源的最佳开采利用 案例：能源的生产与消费问题 2、卡特尔问题：垄断的影响 减少产量。提高价格，使资源配置偏离最优。 1）需求的价格弹性 2）需求的收入弹性 3）其它供给者的影响 卡特尔成员之间的不一致,第三节 不可再生资源的利用,三、不可再生资源的最佳开采利用 案例：能源的生产与消费问题 3、国家石油安全问题 考虑风险情况下的石油供求平衡。 石油禁运情况下的对策： 自力更生的代价 政府可能的政策选择,思 考 题,1、自然资源的可以划分为几类？各有什么特征？ 2、不考虑开采成本情况下的资源最佳
12、利用模型的 构成是什么？ 3、不考虑开采成本情况下的资源最佳利用的条件是什么？ 4、开采成本的考虑对资源最佳利用有什么影响？ 5、如何不可再生资源的储藏量？ 6、霍特林法则的含义是什么？,参 考 文 献,1、张帆著环境与自然资源经济学（第7章、第8章），上海人民出版社，1998年3月 2、罗杰珀曼等著自然资源与环境经济学（第七章、第八章），侯元兆等译，中国经济出版社，2002年4月 3、Tom Tietenberg, Environmental and Natural Resource Economics, Fifth Edition, Ch7, Ch8, Ch9, 清华大学出版社，2001年9月,
