Uusiutuvat luonnonvarat Kalastuksen taloustiede: Luentoteemat

Samankaltaiset tiedostot
Peliteoria ja kalatalous YE4

2. Uusiutuvat luonnonvarat: Kalastuksen taloustiede

YLE 5 Luonnonvarataloustieteen jatkokurssi Kalastuksen taloustiede

Yhteistyö ja kiistat avomerikalastuksessa *

2. Uusiutuvat luonnonvarat: Kalastuksen taloustiede

Peliteorian soveltaminen hajautettujen järjestelmien protokollasuunnittelussa (valmiin työn esittely)

SEKASTRATEGIAT PELITEORIASSA

Kansallinen säätely YE4

Luento 5: Peliteoriaa

MS-C2105 Optimoinnin perusteet Malliratkaisut 5

PELITEORIAN TALOUSTIETEELLISIÄ SOVELLUKSIA

Luento 5: Peliteoriaa

Luonnonvarataloustieteen näkökulmiakansallisen lohistrategiansuunnitteluun

ECONOMICS AND CONSERVATION OF THE BALTIC SALMON ITÄMEREN LOHEN SUOJELU TALOUSTIETEEN NÄKÖKULMASTA. Soile Kulmala

Prof. Marko Terviö Assist. Jan Jääskeläinen

Luento 8. June 3, 2014

11 Oligopoli ja monopolistinen kilpailu (Mankiw & Taylor, Ch 17)

Yhteistyötä sisältämätön peliteoria jatkuu

Peliteoria luento 3. May 27, Peliteoria luento 3

Nollasummapelit ja bayesilaiset pelit

Bayesin pelit. Kalle Siukola. MS-E2142 Optimointiopin seminaari: Peliteoria ja tekoäly

Itämeren lohen suojelu ja talous. Soile Kulmala. Erikoistutkija SYKE/LYNET-yhteistyö

12 Oligopoli ja monopolistinen kilpailu

Pohdiskeleva ajattelu ja tasapainotarkennukset

Peliteoria Strategiapelit ja Nashin tasapaino. Sebastian Siikavirta

Sekastrategia ja Nash-tasapainon määrääminen

Epätäydellisen tiedon jatkuvat pelit. Mika Viljanen Peliteorian seminaari

Hintakilpailu lyhyellä aikavälillä

Mikrotaloustiede Prof. Marko Terviö Aalto-yliopisto BIZ 31C00100 Assist. Jan Jääskeläinen Syksy 2017

Rationalisoituvuus ja yleinen tieto rationaalisuudesta

Johdanto peliteoriaan Kirja kpl. 2

Luento 5: Peliteoria

Luento 9. June 2, Luento 9

1. Kuntosalilla on 8000 asiakasta, joilla kaikilla on sama salikäyntien kysyntä: q(p)= P, missä

Tilastollisia peruskäsitteitä ja Monte Carlo

Kaksi sovellusta robustien päätössuositusten tuottamisesta

Dynaaminen hintakilpailu ja sanattomat sopimukset

Tutkimustiedonhallinnan peruskurssi

UUSI KALASTUSLAKI PARANTAA KALAKANTOJEN ELINVOIMAISUUTTA JA KALASTUKSEN EDELLYTYKSIÄ

Pelien teoriaa: tasapainokäsitteet

Monitieteiset ympäristöopinnot, kurssitarjonta

Peliteoria luento 1. May 25, Peliteoria luento 1

KALASTUSLAIN TOIMEENPANO miten hoidamme kalakantamme kuntoon

4 Kysyntä, tarjonta ja markkinatasapaino

Sekastrategiat ja intensiiviyhteensopivuus

Toistetut pelit Elmeri Lähevirta. MS-E2142 Optimointiopin seminaari: Peliteoria ja tekoäly

Aavan meren suojelun edistäminen (nk. BBNJprosessi) Ympäristövaliokunta Sara Viljanen, YM Margareta Klabbers, UM

Pelaajien lukumäärä: suositus 3 4 pelaajaa; peliä voi soveltaa myös muille pelaajamäärille

Mat Dynaaminen optimointi, mallivastaukset, kierros 5

Blackjack on korttipeli, jossa pelaajan tavoitteena on voittaa pelinhoitaja.

Käyttö- ja hoitosuunnitelmat sekä yhteistyöryhmien roolit

Tuloperiaate. Oletetaan, että eräs valintaprosessi voidaan jakaa peräkkäisiin vaiheisiin, joita on k kappaletta

Uusien keksintöjen hyödyntäminen

Yhteistyötä sisältämätön peliteoria

PELITEORIAN PERUSTEITA

Suomen luonnon monimuotoisuuden suojelun ja kestävän käytön strategia ja toimintaohjelma; väliarviointi

Ahvenen ja kuha saalismäärät sekä merimetso Suomen rannikkoalueilla. Aleksi Lehikoinen Merimetsotyöryhmä

KANTAKOHTAISEEN LOHENKALASTUKSEEN. Tornio Kalervo Aska pj. Tornio-Muoniojokiseura ry

Osa 12b Oligopoli ja monopolistinen kilpailu (Mankiw & Taylor, Chs 16-17)

Kommunikaatio Visa Linkiö. MS-E2142 Optimointiopin seminaari: Peliteoria ja tekoäly

ESSEE-TEHTÄVÄT 1. KYSYMYS

Aalto-yliopiston laatujärjestelmä ja auditointi. Aalto-yliopisto Inkeri Ruuska, Head of Planning & Management Support

Evolutiivisesti stabiilin strategian oppiminen

Prof. Marko Terviö Assist. Jan Jääskeläinen

LAAJENNETUN MUODON RATIONALISOITUVUUS. S ysteemianalyysin. Arno Solin Laboratorio. Aalto-yliopiston Teknillinen korkeakoulu

KUTUVALTIOPERIAATE Hemälvsprincipen

suurtuotannon etujen takia yritys pystyy tuottamaan niin halvalla, että muut eivät pääse markkinoille

Strateginen kanssakäyminen Taloustieteen perusteet Matti Sarvimäki

Peliteoria luento 2. May 26, Peliteoria luento 2

Strateginen kanssakäyminen. Taloustieteen perusteet Matti Sarvimäki

monitavoitteisissa päätöspuissa (Valmiin työn esittely) Mio Parmi Ohjaaja: Prof. Kai Virtanen Valvoja: Prof.

Tulevaisuuden suuntaviivat sisävesikalataloudessa. Järvitaimenkannat kasvuun Keski- Suomessa Matti Sipponen

Signalointi: autonromujen markkinat

Y56 laskuharjoitukset 6

Mikrotaloustiede Prof. Marko Terviö Aalto-yliopisto BIZ 31C00100 Assist. Jan Jääskeläinen Syksy 2017

Laskuharjoitus 1. Markkinoitten mallintaminen ja Internet-markkinat Saara Hämäläinen, Helsingin yliopisto, syksy 2016

TALOUSTIETEEN LUENTOJEN TEHTÄVÄT

Epätäydellisen tiedon jatkuvat pelit

Dynaamisten systeemien teoriaa. Systeemianalyysilaboratorio II

Kalastusalueiden toiminnan lopetus. Jenny Fredrikson Kalatalouden Keskusliitto Kalastuslakipäivät

Mikrotaloustiede Prof. Marko Terviö Aalto-yliopisto BIZ 31C00100 Assist. Jan Jääskeläinen Syksy 2017

Merialuesuunnitteludirektiivin valmistelu - tilannekatsaus

Evolutiivinen stabiilisuus populaation

Sisävesien vajaasti hyödynnettyjen ekologisesti kestävä saalispotentiaali

Copernicus, Sentinels, Finland. Erja Ämmälahti Tekes,

Experiment on psychophysiological responses in an economic game (valmiin työn esittely) Juulia Happonen

Elinkeinokalatalouden kehittäminen

Dynaaminen hintakilpailu ja sanattomat (epäsuorat) sopimukset osa II

Yt-lakikysely Suomen Yrittäjät

KUNTASEMINAARI KARI KINNUNEN

VESIPARLAMENTTI KARI KINNUNEN

1 Di erentiaaliyhtälöt

Kesto ja budjetti. Hankkeen kestoaika: INTERREG IVC-hanke

Lakinäkökulmaa kalastuksen järjestämiseen

Millaista tietoa tarvitaan tietoon perustuvassa kalavarojen käytön suunnittelussa?

Yhteenvetoa merimetson vaikutuksista kalakantoihin

Paljonko maksat eurosta -peli

1 Komparatiivinen statiikka ja implisiittifunktiolause

Harjoitus 6: Simulink - Säätöteoria. Syksy Mat Sovelletun matematiikan tietokonetyöt 1

4 Kysyntä, tarjonta ja markkinatasapaino (Mankiw & Taylor, 2 nd ed., chs 4-5)

Transkriptio:

Uusiutuvat luonnonvarat Kalastuksen taloustiede: Luentoteemat 2.1 Johdanto 2.2 Schäfer-Gordon malli 2.3 Kansallinen säätely 2.4 Kansainväliset kalastussopimukset 2.5 Monilajimallit 1

Esimerkkejä kansainvälisistä resurssisopimuksista: London Convention on the Protection of Wild Fauna in Africa (1900; never ratified) International Convention for the Regulation of Whaling (1946) Treaty on Principles Governing the Activities of States in the Exploration and Use of Outer Space (1967) Convention on International Trade in Endangered Species (CITES) (1973) International Tropical Timber Agreement (1983; renegotiated in 1994) Convention on Biological Diversity (1992) 2

2.4 Kansainväliset kalastussopimukset Tarve kansainväliselle yhteistyölle Vain kestävillä kansainvälisillä sopimuksilla voidaan taata biologinen ja taloudellinen tehokkuus. Peliteorian yhdistäminen kalamalleihin antaa hyvän menetelmät kalastussopimusten tarkasteluun 3

Neuvottelujen luonne Valtioiden tavoitteena allekirjoittaa ja ratifioida sopimuksia maksimoidakseen taloudellista hyvinvointiaan Neuvottelut ovat aikaa vieviä Sopimukset eivät ole valtioita sitovia vapaaehtoiset sopimukset (self-enforcing) 4

Kansainvälisiä ongelmia Uudet jäsenet sopimuksissa Epäselvät omistusoikeudet kalastusalueilla Millä ajanhetkellä sopimukset kannattaa ratifioida? Hyötyjen jakaminen: Kuinka suuri osuus hyödyistä jaetaan kullekin valtiolle? 5

Peliteoriamallit Havainnollistavat kansainvälisiä ongelmia Selittävät valtioiden käyttäytymistä Mekanismit kestävien sopimusten luomiseksi Ei-kooperatiiviset pelit vain yhden päätöksentekijän hyötyjen optimointi open access Kooperatiiviset pelit hyötyjen jako optimikalastus 6

Schäfer-Gordon malli kahdelle valtiolle Oletetaan kahden kalastusvaltion malli ja identtinen kustannusrakenne. Molemmat valitsevat kalastuspanoksensa itsenäisesti ottaen kuitenkin huomioon, että toisenkin valtion kalastuspanos vaikuttaa kalakannan kokoon. 7

Kalakantaa hyödynnetään kestävästi dx dt F ( 2 x) h1 ( t) h ( t) 0 F( x) Rx(1 x/ K) h1 qe1x & h2 qe2x 8

Steady state kalakanta q( E ( 1 1 E x K 2 R ) ) kansainvälisten kalastusongelmien perussyy: kalaa ei riitä kaikille osapuolille tarpeeksi, jolloin syntyy kilpailullinen tilanne joka johtaa helposti tragedy of the commons tyyppiseen tilanteeseen. 9

Valtiot maksimoivat voittoaan: MEY max 1 ph1 ce1 & 2 ph2 ce2 q( E E ) ( ce R 1 2 1 pqe1k 1 ) 1 10

FOC reaktiofunktio E 2 2 1 2pq E1K pq E 2K pqk c 1 R 0 2 2 2pq E1K pq E2K c pqk R R E 1 cr 2 2 pq K pqkr 2pq 2 K pq 2 E 2 pq 2 2 K K 11

Valtion 1 reaktiofunktio E 1 R 2q (1 b) E 2 2 12

Tasapaino Reaktiofunktioiden leikkauspisteessä 13

Tasapainokalastuspanokset E R 3q 1 (1 b) E 2 E tot 2R 3q (1 b) 14

S-G -mallissa 15

Kalakantojen strateginen hyödyntäminen Kalastaja 2 Ryöstökalastus Suojelu Kalastaja 1 Ryöstökalastus 3, 2 40, -5 Suojelu -5, 40 30, 20 16

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 suurin mahdollinen (=50). 17

Nash-tasapaino Tämä yhteistyöratkaisu ei ole tasapaino: 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). 18

Yhteistyön saavuttaminen Ongelmana kansainvälisissä resurssikysymyksissä: 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). siirtomaksut valtiolta toiselle 19

Mallin laajennuksia Epäsymmetriset valtiot Reaktiofunktion muoto Kustannukset Useamman pelaajan koalitiopelit Yhteistyöratkaisujen laskeminen Kahden tason pelit 20

Kirjallisuutta 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. 21

Kansainvälisten kalastussopimusten nykytila 1982 Merten Laki (Law of the Sea) antaa rannikkovaltioille yksinoikeuden 200 merimailin päähän rantaviivastaan. Tätä aluetta kutsutaan rannikkovaltion jakamattomaksi talousvyöhykkeeksi (Exclusive Economic Zone = EEZ) Sopimus astui voimaan 1994 EEZ alueella sijaitsevia kalakantoja kutsutaan jaetuiksi kalakannoiksi (SH = shared stocks). Nämä kalakannat liikkuvat tyypillisesti muutaman valtion talousvyöhykkeen välillä. Koska 90% maailman merten saaliista saadaan EEZ alueilta, uskottiin Merten Laki sopimuksen lopettavan valtioiden kiistelyn merten kalakannoista. Kaukokalastusvaltiot, alkoivat kärsiä liikakapasiteettiongelmista ja saalistivat voimakkaasti avomeren puoleisia kalakantoja. Nämä hajallaan olevat ja laajasti vaeltavat kalakannat (STR = straddling and highly migratory stocks) aiheuttivat vakavia kiistoja valtioiden välille. 22

C1 SH STR C2 23

Uusin sopimus Rion ympäristökokouksen jälkeen saatiin neuvoteltua näitä avomerelläkin liikkuvia kalakantoja koskeva sopimus 1995, joka astui voimaan 11.12.2001. Sopimuksen mukaan jäljellä olevillekin kalakannoille määritellään omistusoikeudet siten että hajallaan olevien ja laajasti vaeltavien kalakantojen hallinta siirretään alueellisille kalastusorganisaatioille = RFMO 24

Kirjallisuutta S. Borg. 2012. Conservation on the High Seas. G. Munro. 2008. Game Theory and the development of resource management policy 25

Koalitiopelit 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}. 26

Koalitiostruktuurit {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. Koalitiopelit menevät helposti monimutkaisiksi, sillä n pelaajalle mahdollisia koalitioita on 2 n -1. 27

Stabiili koalitiostruktuuri Esimerkki, valtioiden saamat hyödyt (partition function) eri yhteistyörakenteissa (koalitiostruktuureissa) ovat: v{1} = 3, v{2} = 2, v{3} = 1 v{1} = 30, v{2,3} = 2 v{2} = 20, v{1,3} = 6 v{3} = 10, v{1,2} = 10 v{1,2,3} = 15 Sisäinen stabiilisuus: Kenenkään ei kannata lähteä koalitiosta pois. Ulkoinen stabiilisuus: Kenenkään ei kannata liittyä koalitioon. 28

Kaikkien pelaajien yhteistyö (grand coalition) Erityisen tärkeää on kysymys siitä milloin kaikkien valtioiden yhteistyö on mahdollista. Kooperatiivisissa peleissä tarkastelu keskittyy lähinnä hyötyjen jakoon eri valtioiden kesken. Tällöin oletetaan että yhteistyö on olemassa ja mietitään miten yhteistyön hyödyt voidaan jakaa. Yhteistyöratkaisun laskemiseen voidaan soveltaa jotain kooperatiivista ratkaisukäsitettä, kuten Shapleyn arvoa. Lloyd Shapley sai Nobelin palkinnon 2012 yhdessä Alvin Rothin kanssa. 29

Esim. Karakteristinen funktio (c-game) v{1} = 3, v{2} = 2, v{3} = 1 v{1,2} = 11 v{1,3} = 7 v{2,3} = 4 v{1,2,3} = 16 Shapleyn arvo lasketaan siten, että huomioidaan kunkin valtion tuoma rajahyöty koalitiolle. Lisäksi oletetaan, että kaikki yhteistyön muodostumisjärjestykset ovat yhtä todennäköisiä. Mahdollisia tapoja muodostaa koalitio ovat 123, 132, 213, 231, 312 ja 321. 30

Shapleyn arvo todennäköisyys että valtio 1 on perustajajäsen on 1/3. Vastaavasti todennäköisyys, että valtio 1 liittoutuu toisena valtion 2 kanssa on 1/6, ja että valtio 1 liittoutuu toisena valtion 3 kanssa myös 1/6. Viimeiseksi, todennäköisyydet sille että valtio 1 tulee yhteistyöhön mukaan viimeisenä, kun valtiot 2 ja 3 jo tekevät yhteistyötä on 1/3. Z1 = 3/3 + (11-2)/6 + (7-1)/6 + (16-4)/3 = 1 + 9/6 + 1 + 4 = 7.5 Z2 = 2/3 + 8/6 + 3/6 + 9/3 = 4/6 + 8/6 + 3/6 + 3 = 5.5 Z3 = 1/3 + 2/6 + 4/6 + 5/3 = 2/6 + 2/6 + 4/6 + 10/6 = 3 31

Core Yksittäiset valtiot ovat selvästi tyytyväisiä, koska kaikki saavat enemmän kuin yksinään. Entä koalitiot? Z(1) + Z(2) = 13 > v{1,2} Z(1) + Z(3) = 10.5 > v{1,3} Z(2) + Z(3) = 8.5 > v{2,3} Shapleyn arvon antamat osuudet kokonaishyödystä ovat sekä yksilöllisesti rationaalisia että ryhmärationaalisia. Huom! Tämä tulos täytyy aina tarkistaa. Olisiko yhteistyöhyötyjen tasajako sekä yksilöllisesti rationaalinen että ryhmärationaalinen hyötyjen jako? 32

Sovelluksia kalastukseen Pintassilgo & Lindroos 2008 IGTR Pintassilgo et al. 2010 ERE Pintassilgo et al. review tulossa ERE EAERE 2015 24.-27.6. Helsinki! 33

P-funktio lähestymistapa Tausta: Pintassilgo 2003 sinievätonnikalatapaus Oletus: Symmetriset valtiot n kpl S-G malli Pessimistinen tulos: Ainoastaan 2 valtiota kestävässä yhteistyösopimuksessa 34

Epäsymmetriset valtiot Nyt yhteistyössä voi olla useampia valtioita, muttei kuitenkaan kovin montaa 35

36