基于貼現率的西北太平洋柔魚生物經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.國家遠洋漁業工程技術研究中心；4.漁業可持續開發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濟頭足類之一［1］。我國于1993年對該資源進行開發，之后捕撈規模和作業海域不斷擴大，產量穩定在6～10萬t間［2］，是我國遠洋漁業重要的捕撈對象。國內外學者在柔魚漁業生物學，包括種群結構、洄游、年齡與生長等，漁場形成與變動、資源量變動以及漁業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管理參考點。但在柔魚漁業資源生物經濟學方面則沒有研究。目前，國內利用生物經濟學模型來研究漁業資源優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］，且傳統的生物經濟模型只考慮貼現率α＝0和α＝∞ 兩種特殊情況，未考慮貼現率變化對漁業資源優化配置的影響［16］。漁業資源開發是1個系統工程，不僅涉及資源數量本身，而且還包括投入成本、經濟效益以及社會就業、生態影響等。因此，本研究依據漁業資源經濟學的理論和方法［16－17］，利用我國魷釣船在西北太平洋海域捕撈的柔魚產量、捕撈努力量和經濟成本與漁獲數據，探討不同貼現率情況下柔魚漁業資源生物經濟學的優化配置，為西北太平洋柔魚漁業資源管理策略提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 數據來源

漁獲量數據來源于1996—2011年中國大陸魷釣船漁業生產統計數據，包括作業天數、日漁獲量、作業船次等，作業海域為38°N～46°N，150°E～165°E，由中國遠洋漁業協會上海海洋大學魷釣技術組提供。作業成本數據和柔魚價格數據以舟山市寧泰遠洋漁業有限公司為基準，近年來每天單船作業成本約為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生物經濟模型 一般的Gordon-Schaefer生物經濟模型如下：

式中：π為利潤；TR為總收入；TC為總成本；p為價格；Y為產量；f為捕撈努力量；q為可捕系數；K為環境負載容量；r為種群內稟增長率；c為單船作業成本［16］。根據Ichii等［18］和曹杰［19］的研究結果，柔魚種群內稟增長率r為1.19；根據陳新軍等［11］研究結果，環境負載容量K為57.2萬t，可捕系數q為0.5×10－5。

由此模型可以推出最大可持續產量（Maximum Sustainable Yield，MSY）、最大經濟產量（Maximum E-conomic Yield，MEY）和生物經濟平衡點（Bio-economic Equilibrium，BE）及其所對應的捕撈努力量fMSY、fMEY和fBE（見表1）。

表1 MSY、MEY和BE及對應的捕撈努力量和產量Table 1 The arithmetic of fishing effort and yield corresponding to MSY，MEY and BE

1.2.2 最優種群數量模型 以Schaefer剩余產量模型為基礎構建最優種群數量模型，可求得最優種群資源量水平［20］。最優種群數量（B＊）模型如下：

式中：B＊為最優種群資源數量；Y＊為最優持續產量；α為貼現率。

1.2.3 確定貼現率的近似方法 在漁業資源開發時，通常要權衡長遠利益和當前利益的關系，這種關系與貼現率有關［21］。葉昌臣和王文波［22］提出了確定貼現率的近似方法：

式中：D為當前利益占的比重，D∈［0，1］；BD＊為根據D值變化的種群數量。

1.2.4 貼現率供給曲線對資源配置的影響 若漁業資源開發以MEY為追求目標，則其貼現供給曲線就是最優控制漁業的供給曲線［16］，假定需求是無限彈性，即漁獲價格為常數，以Schaefer模型為基礎，根據公式（3）和（4）可推出最優持續產量Y＊是p的函數，繪制成曲線就是最優控制漁業的供給曲線，由于Y＊也受貼現率α的影響，因此也稱為貼現供給曲線。結合西北太平洋柔魚漁業經濟數據，可得到柔魚魚價與最優種群數量B＊、最優持續產量Y＊的關系。

2 結果

2.1 MSY、MEY和BE點的產量及其對應捕撈努力量

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

2.2 不同貼現率情況下的柔魚資源量及產量估算

在貼現率α為0、0.05、0.1等11種情況下模擬了柔魚資源開發狀況（見圖1）。由圖1可知，當貼現率為α＝0時，柔魚資源的最優種群數量（B＊）為34.60萬t，對應的最優持續產量（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，對應的產量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，對應的產量YMSY＝17.02萬t，其捕撈努力量為11.90萬船次。當貼現率α為0.3～0.5時，其柔魚資源量相對穩定，且達到最優種群數量水平（見圖1）。

圖1 不同貼現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，其模擬的結果是柔魚漁業的利潤最高，產量中等，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，其模擬結果捕撈努力量最高，為18.81萬船次，即該漁業就業機會最多，但產量最低，漁業利潤等于0。當D＝0.279時，貼現率α＝0.46時，即當前利益占長遠利益的27.9%，此時，漁業產量達到了最大可持續產量，因此可選擇MSY為柔魚漁業的管理目標（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值下柔魚資源開發過程中的貼現率、作業成本及利潤Fig.3 The discount rate，cost and profit under the different Dvalues for Ommastrephes bartramii fishery

2.4 貼現率供給曲線對柔魚資源配置的影響

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

圖4 西北太平洋柔魚漁業貼現率供給曲線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 柔魚資源開發現狀分析

我國于1993年開始對西北太平洋柔魚資源進行開發利用［2］，是目前捕撈柔魚最主要的國家和地區之一，1996—2008年產量基本上維持在8～12萬t，但在2009年，柔魚產量急劇下降，達到歷史最低水平。本文結合貼現率的生物經濟模型，通過對比1996—2011年16年間的西北太平洋柔魚的產量數據，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的最大可持續產量MSY為17.02萬t，對應的捕撈努力量為11.9萬船次。結合我國的生產實際，可知當前西北太平洋柔魚資源狀況仍處在良好狀態，并未遭受過度捕撈，這一結 果與陳 新軍等［10－11］和曹 杰等［12］結果相似。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 貼現率和價格變動分析

貼現率對漁業資源開發將會產生很大的影響，但其影響程度也取決于不同的種類［17］，內稟增長率大的種群，貼現率對其資源開發利用的影響不敏感，反之，則敏感性大［16］。因此，結合柔魚資源本身的生物經濟學特性，合理確定貼現率可確保漁業資源的可持續利用。本研究通過對貼現率對西北太平洋柔魚資源量最優種群數量和最優持續產量的影響進行分析，得知西北太平洋柔魚的最大可持續產量MSY為17.02萬t，最大經濟產量 MEY為16.29萬t，當貼現率α＝0.43時，最優持續產量Y＊等于最大可持續產量MSY。這說明貼現率對西北太平洋柔魚資源種群數量水平的影響不明顯，但貼現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定，其能達到最優種群數量水平，可保證柔魚漁獲量始終處在MSY之下，從而實現柔魚資源的可持續開發和利用。根據調研的經濟數據顯示，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、產卵場表溫等因素對柔魚資源補充量會產生一定的影響，從而導致柔魚漁業漁獲產量及其價格的劇烈波動。

3.3 漁業管理策略探討

由于我國在西北太平洋柔魚生產的漁獲產量約占該種類總產量的80%以上［2］，經修正后在該海域的最高年產量為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產量MSY，可以采用MSY作為西北太平洋柔魚漁業的管理目標，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，漁業管理部門可適當地增加捕撈努力量，以有效開發柔魚資源。

同樣，柔魚漁業資源可持續開發也可以采用經濟手段來調節。但由于柔魚價格受市場和資源量的影響，人們對其調節的能力較低。漁業管理及其有關部門可通過貼現率來進行調節，例如，選擇適當的貼現率（α＝0.3～0.5）可對柔魚的捕撈產量進行調控，綜合考慮當前利益與長遠利益的關系（D＝0.2～0.3），確保柔魚資源保持在最優種群數量水平，從而達到可持續利用西北太平洋柔魚資源的目的。

本研究應用的基于貼現率的Gordon-Schaefer模型是單一種群的生物經濟模型，沒有考慮種群間的競爭關系、捕食與被捕食關系，以及環境因子對西北太平洋柔魚資源的影響。后續的研究中應系統開展基于生態和環境因素的西北太平洋柔魚生物經濟學模型及其資源優化配置的研究，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。

［1］王堯耕，陳新軍.世界大洋性經濟柔魚類資源及其漁業［M］.北京：海洋出版社，2005：152-153.

［2］Chen X J，Chen Y，Tian S Q，et al.An assessment of the west winter-spring cohort of neon flying squid （Ommastrephesbartramii）in the Northwest Pacific Ocean［J］.Fisheries Research，2008，92（2-3）：221-230.

［3］馬金，陳新軍，劉必林，等.北太平洋柔魚漁業生物學研究進展［J］.上海海洋大學學報，2011，20（4）：563-570.

［4］李建華，陳新軍，劉必林，等.夏秋季西北太平洋柔魚漁業生物學的初步研究［J］.上海海洋大學學報，2011，20（6）：890-894.

［5］唐峰華，伍玉梅，樊偉.北太平洋柔魚生殖群體結構特征及繁殖生物學［J］.中國海洋大學學報：自然科學版，2011，41（增2）：72-78.

［6］Yatsu A，Tanaka H，Mori J.Population structure of the neon flying squid，Ommastrephesbartramii，in the North Pacific Ocean［C］.//Okutani T.Contributed Papers to International Symposium on Large Pelagic Squids.Tokyo：Japan Marine Fishery Resources Research Center，Tokyo，1998：31-48.

［7］樊偉.衛星遙感漁場漁情分析應用研究－以西北太平洋柔魚漁業為例［D］.上海：華東師范大學，2004.

［8］陳新軍，田思泉.西北太平洋柔魚資源豐度時空分布的GAM模型分析［J］.集美大學學報：自然科學版，2006，11（4）：295-300.

［9］范江濤，陳新軍，曹杰，等.西北太平洋柔魚漁場變化與黑潮的關系［J］.上海海洋大學學報，2010，19（3）：378-384.

［10］陳新軍，錢衛國，劉必林，等.利用衰減模型評估柔魚西部冬春生群體資源［J］.海洋湖沼通報，2008（2）：130-140.

［11］陳新軍，曹杰，劉必林，等.基于貝葉斯Schaefer模型的西北太平洋柔魚資源評估與管理［J］.水產學報，2011，35（10）：1572-1581

［12］曹杰，陳新軍，田思泉，等.基于世代分析法的西北太平洋柔魚冬春生西部群體資源評估［J］.中國海洋大學學報：自然科學版，2010，40（3）：37-42.

［13］張廣文，陳新軍，李綱.東黃海鮐魚生物經濟模型及管理策略探討［J］.上海海洋大學學報，2009，4：447-452.

［14］王雅麗，陳新軍，李綱.基于貼現率的東黃海鮐魚動態生物經濟模型分析［J］.資源科學，2011，11：2157-2161.

［15］王從軍，陳新軍，李綱.東、黃海鮐魚生物經濟社會綜合模型的優化配置研究［J］.上海海洋大學學報，2013（4）：623-628.

［16］陳新軍.漁業資源經濟學［M］.北京：中國農業出版社，2004：62-105.

［17］Clark，C W.Bioeconomic Modeling and Fisheries Management［M］.New York：Tohn Wiley，1985.

［18］Ichii T，Mahapatra K，Okamura H，et al.Stock assessment of the autumn cohort of neon flying squid（Ommastrephesbartramii）in the North Pacific based on past large-scale high seas driftnet fishery data［J］.Fisheries Research，2006，78（2）：286-297.

［19］曹杰.西北太平洋柔魚資源評估與管理［D］.上海：上海海洋大學，2010.

［20］Clark，C W.Mathematical Bioeconomics：The Optimal Manage-ment of Renewable Resources［M］.New York：John Wiley＆Sons，1990.

［21］馬中.環境與資源經濟學［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［22］葉昌臣，王文波.漁業管理中確定貼現率的一種近似方法［J］.水產科學，1990，9（1）：23-27.

［23］邵全琴，馬巍巍，陳卓奇，等.西北太平洋黑潮路徑變化與柔魚CPUE的關系研究［J］.海洋與湖沼，2005，36（2）：111-122.

［24］陳新軍，田思泉.利用GAM模型分析表溫和時空因子對西北太平洋海域柔魚資源狀況的影響［J］.海洋湖沼通報，2007（2）：104-113.

［25］田思泉，陳新軍，馮波，等.西北太平洋柔魚資源豐度與棲息環境的關系及其時空分布［J］.上海海洋大學學報，2009，18（5）：586-592.