研究

投资于公地:尽管开放获取，短暂的福利创造了激励

• 摘要
• 简介
• 方法
  • 模型概述
  • 与实证数据的比较
• 结果
• 讨论
• 对本文的回应
• 致谢
• 数据可用性
• 文献引用

介绍

在环境治理方面，一些最大的成功和最艰巨的挑战都集中在森林和渔业等共同资源上。早期关于管理公共资源池以避免过度使用的想法集中于建立中央政府控制或私有产权(Scott 1955, Hardin 1968)。最近，研究人员已经证明，当地资源用户可以采取自愿的集体行动来可持续地管理这些资源(Berkes et al. 1989, Ostrom 1990)。这种在更广泛的多中心治理安排中设定的地方集体行动，可以促进社会生态对资源崩溃的恢复力(Feeny et al. 1990, Dietz et al. 2003, Carpenter and Brock 2004, Gutiérrez et al. 2011)。

在有限的访问条件下，当这些投资产生的收益大于不投资所产生的收益时，用户可能会有投资改善或维护资源的动机(Ostrom 1998)。相比之下，在开放获取条件下，投资的激励会减少或消除，因为随着资源的改进吸引更多的用户进入系统，任何回报都会消散(Smith 1968)。因此，先前关于集体行动的有利条件的研究主要集中在资源使用者通过政府或社区定义的规则拥有排他性产权的情况下(Berkes等人1989年，Feeny等人1990年，Ostrom 1990年，McGinnis 1999年，Dietz等人2003年)。

北美的大多数休闲渔业都是开放获取的公共池资源，因为休闲垂钓者的许可证费用很低，可获得的许可证数量是无限的(2013年后，Arlinghaus等人2019年)。然而，当地垂钓者在自愿养鱼方面的投资在整个北美和世界各地的开放获取渔业中广泛存在(Korth和Klessig 1990, Lorenzen等人1998,Johnson等人2009)。这一观察结果、其他近期的经验证据表明，共享资源有时可以在不限制获取或明确边界规则的情况下成功管理(Baggio等人，2016年，Moritz等人，2018年)，以及全球休闲渔业的危险状态(2013年后，Arlinghaus等人，2019年)，都表明有必要重新审视开放获取公共池资源投资的理论。

为了探索开放获取公共池资源的投资，我们采用了一个经典的渔业动态模型(Smith 1968)，我们将其参数化并使用经验数据进行了测试。我们展示了一种以前未被承认的机制，它可以为公共资源池的投资创造激励，即使在广泛的开放获取条件下(以前认为这种条件会消除这种激励)。

方法

模型概述

我们采用了一个经典的开放获取渔业模型(Smith 1968)来描述一个湖泊休闲渔业，在这个模型中，要么是当地的管理者，要么是中央集权的管理者，通过选择随时间推移投资鱼类的比率，来寻求其管辖范围内个体的福利最大化。当地管理者是湖滨居民组成的集体行动组织，只关注居民垂钓者的福利最大化。中央管理机构是一个国家渔业机构，因此它对福利的定义包括常驻垂钓者，也包括居住在其他地方、到湖里钓鱼的流动垂钓者。我们关注的是在开放获取条件下，激励本地和集中管理人员对公共资源池进行投资的条件;我们没有探讨地方集体行动的出现，这在其他地方已经被广泛讨论过(Ostrom 1990)。我们在附录1中提供了完整的模型描述，包括方程和参数值，并在附录2中解析求解最优载畜率。

在我们的模型中，居民和漫游者的捕捞努力对捕捞质量的反应积极而缓慢(Smith 1968)，分别为居民和漫游者定义为当前的平均净捕捞收益减去获取成本。获取成本影响渔业中的努力分配，是我们模型中垂钓者群体之间的一个重要异质性轴，因为居民的边际获取成本比漫游者低(Clawson 1959, Brown和Mendelsohn 1984)。我们的努力模型遵循开放获取渔业的生物经济学理论，该理论假设努力对当前平均净效益的反应是短视的(Gordon 1954, Smith 1968, McConnell和Sutinen 1979, Anderson 1993)。尽管短视行为是开放获取中总捕捞努力模型的标准假设，但开放获取中资本投资的替代模型已经建立在资源用户具有理性预期并基于整个未来净收益路径做出参与决策的假设基础上(例如，Berck and Perloff 1984, McKelvey 1985)。然而，我们的设定的特点是参与的资本要求相对较低，这表明短视行为的假设可以更好地代表参与决策。捕鱼努力模式的迟滞通常被理解为反应时间的迟滞，因为需要从一个渔场抽走资本，并将资本投资于其他用途。对于娱乐性的垂钓来说，参与的投入是最少的，一个更好的动机是期望和实现效用之间的差异。例如，在适应性预期模型中，个体根据过去的信息制定他们的预期，如果鱼类资源水平随着时间的推移而下降，垂钓者会系统地过度预测他们从钓鱼中获得的效用，导致即使在效用为负时也会缓慢退出。适应性预期在我们的场景中是一个合理的假设，在垂钓者无法观察到鱼类资源水平的情况下，它是在使用收入向后滚动平均来定义预期捕鱼收入的钓鱼地点选择经验模型中最常用的假设(Smith和Wilen 2003年)。根据北美大多数休闲渔业的开放性质，我们假定没有正式或非正式的机构限制人们的努力。

我们的模型可以推广到任何以捕捞为导向的休闲渔业，但在本分析中，我们从文献中将其参数化，以代表白眼开放获取渔业(桑德vitreus)在美国威斯康星州北部的湖泊中。在该地区，休闲渔业在社会、经济和生态方面都具有重要意义，并得到了广泛研究(Liu et al. 2007)。大眼鱼是最常见的捕捞和储存品种;捕捞主要是为了收获，但自愿释放的比例很低(Fenton等人，1996年，Beard等人，2003年，Gaeta等人，2013年)。该地区的集体行动组织经常投资在其湖泊中饲养白眼鱼，尽管维持和加强渔业只是导致这些组织最初形成的众多因素之一(Gabriel和Lancaster, 2004年)。与威斯康星州北部一样，白眼鱼及其同类鱼类支撑着北美北部和欧亚大陆重要的休闲渔业。

我们对模型进行数值求解，以找出在地方管理或集中管理下使管理目标最大化的最优随时间的放养率，并确定产生放养投资激励的条件。

与实证数据的比较

为了检验我们的模型结构的有效性和实用性，我们检查了模型预测的局部和集中蓄水量的比率，以及模型预测的鱼类丰度，是否与该模型参数化区域的一组湖泊的观测数据相似。威斯康辛州北部维拉斯县和奥内达县的46个湖泊获得了当地和集中放养、常驻和流动垂钓者的努力以及(在大多数情况下)白眼鱼数量的数据。所有这些湖泊都有由国家维护的公共船只下水。对于每一个这样的湖泊，我们参数化了我们模型的一个版本，其中包括特定湖泊的常驻垂钓者和流动垂钓者的努力，流动垂钓者的访问成本和为收获支付的意愿，以及可捕捞性的估计。然后，在不拟合或调整模型的情况下，我们询问特定湖泊模型对载畜率和白眼数量的预测是否与观测数据相似。

结果

尽管开放获取，但当地用户有明显的动机投资渔业(图1)。只要有居民垂钓者存在，当地管理者的最优均衡放养率为正，且与居民垂钓者对总努力的贡献呈正相关(图1A)。常驻垂钓者和游动垂钓者在平衡状态下的贡献取决于初始条件，因为一组垂钓者的高初始努力降低了另一组垂钓者的渔获效益(附录1，图A1.1)。当地在饲养方面的投资导致了当地居民和漫游者福利的增加(图1B，附录3)。当居民占平衡倾斜努力的大部分时，对居民的收益是最大的，但即使当居民相对于漫游者很少时，收益也是正的。

对当地投资的激励来自于向平衡过渡期间积累的短暂福利(图2A)。我们用一个初始化于开放存取、无库存平衡的模拟来说明这一结果;这代表了出现投资激励的最不利条件，结果也适用于其他初始化，如“原始”状态，捕捞努力低，鱼类资源接近承载能力(附录4，图A4.1)。与经典的开放获取渔业模型一样，我们的模型表明，租金在平衡状态下消散(图2A)。尽管如此，在向平衡过渡的过程中，随着更高的捕捞率吸引了系统的努力，福利也会大幅增加。随着渔获率下降和努力开始离开该体系，这些福利收益随之而来的是福利损失，但收益大于损失。此外，任何时候从最优储存路径切换到不储存的替代方案都会导致福利的急剧减少，因此也就失去了激励(图2A，虚线)。对当地投资的激励不依赖于开放准入的制度限制(我们的模型中不存在)，也不依赖于流动垂钓者相对于居民的高准入成本(图1)，如果努力的边际成本增加，我们模型的关键结果是成立的(附录5)。

短暂的福利也为集中的管理者投资渔业创造了激励(图1、图2B)。中央管理者对福利的定义包括游民和常驻垂钓者;因此，集中管理下的最优放养率更高(图1A)，放养带来的福利收益更大(图1B)。这些增长部分来自于漫游车的高获取成本，因此相对于居民，他们对收获的重视也很高(附录3)，但即使我们将漫游车和居民的收获价值设定为相等(图1A中虚线黄色的线)，这种增长仍然存在。集中式管理者对福利的更广泛的定义也意味着，与地方管理不同，最优放养率和放养带来的福利收益与当地垂钓者对总均衡努力的贡献呈负相关(图1A、1B)。当居民参与了钓鱼的大部分工作时，集中和地方管理导致了相似的放养率和福利收益。

经验观察显示的模式与我们的模型预测的模式相似(图3)。当地湖泊组织和中央管理机构的白眼鱼放养量在绝对和相对方面都有很大差异(图3A)。地方湖泊组织的存贮率低于中央机构(平均= 4和31鱼公顷^－1一年^－1分别t₃₈= 5.2,p< 0.001)。当地放养与垂钓者池中居民的比例呈正相关，而集中放养与居民垂钓者池中居民的比例呈负相关。在居民占垂钓者努力的80%的湖泊中，两种管理制度下的放养率相似(图3B;与图1A中的实线比较)。在定量上，该模型对局部载畜率的预测相当准确，但对集中载畜率的预测偏低(图3C)。无论是局部放养还是集中放养，白眼密度的经验观察也与模型预测一致(图3C);尽管经验集中载畜率很高，但这是有意义的，因为开放获取条件下的平衡鱼类密度与载畜率无关，只依赖于我们有特定湖泊的经验估计的参数(附录1,Eq. A1.8，表A1.1)。

讨论

我们的结果表明，即使在开放获取的情况下，瞬时动态也会产生投资改善公共池资源的激励。经济学家认为，在动态模型中，瞬时福利是投资于渔船等剥削性资本的激励因素(Smith 1968, Berck和Perloff 1984, McKelvey 1985, Sanchirico和Wilen 1999, Wilen 2018)，但我们表明，它也可以创造投资于改善资源的激励因素，而且即使在均衡状态下净效益被驱动为零，这些激励因素也可以持续存在。Moritz等人(2018)假设，保持系统向平衡过渡的扰动机制等生态动力学可以防止过度使用开放获取公共池资源。我们的研究结果提供了一种机制理解，即对于开放获取公共池资源的独特投资激励而言，过渡时期的重要性可以驱动集体行动决策和均衡结果。

该模型预测了均衡状态下的正放养率(图1)，即使对垂钓者的净收益被驱动为零(图2)。综合这些结果表明，即使垂钓者从捕捞的鱼类中得不到任何净收益，赔本经营也是最优的，因为垂钓者从捕捞的鱼类中获得的效用正好被他们的获取成本所抵消。这是因为在任何时候停止储存都会造成一个痛苦的过渡到一个新的生物经济平衡，一个更低的未储存鱼类数量。尽管净收益完全耗散的假设对于休闲渔业可能是强有力的(Horan等人，2011年)，但我们的研究结果表明，观察共同池资源系统中的集体行动投资并不一定意味着该系统中的资源开发是谨慎或有效的。

当地的库存率与我们预测的最优值相似，而中央管理机构的库存率要高得多(图3C)。至少有三种我们的模型没有捕捉到的机制可能有助于高度集中的库存。首先，中心化的管理者可能会考虑比我们所包含的目标功能更广泛的利益。特别是，高捕捞努力本身往往是一项重要的管理目标，尽管对渔业的可持续性构成挑战，因为它具有积极的近期经济影响。这在海洋商业渔业中是公认的(Stephenson and Lane 1995, Worm et al. 2009)，但可能也适用于像我们研究区域这样的休闲渔业，因为渔业努力是区域经济的重要贡献者(美国人口普查局2016年)。第二，研究区集中管理机构优先考虑人口康复储备，而不是休闲储备。因此，集中管理人员可能会以与垂钓者的收益和成本无关的方式来评估鱼类种群保护目标。为恢复而饲养鱼类可能需要投入许多鱼类，以克服生态临界点、鱼类种群和捕捞努力之间的正反馈或环境随机性。第三，集中式管理机构可能面临巨大的政治压力，要求它们储备，即使这样做在生物学或经济上都不合理。我们的建模方法的未来细化可以考虑更细致的集中决策过程模型和更广泛的目标函数定义。 For example, including the economic multiplier effects of fishing effort in objective functions could account for manager considerations of regional benefits of stocking. In addition, considering potential costs of stocking to biodiversity and ecosystem function could better align fisheries management with conservation objectives (Camp et al. 2017).

我们发现，对开放获取公共池资源的地方投资存在激励因素，这为越来越多的文献提供了佐证，这些文献强调涉及多个规模机构的多中心治理安排的好处(Schoon等人，2015年)。我们的分析强调，允许甚至鼓励本地用户投资改善公共资源池，而不是将这些权力限制在中央政府，可以为本地和非本地用户提供好处。这可以减轻中央管理人员的预算压力，从而使资金能够战略性地重新部署。结合其他有关地方管理的论点——如政策多样化、实验、响应性和学习(Lorenzen和Garaway 1998年，Carpenter和Brock 2004年，Lebel等人2006年，Berkes 2009年，Fujitani等人2017年)——我们的工作有助于展示公共资源池的地方管理如何能够成功，即使是在开放获取的情况下。然而，我们的工作也表明了集中治理在提高社会福利方面的明确作用，尽管在远离休闲渔业开放获取方面存在社会和政治限制。例如，我们表明，在流动垂钓者数量众多的湖泊中，严格依赖当地投资产生的福利比集中管理所能实现的要低得多，因为当地管理者的投资只能偶然地使游钓者受益(图1B)。考虑到当地资源用户和流动资源用户的数量差异很大的真实情况(如图3B)，中央管理人员的干预可能是优化包容性社会福利投资的必要条件。同样，集中干预可能是必要的，以对抗居民减少湖泊对漫游车的可达性的动机，从而为自己获取更大份额的渔业效益和任何投资(图1)，或实现其他社会和保护目标(Carpenter and Brock 2004)。因此，我们既强调了更大权力下放的潜力，也强调了在空间复杂、开放获取的公共池资源中持续集中治理的必要性。

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