Kalataloustiede (fisheries economics)

1. Kalataloustiede (fisheries economics) WETS711 4.2.-5.2.2008 Marko Lindroos, Taloustieteen laitos HY Ympäristöekonomia http://www.mm.helsinki.fi/~mjlindro/WETS711.html

2. 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.

3. 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)

4. 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

5. 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

6. Käsitteitä ja perusongelma • Oletus: Kaikki päätöksentekijät rationaalisia, silti yhteiskunnallista optimia vaikea saavuttaa Käsitteet: • yhteisomistusresurssit • tragedy of the commons • taloudellinen ja biologinen liikakalastus säätelyn tärkeys

7. Kalastuksen säätelyn tasoja • kalat • kalastuslaivasto • kalanjalostus • kuluttajat • säätelijät • valtiot • alueelliset kalastusorganisaatiot (RFMO) • YK • Tutkija • Kenen pitäisi säädellä? Mitä säätelemme? Mikä on tieteen rooli?

8. Vaihtoehtoisia tavoitteita • Kalakannan romahtamisen välttäminen (precautionary approach) • Biodiversiteetti ja ekosysteemit • Työllisyys • Vientitulot • Aluetalous • Yhteiskunnallisesti optimaalinen kalastuspolitiikka: Pitkän aikavälin tuottojen maksimointi

9. Optimaalisen kalastuspolitiikan määrittäminen • A. Kalakannan kasvu luonnontilassa • B. Ihminen kalakannan modifioijana • C. Kalastuksen taloudellinen analyysi: kilpailutasapaino ja yhteiskunnallinen optimi • D. Kalastuksen ohjauskeinojen tarkastelua

10. 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.

11. 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.

12. Logistinen kasvufunktio • Jos tällaiset biologiset taustatekijät ovat ajassa vakioita, voidaan kalakannan kasvua kuvata varsin osuvasti ns. logistisenkasvufunktion 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

13. 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?

14. 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

15. 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:

16. Gordon-Schäfer -malli

17. 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:

18. 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)

19. 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

20. 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

21. Uusiutuvien luonnonvarojen taloustiede(Renewable resource economics) • Miten uusiutuvia resursseja voidaan hyödyntää tehokkaasti pitkällä tähtäimellä?

22. 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 rajatulovastaa kalastuspanoksen kustannusta. • Optimi graafisesti:

23. 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

24. Johtopäätöksiä • 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 • Gordon-Schäfer -mallissa ei tapahdu sukupuuttoon kalastamista, näin ei toki kaikissa malleissa, joissa saalisfunktio määritellään eri tavoin • 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

25. 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

26. 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:

27. 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:

28. 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

29. 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.

30. Kalakantojen strateginen hyödyntäminen

31. 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).

32. 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).

33. 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).

34. 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}.

35. 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.

36. 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>

37. 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)