研究，一部分的特别功能变化海洋中的加拿大和跨界渔业管理:盘点，未来情景

beplay竞技气候变化、威胁点的转移和跨界鱼类资源的管理

• 摘要
• 简介
• 方法
  • 数据
  • 解决不确定性
• 结果
  • 加拿大和美国渔业产生的当前利润
  • 利润总额的比例，威胁点转移，以及当前联合管理安排的稳定性
• 讨论和结论
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

beplay竞技气候变化正在影响海洋生物多样性(Pörtner等人，2014年，Gattuso等人，2015年，张等人，2009年)，海洋物种改变了它们的分布(张等人，2013年，Pinsky等人，2013年)，一些鱼类种群的生产力和潜在渔业捕鱼量下降(Free等人，2019年)。此外，随着气候变化的继续发beplay竞技展，如果温度不保持在比工业化前水平高1.5°C以下，预计将对全球渔业的管理和经济产生重大影响(Hoegh-Guldberg等，2018年)。这些影响包括被开发的海洋物种的潜在捕鱼量减少(Noone等人，2013年，Gattuso等人，2015年)，潜在渔业收入减少(Lam等人，2016年)，对海鲜消费者的家庭预算(Sumaila, 2019年)，以及对他们提供的社会福利(Allison等人，2009年)，以及邻国之间的冲突增加(Pinsky等人，2018年)。

共有鱼类有三种类型:(1)跨界鱼类是指在两个或两个以上相邻沿海国家的专属经济区(EEZ)之间洄游的鱼类;(2)跨界鱼类在邻近专属经济区和公海之间迁移;(3)高洄游(跨界)鱼类，即在一个或多个沿海国家的专属经济区和公海之间洄游的鱼类，这实际上指的是金枪鱼(Sumaila 2013年)。渔业经济学家应用博弈论模型来研究博弈中参与者的可能结果，以及鱼类命运方面的自然(Munro 1979, Sumaila 2013)。这是因为该理论适用于多个战略参与者，例如加拿大和美国，捕捞同一跨界鱼类，例如太平洋大比目鱼(Sumaila, 1997年)一个，贝利等人。2010)。在博弈论中，约翰·纳什的“威胁点”被定义为博弈论模型中合作博弈解稳定时每个参与者必须获得的最小收益，这通常是非合作博弈的结果(Nash 1953, Sumaila 2013)。博弈论模型被用来理解如何实现经济高效和稳定的结果以及生物可持续的渔业管理(Clark 1980, Levhari和Mirman 1980)。特别是，博弈论已被用于研究跨界鱼类资源的最佳管理(Sumaila 1995, 1997)b, 1997年c和共享渔业，如巴伦支海鳕鱼(Sumaila, 1997年)b)、太平洋鲑鱼(Miller和Munro, 2002)、本格拉流鳕鱼(Sumaila等人，2004)和太平洋沙丁鱼(Cisneros-Montemayor等人，2020)。对实际协定的模拟研究和分析也阐明了可以谈判和维持互利合作管理安排的条件。博弈论模型可以在解释渔业问题和评估政策选择方面发挥有用的作用。我们使用威胁点的概念来研究博弈论的视角如何有助于理解气候变化将给国际共享资源带来的挑战，以及如何利用这种理解来促进这些资源的可持续管理。beplay竞技

我们将研究的三种跨界鱼类在现有合作管理安排下对加拿大和美国的当前收益指定为每个国家的初始威胁点。威胁点数是玩家议价能力的指标，因为这是玩家在合作破裂时所获得的回报。

基于Palacios-Abrantes等人(2020)描述的模型，我们探索了加拿大和美国之间不断变化的股票份额比率的经济学。特别地，我们计算了两国目前的收益或威胁点，并确定了它们与在不同气候变化情景下联合管理鱼类种群的现状管理制度相比可能发生的变化。beplay竞技然后，我们讨论了这些预测的变化可能如何影响当前两个邻国之间这些物种的跨界管理安排的稳定性。

研究结果表明，目前三种跨界鱼类种群管理安排的不稳定性取决于种群数量和气候变化的强度。beplay竞技这一发现表明，目前的联合管理制度的三个鱼类中的两个(大西洋鳕鱼Gadus morhua以及黄尾鱼挣扎Limanda ferruginea)会随着气候变化加剧而变得不那么稳定，在全球变暖加剧的情况下beplay竞技，它们的管理变得更具挑战性。对于这些鱼类，美国和加拿大需要制定先发制人和灵活的管理和政策制度，以便能够定期调整现有的联合管理协定。例如，它们可以在协定中列入对威胁点的定期审查，然后可作为重新谈判现有协定的基础。

方法

我们的重点是加拿大和美国在大西洋和太平洋海岸共同管理的跨界渔业的三个例子。在大西洋，我们重点关注分布在缅因湾内的大西洋鳕鱼和黄尾比目鱼种群，加拿大和美国有管理这些种群的安排(TRAC 2016年，CIA 2017年)。据此，根据西北大西洋渔业组织(NAFO)在北纬46.2°和南纬41.5°以及经度-72°W和-64°E范围内的5Y、5Ze和4X划分，对缅因湾的布局进行了总面积的亚群分析(图1)。对于太平洋海岸，分析基于太平洋大比目鱼(Hippoglossus stenolepis)，由国际太平洋大比目鱼委员会(IPHC)管理，该委员会的范围从加利福尼亚(美国)到不列颠哥伦比亚(加拿大)和阿拉斯加(美国)附近的水域。虽然美国的渔业谈判是由各州进行的，但在本研究中，阿拉斯加和美国相邻各州被视为一个参与者。尽管这种假设似乎有些不切实际，但它仍然是有用的，因为最终美国作为一个国家做出决定。在加拿大，海洋渔业由联邦政府管理，因此，加拿大联邦政府是这场游戏中代表国家的唯一参与者。

我们建立了一个气候-海洋生态系统和经济模型的集合(Lam等人，2016年，Sumaila 2019年)，并使用它们来确定气候变化可能如何改变每个国家当前获得的利润。beplay竞技我们估计了在两种不同气候变化情景下，以IPCC代表性浓度路径(RCP)为特征的鱼类物种生物量和最大捕捞潜力(MCP)的变化。RCP2.6是一个强有力的减缓温室气体排放情景，预计到21世纪末将导致2.6 Wm的净辐射强迫^－2(Meinshausen et al. 2011)。RCP8.5是一个高温室气体排放情景，预计净辐射强迫为8.5 Wm^－2到本世纪末。按照Sumaila等人(2019)描述的方法，使用动态生物气候包络模型(DBEM;张et al. 2016)和由美国国家海洋和大气管理局地球物理流体动力学实验室的GFDL-ESM2M模型组成的地球系统模型集合(ESMs) (https://www.gfdl.noaa.gov/earth-system-model/)、Pierre Simon Laplace研究所的IPSL-CM5LR模型(https://cmc.ipsl.fr/ipsl-climate-models/)和马克斯普朗克气象研究所的MPI-ESM (https://www.mpimet.mpg.de/en/science/models/mpi-esm/)．

esm模拟温度、氧含量(用O表示)的变化₂浓度)、净初级产量，以及1951年至2099年的洋流模式、盐度和海冰范围等其他变量。然后，esm的结果被用于预测气候变化对所研究的三个物种的生长、生产和分布的影响(张等，2010年)。beplay竞技为了预测三种研究物种的生物量(B)和MCP的未来变化，假设捕捞死亡率是实现最大可持续产量所需的水平(参见张等人，2016年关于该方法的详细信息)。估算了2015 - 2099年在高排放和低排放情景下，各ESM边界内各物种的B和MCP相对于当前(2005 - 2014)期间的变化。

基于MCP的预测变化，我们计算了加拿大和美国在两种气候情景下从三种鱼类种群产生的捕获量、总成本和利润的变化。首先，我们计算了当前(2005年至2014年)每年的捕鱼量、总成本、收入和在加拿大和美国现有联合管理安排下的利润。对于每一个渔场，总成本是根据渔具成本和各自渔获份额的加权平均值来估计的。具体地说,让C_{p, t0}表示球员的接球p在起始年(即t = t0)和V_{p, t0}而且W_{p, t0}分别用重量表示捕鱼的单价和单位成本，然后是玩家的利润p在分析之初，π_{p, t0，}是由:

(1）

我们的主要假设是，气候变化将改变加拿大和美国以大西洋鳕beplay竞技鱼、太平洋大比目鱼和黄尾比目鱼为目标的渔业的相对利润，因为它会导致鱼类生物量生产力和分布的变化(张et al. 2010, 2015)。也就是说,π_{p, t0}≠π_p、钛对于每只股票我=[本世纪中叶,end-of-midcentury]。

我们计算了加拿大和美国在威胁点上的潜在变化，即在分别描述于21世纪中期和末期的两种气候变化情景下，这两个国家可能产生的当前价值利润。对每个ESM进行了估计，并以平均值(±s.d.)表示，以考虑模型结构的不确定性。威胁点的相对变化作为讨论当前加拿大和美国之间针对这些重要共享物种的跨界管理协定在气候变化面前的稳定性的基础(见NOAA 2018年双边协定和安排清单)。beplay竞技我们计算利润的现值，因为在本文中，我们只关心每一种情况下的相对利润，而不是绝对利润。现有跨界鱼类资源管理的稳定性取决于每个国家在世纪中期(2041-2060年)和世纪末(2080-2099年)在高排放和低排放条件下从每种鱼类资源产生的总利润中所占比例相对于分析开始时的变化。

我们含蓄地假设种群的份额部分取决于其跨国家海洋边界的分布，有证据表明太平洋鲑鱼的配额在过去必须重新谈判，以调整该物种在加拿大和美国之间的分布变化(Miller和Munro, 2002年)。

数据

我们使用了工业渔业部门按渔国、渔具(即钩和线或拖网)和鱼类报告的登陆量(即，不包括弃置物)。大西洋鳕鱼和黄尾比目鱼的数据由《我们周围的海洋》提供(Zeller等，2016年)。对于太平洋大比目鱼，登陆数据由ipc提供。每个物种的自然历史数据从FishBase收集。我们依靠两个主要的渔业经济数据库来估计收入。每个国家捕获的每种物种的船外价格由Tai等人(2017)计算，该数据建立在Sumaila等人(2007)和Swartz等人(2013)的基础上。每个渔具的捕捞成本需要计算利润，这是从Lam等人(2011)得到的。需要注意的是，我们假设实际价格不变。这在一定程度上使我们能够将气候变化的影响隔离开来。beplay竞技尽管如此，通过对该参数进行敏感性分析，很容易探索这一假设对我们的结果的影响。 We run a sensitivity analysis on the fixed costs and prices assumption considering three future scenarios in which these could change. For each scenario, we randomly selected three values from 5% to 50% using the R function runif (R studio base) for both price and cost (Appendix 1, Table A1). We then estimated future cost and price (Var) (l)，为每个物种及国家开列如下:

(2)

在哪里或是原始值，年代场景,r是随机数。最后，对于每个情景、物种和专属经济区，我们估计了在高排放气候变化情景下的本世纪中叶的未来利润(附录1，图A1)。

解决不确定性

考虑到我们的分析设计，我们应用了一些方法来捕捉地球系统模型、气候变化场景以及气候变化下物种分布的相应建模中的不确定性(Palacios-Abrantes et al. 2020)。beplay竞技使用多个esm使我们能够捕捉到嵌入在气候变化模型中的结构不确定性。此外，未来有关应对气候变化政策的社会决策自然存在模糊性。beplay竞技我们通过考虑两种极端的RCP情景来解决这种不确定性，这两种情景包含了IPCC目前使用的所有可能的缓解路径。对于这项研究来说，可能更重要的是，提供关键生物和经济参数的数据存在不确定性，这些参数用于模拟物种分布和估计这种变化的经济影响。所有使用的数据都来自全球构建渔业相关数据库的努力，采用不同的方法解决数据差距，因此，尽管这些数据库已被广泛使用，但也存在不确定性(Lam等人，2011年，Zeller等人，2016年，Tai等人，2017年)。

结果

加拿大和美国渔业产生的当前利润

目前大西洋鳕鱼的捕鱼量在加拿大和美国之间是平衡的，略微向加拿大倾斜(表1)。至于黄尾比目鱼，加拿大的捕鱼量几乎是美国的两倍。另一方面，在太平洋大比目鱼方面，美国的捕获量是加拿大的五倍。尽管目前各国获得的折扣利润与黄尾比目鱼和太平洋大比目鱼的捕捞模式相同，但每具不同的船外价格改变了大西洋鳕鱼的模式。根据数据，美国每吨的利润(1803美元)几乎是加拿大(921美元)的两倍;这主要是由于船外价格的差异，美国的船外价格每吨高出近1000美元。

气候变化beplay竞技预测表明，到21世纪中期，无论RCP情景如何，这两个国家的太平洋大比目鱼的非贴现利润都将增加，而其他两种大比目鱼的非贴现利润将减少(图2)。预计这种趋势将持续到21世纪末，届时加拿大和美国的渔业利润都将下降，但太平洋大比目鱼渔业除外。

利润总额的比例，威胁点转移，以及当前联合管理安排的稳定性

利润给两国的平均份额变化对大西洋鳕鱼以及黄尾鱼挣扎在高排放而大比目鱼的分享或比例的利润非常稳定,不管气候变化场景(图3)。大西洋鳕鱼,相对威胁点回报加拿大气候变化加剧了这个国家39%的份额从低利润的增加最初的高总利润在高排放量的65%。beplay竞技这主要是由于物种分布的潜在极移，因此，增加了加拿大专属经济区的捕获量。尽管不太确定，但即使在低排放的情况下，这种转变也是可能的。最后，黄尾比目鱼的平均比例显示了加拿大在高排放条件下的议价能力下降。到本世纪末，这种模式发生了逆转，加拿大的议价能力实际增加到甚至高于最初的水平。然而，由于esm的不确定性，在高排放的情况下，到本世纪末可能会发生变化，或者在低排放的情况下，利润占总利润的比例可能会大幅下降到几乎50% - 50%。

讨论和结论

我们重点讨论了气候变化可能如何影响加beplay竞技拿大和美国共享的当前跨界鱼类种群管理安排的稳定性和恢复力。我们应用博弈论模型对两个参与者(加拿大、美国)进行了研究，研究了随着气候变化加剧，三种重要跨界渔业的威胁点可能发生的变化。beplay竞技从广义上讲，我们在这些例子中讨论了气候变化如何影响国家间渔业合作治理的经济前景的问题。beplay竞技

如表1所示，在加拿大和美国之间，太平洋大比目鱼产生的利润有很大的差异。这是因为美国地区分配了太平洋大比目鱼总允许捕获量(TAC)的80%，因为加拿大只有一个地区(不列颠哥伦比亚海岸2B;IPHC 2019)。我们的分析表明，目前加拿大和美国对太平洋大比目鱼的联合管理安排可能是稳定的，至少在某种程度上对气候变化具有弹性(图1)。在两种气候变化情景下，初始联合管理均衡收益非常稳定，两国总利润的初始比例几乎没有变化。beplay竞技这很可能是由于大比目鱼从邻近的美国迁移到加拿大，随后又从加拿大迁移到阿拉斯加。此外，由于更合适的环境，渔业的范围有可能向上扩展(Palacios-Abrantes等，2020年)。因此，阿拉斯加的潜在增加量要大于相邻各州的损失量。然而，这并不是目前跨界管理大西洋鳕鱼和缅因湾黄尾比目鱼的情况。尽管该区域内的利润总体减少，但在高排放情况下大西洋鳕鱼的平均比例将向有利于加拿大的方向变化，从而增加该国对-à-vis美国的议价能力。这是因为威胁点实际上会从最初的美国主导(61%对39%的加拿大)转变为本世纪末的加拿大占多数，即65%对35%的美国。 The implication is that the current joint management arrangements for this stock are unstable and not resilient to the impacts of climate change on the distribution and productivity of these stocks.

就黄尾比目鱼而言，加拿大不仅在研究区域内收获了更多的存量，而且由于所用的渔具和船外价格的因素，其捕捞成本也较低。随着黄尾比目鱼的栖息地扩展到新的适宜区域，其种群比例的波动对联合渔业管理提出了挑战。例如，在协议中，鳕鱼和黄比目鱼的管理仅限于缅因州湾内的东部亚种群，因此，种群分布的潜在本地化变化可能对该安排的恢复力更加重要(palacioso - abrantes 2020)。这种波动也代表着不稳定和对条约有效期的威胁，就像上世纪70年代末加拿大和美国中断了关于太平洋鲑鱼的谈判那样。弗雷泽河红鲑鱼的环境变化(雄鱼nerka)的数量导致加拿大船队的大量拦截，迫使美国船队增加了鲑鱼的捕获量。这种新情况造成了《太平洋鲑鱼条约》的不平衡，威胁到鱼类的可持续性。谈判持续了10年，在条约进行了一系列修改后，包括建立一个作为实际附带支付的保护基金，才恢复了共同管理(Miller等人，2013年)。

跨界种群合作可以有不同层次的协议，从科学合作到全面联合管理(Miller et al. 2013)，参与者从两个(例如，加拿大和美国在太平洋大比目鱼方面)到多个(例如，监管类金枪鱼物种的区域渔业管理组织由多个国家组成)。例如，加拿大、墨西哥和美国共享太平洋沙丁鱼(Sardinops sagax)在加利福尼亚海流中。然而，尽管墨西哥和美国有一份关于太平洋海洋资源科学合作的谅解备忘录(MEXUS-Pacífico研究计划;NOAA 2018)、加拿大和美国缺乏包括沙丁鱼在内的任何正式协议(DFO 2018)。研究表明，当太平洋沙丁鱼渔业的经济效益被视为一个整体而非特定国家时，基于生态系统的合作捕捞策略优于部分和非合作策略(Cisneros-Montemayor等人，2020年)。制定针对该物种的联合合作计划尤为重要，因为沙丁鱼的分布受到气候的强烈影响，因此很难随着该地区气候历史模式的变化而进行预测(Bond等人2015年，Cavole等人2016年，Cisneros-Montemayor等人2020年)。与由各方遵守的ipc规则不同，缅因湾协议不是官方的(例如，建议分配规则不具有约束力)，使其对未来库存转移的抵御能力较弱(Palacios-Abrantes等人，2020年)。例如，尽管对缅因湾鱼类的分布进行了加权配额分配(当前和历史分布分别为90-10%;TRAC 2016)，各国对提议的配额没有任何义务，最终决定由国家层面做出(Soboil和Sutinen 2006)。将这些类型的安排正式化将加强它们的法律基础，使它们更能适应气候变化的影响，如所提出的那些(Miller et al. 2013)。beplay竞技

为了应对气候变化，跨界合作捕鱼协议和安排必须解决生态和社会政治方面的差距。beplay竞技总的来说，各国需要准备好分享更多的信息并就科学进步进行合作，以应对气候变化所带来的生态不确定性(Miller et al. 2013)。beplay竞技这将是国际协议和安排在其管理措施中明确应对气候变化的基础(见Koubrak和VanderZwaag 2020)。beplay竞技这不仅会产生响应路径(而不是等待和行动)，而且还会减少物种分布变化与政策执行之间的速度不匹配(Pinsky和Fogarty 2012)。具体来说，当物种的分布转移到新的ezz (Pinsky等人，2018年)和退出其他ezz (Oremus等人，2020年)时，将需要包括管理工具。最后，如果协议要抵御与气候变化相关的不确定性，合作政策框架必须具有适应性、包容性、灵活性和生态系统基础(Engler 2020, Palacios-Abrantes等人2020)。beplay竞技

如前所述，考虑气候变化下不确定性对渔业管理的影响，对于未来采取最佳管理决策非常重要(Morley等人，2018年)。beplay竞技在我们的分析中，我们捕捉到了两个主要的不确定性来源，一个是不同esm的结构(图1中的误差条)，另一个是接下来的气候变化情景。太平洋大比目鱼在结构和情景不确定性方面的变化较小。这可能是由于在更大的空间尺度上esm有更好的分辨率(Morley等人，2018年)以及管理区域级别的DBEM。目前，IPHC监管领域涵盖了大多数已知物种的分布(IPHC和Gustafson 2017;另请参阅http://www.aquamaps.org)．因此，如Palacios-Abrantes等人(2020年)所见，南极存量的潜在向极转移最有可能影响南部地区(纬度43以下的加拿大和美国)。尽管这种转变可能会带来其他类型的复杂情况，但在考虑联邦层面的威胁点和联合管理时，这可能不是一个问题。这对大西洋鳕鱼和黄尾比目鱼的影响是不同的。即使在低排放的情况下，威胁点转移的可能性也给管理这些共享库存带来了挑战。提前为鱼类比例的这种波动作出规划，并采用更多以当地为基础的模型，可以减少不确定性，提高协议的弹性，并有助于渔业的可持续性。

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