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1、过度放牧下的草原退化分析及草原资源管理研究过度放牧下的草原退化分析及草原资源管理研究 李存金 侯光明 （北京理工大学管理与经济学院北京 100081） 摘要 本文在建立有关数学模型的基础上分析了过度放牧对草原退化及经济效益的影响提出了如何合理制定草原牧场经营承包期、严格控制放牧规模等一系列草原资源保护的管理激励与约束机制设计原则。 关键词 过度放牧 草原退化 资源保护 激励 约束 机制 1 引言 我国草地面积广大约有60多亿亩占国土总面积的41.6%总拥有量位居世界第三位。但按人均水平计算我国人均拥有草地面积只有世界平均水平（11.4亩）的二分之一且天然优质牧场比例不高。近三十年来在畜牧业迅速
2、发展的同时由于我们轻视生态环境的保护和建设加之严重过度放牧我国的许多地区、特别是西部地区的草地已经严重退化沙漠化和盐碱化的面积正在逐年扩大。以内蒙古自治区为例1947年全区草原总面积为0.87亿公顷有牲畜773.7万头；1985年发展到了3204.9头草原面积却减少到了0.79亿公顷2。70年代末内蒙古自治区退化草地面积占全部可利用面积的35.6%而到1995年已扩大到了60.1%其中过多放牧造成的草地退化比例约占30.1%3。草原退化导致土壤侵蚀和干旱、沙化、鼠害、虫害加剧使生态环境日趋恶化草畜矛盾日益突出反过来又严重制约了畜牧业的健康发展。因此如何制定有效的草原资源保护激励与约束机制使牧民
3、（农民）在积极保护草原生态环境和合理利用草原资源下提高经济效益已成为政府部门迫切需要解决的重大课题。目前对草地退化的生物学机理研究较多5 6 7对过度放牧引起的草原退化只限于定性描述。本文在建立相关数学模型并进行详细分析的基础上分析与揭示了牧场过度放牧的深层次原因和机理提出了一系列草原资源保护激励与约束机制的设计原则。 2 一户牧民牧羊的经济分析模型 2.1 基本模型建立及分析 设某地有一块面积为s0的公共草原假设只有一户牧民在此牧羊为生。根据这块草原的地理位置、土质、草的种类及质量假定能保持植物可再生和草原生态平衡的最大可能牧羊数量为qm。若牧羊数量超过该极限则草原开始退化。设可放牧有效草原
4、面积为s草原退化率为r。可放牧有效草原面积和草原退化率是牧羊数量的减函数若取该函数为线性形式且牧羊规模提高1%引起的草地退化比率为d则有如下函数形式： 草原退化将使羊的产肉率、产毛率等经济指标下降从而导致平均每只羊的经济价值p下降（假设不考虑市场供需变化的影响）。假设平均每只羊的经济价值p与草原退化率r的函数关系为： 其中为草原退化率增加一个百分点引起的每只羊的经济价值下降比例（也可认为是草原退化价格弹性系数）。p 0为草原未退化下的每只羊的经济价值（假设不考虑市场供需变化的影响）。假设每只羊的饲养成本为c牧民牧羊数量为q则该户牧民的期望收益函数为： 上式u对q求导并令其为零有： q_ qm
5、q u u_ (p0-c)q um 将上式代入（4）式有： 图1 牧民期望收益曲线 若牧民牧羊数量为qm则牧民的期望收益为： 下面证明如下不等式成立： 亦即证明下列不等式成立： 上述不等式等价于如下不等式： 上述不等式左边为： 可见（10）式成立亦即（8）成立。这说明只要牧民就有积极性以尽可能大的数量牧羊。由此必然导致过度放牧而使草场发生退化。 2.2 过度放牧引起的草原退化分析 假定第一年最大可牧羊数量为牧民选择最优的的数量开始牧羊则由此形成的草原退化率、第二年可放牧有效草原面积及能保持植物可再生和草原生态平衡的最大可牧羊数量分别为： 第二年根据 （5）式和（6） 式牧民的最佳牧羊数量及收益
6、函数分别为： 第二年后形成的草原退化率、可放牧有效草原面积及能保持植物可再生和草原生态平衡的最大可牧羊数量为分别为： 以此类推第j年根据（5）式和（6）式牧民的最佳牧羊数量及收益函数分别为： 第j年后形成的草原退化率、可放牧有效草原面积及能保持植物可再生和草原生态平衡的最大可牧羊数量为分别为： 假定则取则有：。即到第44年时可放牧有效草原面积只剩原来的1%或者说草原退化率达到99%草原几乎全部沙漠化。这一结果是按牧民每年以期望收益最大化确定的牧羊数量计算出的实际中牧民在确定牧羊规模上具有很大的盲目性如果牧民以大于最优牧羊数放牧草原退化的速度还会更快。可见草原作为一种公共资源在没有建立和实施一定
7、的激励与约束机制情况下让牧民自由放牧必然出现过度放牧现象从而造成草原的退化和严重沙漠化。我国近几年在内蒙古、青海、宁夏等地区出现的大面积草原沙漠化现象证实了这一结论。因此拥有草原资源的各级地方政府必须详细测算每块草原的可放牧规模建立有关政策法规正确指导和限制牧民的放牧规模以保护草原资源不被破坏。 2.3 草原草场承包期确定 目前我国许多草原是在分割划块后具体承包给牧民使用的这种政策一方面有利于激发牧民牧业经营的积极性另一方面也对牧民合理利用牧场资源、保护牧场资源起到了激励作用。但是如果牧场承包期过短或经常变换承包使用者同样会诱发承包者的短期行为而招致过度放牧使草原资源遭到破坏。故我们以下研究一
8、下正确制定草原牧场经营承包期的问题。 假定草原牧场经营承包期为T年社会平均利率（可取银行存款利率）为i牧民将根据期望收益比较选择是按qm还是按qtjqm,tj确定放牧规模。在j年内选择按qm规模放牧的期望收益总现值为： 在j年内选择按qtjqm,tj规模放牧的期望收益总现值为： 令二式相等有： 根据（16）式整理上式有： 对上式两边取对数有： 上式说明只有牧场承包期承包牧民才有积极性选择以的牧羊规模经营草场使草原资源不因过度放牧而遭到破坏。实际中如能正确计算出可按确定承包期。当经营时间达到时将原承包期再延长如此不段延长承包期则牧场承包经营制可以激励牧民保护牧场资源的积极性。当然一次性承包期制定
9、的更长一些对牧民保护牧场资源的激励作用会更好。 3 两户牧民牧羊的经济分析模型 设两户牧民牧羊数量分别为q1和q2（q=q1+q2）则两户牧民各自的收益函数为： 求这两户牧民各自对另一户牧民策略的反应函数有； 以上两式联立求解可得： 将上式代入 两户牧民的最大收益为： 与只有一户牧民经营草原牧场比较两户牧民最优牧羊规模大于一户牧民最优牧羊规模： u u_ (p0-c)q um u1_+u2_ u1+u2 q_ q qm 但两户牧民的最大收益之和小于只有一户牧民放牧时的最大收益即有： q1_+q2_ 图2 一户牧民放牧与两户牧民放牧的期望收益曲线比较 两户牧民同时放牧每年造成的草原退化率大于一户
10、牧民放牧造成的草原退化率： 两户牧民同时放牧一年后由于草原退化可放牧有效草原面积小于只有一户牧民放牧时的情况： 两户牧民同时放牧一年后能保持植物可再生和草原生态平衡的最大可牧羊数量小于只有一户牧民放牧时的最大可牧羊数量： 同样我们可以用第2节的数据对两户牧民过度放牧造成的草原破坏情况做一测算。由（38）式计算可得。取则即13年后这块公共草原几乎沙漠化。与一户牧民过度放牧相比草原退化和沙漠化速度大大加快。 可见两户牧民同时在一块公共草原上放牧由于竞争的存在将形成比一户牧民放牧时更大的牧羊规模从而加剧草原退化和生态平衡的破坏使公共草原资源遭到严重侵害。然而我们看到虽然牧羊规模增大但两户牧民得到的期
11、望收益总和却小于一户牧民放牧时收益。显然过度放牧将造成国家草原资源和牧民利益双损的结局。因此对于公共草原地方政府必须详细测算每块草原的可放牧规模限制牧民的放牧规模使每户牧民按的牧羊规模放牧以保护草原资源不被破坏。如有可能应将草原划块承包给每户牧民以激励牧民有效利用和保护草原资源的积极性。 4 多户牧民牧羊的经济分析模型 两户牧民竞争导致过度放牧的结论可以推广到多户牧民过度放牧的情况。其它假设同第2节现假定有m户牧民在一块公共草原上牧羊他们的牧羊数量为,则第一户牧民的收益函数为： 上式牧民的收益函数对求导并令其为零有： 假设每户牧民的牧羊数量相同均为,则有： 将上式代入（41）式有每户牧民的最大
12、收益： 可见在同一块草原上牧羊的牧民数越大平均每户牧民的期望收益越小但总的牧羊规模却越大总的期望收益越小。这说明在无序竞争下在同一块草原上牧羊的牧民数越大过度放牧问题越严重草原退化和沙漠化速度越快。这一结论很好地解释了如下现象：在一些半农半牧地区一些公共草场在无序放牧下很快退化最终导致严重水土流失该地区变为了干旱、沙漠化十分严重的地区。例如位于中国大西北的河西走廊千百年来在祁连山水源的涵养下曾是一片绿洲而今天却正在变成荒凉的沙海。究其原因虽然有气候变化因素的影响但更多的是人为因素造成的。如乱砍滥伐、农挤牧、牧挤林使祁连山生态严重恶化导致祁连山出水量大幅度下降；人口的快速增长及过度开发利用水土资
13、源使土地严重超过承载能力；等等。其中严重过度放牧也是导致该地区大面积土地沙漠化的重要原因。据统计全河西地区草场超载近三分之一造成草场无法更新严重退化。如张掖地区草场退化800万亩武威地区草场退化已超过40% 4。 因此为了有效利用和保护公共草原资源地方政府必须根据详细测算的每块草原的可放牧规模限制牧民的放牧规模使每户牧民按的牧羊规模放牧。这样既可以使总的期望收益达到一户牧民承包经营下的最优水平又可以保护草原资源不被破坏。 1 m u q u_ q_ 2q_ 图3 总的放牧规模及总的期望收益随放牧户数增加的变化曲线 5 结论 通过前面的模型化分析我们可以得出如下一系列草原资源保护激励与约束机制的
14、设计原则供政府部门参考：（1）将草原牧场划块承包给每个牧户经营是激励牧民合理利用和保护草原牧场的有效政策但承包期不能过短且要及时延长承包期以保持牧民始终能从长远利益出发进行畜牧业经营。（2）政府部门应详细测算每块草原牧场的合理放牧规模严格限制牧民的放牧规模对过度放牧者要采取严厉的惩罚措施以保证草原牧场不致被破坏。（3）在同一块公共草原牧场上放牧者越多无序竞争越严重对草原牧场的破坏越大、越快。因此政府部门必须要求每户牧民（农民）按规定的规模放牧并通过建立相应的调查和监督机制与惩罚措施配套确实保证政策措施能够得到有效执行。此外还应采取以下一些有效管理措施保护草原资源：（1）要建立牧草种子基地培育和
15、开发优良牧草种子优化草原草种结构逐步提高草场承载能力。（2）开辟一定的人工草地引导牧民走放养和圈养相结合、畜业和草业发展相结合的路子提高草原资源利用率。（3）改良牲畜品种引进优质牲畜品种淘汰产出低、食草量大、对草场有破坏性的牲畜品种。（4）对以农挤牧、以牧挤林的地区要实行退耕还牧、退牧还林政策；对已严重碱化和沙化的草地应在一定时期禁止放牧在休养生息的同时开展生态建设工程。（5）对一些干旱、半干旱、沙漠化地区要修建引水、蓄水工程建立人工湖泊使这些地区的生态环境尽快得到有效改善。 参考文献 1 侯光明.管理激励与约束.北京理工大学出版社,1999 2 刘成武,扬志荣,方中权.自然资源概论,科学出版
16、社1999 3 扬松荣.以草定畜,草畜平衡.科学时报,2000年11月24日 4 李玉宵.我听见沙漠蚕食良田的声音.南方周末2000年22月30日 5 Trilica M J, Rittenhouse L R. Grazing and plant performance J. Ecological Applications, 1993,2(2): 3534 6 Belsky A J. Dose herbivore benefit plant? A review of the evidence J. American Naturalist, 1986,127:870892 7 Belsky A
17、J. Overpensation by plants: herbivore optimization or red herring J. Evolutionary Ecology, 1993,7:109121 Analyzing for Grassland Degeneration under Overload Grazing and Researching for Grassland Resource Management Li Cunjin Hou Guangming （School of Management and Economics, Beijing Institute of Tec
18、hnology, Beijing 100081） Abstract This paper sets up some mathematics models to analyze how overload grazing influence grassland degeneration and economic effect. Then we put forward a series of design principle about incentive and restraining mechanism of management to protect grassland resource, such as how to make a period of managing contract time in reason and strictly control grazing size, etc. Keywords grassland protecting resource grassland degeneration incentive restraining mechanism 第 11 页 共 11 页