稳定状态模型 （二）：再生资源的管理和开发

浅夏110

渔业资源是一种再生资源，再生资源要注意适度开发，不能为了一时的高产“竭泽 而渔”，应该在持续稳产的前提下追求最高产量或最优的经济效益。这是一类可再生资源管理与开发的模型，这类模型的建立一般先考虑在没有收获的 情况下资源自然增长模型，然后再考虑收获策略对资源增长情况的影响。

1 资源增长模型
考虑某种鱼的种群的动态。在建立模型之前，做如下的基本假设：
6 P. N+ w6 A, q% F: K
（i）鱼群的数量本身是离散变量，谈不到可微性。但是，由于突然增加或减少的 只是单一个体或少数几个个体，与全体数量相比，这种增长率是微小的。所以，可以近 似地假设鱼群的数量随时间连续地，甚至是可微地变化。
6 a6 r. }7 U- A4 N
（ii）假设鱼群生活在一个稳定的环境中，即其增长率与时间无关。

（iii）种群的增长是种群个体死亡与繁殖共同作用的结果。
5 X- A8 k" c" O2 h. T5 G
（iv）资源有限的生存环境对种群的繁衍，生长有抑制作用，而且这一作用与鱼群的数量是成正比的。
9 S; z' J( z& e! c! V

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5 h& y4 P+ t3 a4 t& Y2 资源开发模型
建立一个在捕捞情况下渔场鱼量遵从的方程，分析鱼量稳定的条件，并且在稳定的 前提下，讨论如何控制捕捞使持续产量或经济效益达到最大。

设单位时间的捕捞量与渔场鱼量 x(t) 成正比，比例系数k 表示单位时间捕捞率，k 可以进一步分解分解为k = qE ，E 称为捕捞强度，用可以控制的参数如出海渔船数来 度量； q 称为捕捞系数，表示单位强度下的捕捞率。为方便取 q = 1，于是单位时间的 捕捞量为 h(x) = Ex(t)。 h(x) = 常数，表示一个特定的捕捞策略，即要求捕鱼者每天 只能捕捞一定的数量。这样，捕捞情况下渔场鱼量满足方程
7 d" F4 a" B9 k
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2 K& k% ?  \% k* W; ]7 U. Z8 B  z; Q! X
& L) D1 {6 A/ w/ {1 D4 f  Q" \, E这是一个一阶非线性方程，且是黎卡提型的。也称为 Scheafer 模型。


: P+ k2 \1 F, s' F/ W
6 I2 ^$ i6 N! }7 }; g

3 经济效益模型
/ i) k2 d6 m' O3 v; o7 G% T0 L当今，对鱼类资源的开发和利用已经成为人类经济活动的一部分。其目的不是追求 最大的渔产量而是最大的经济收益。因而一个自然的想法就是进一步分析经济学行为对 鱼类资源开发利用的影响。 如果经济效益用从捕捞所得的收入中扣除开支后的利润来衡量，并且简单地设鱼的 销售单价为常数 p ，单位捕捞强度（如每条出海渔船）的费用为常数c ，那么单位时间 的收入T 和支出 S 分别为


/ i" o$ A$ A' b+ L3 Z
, c* y4 c; D) R5 q0 u

* f( @+ {! _% y+ S5 C6 i! Q
与前一模型相比较可以看出，在最大效益原则下捕捞强度和持续产量均有减少，而 渔场的鱼量有所增加。并且，减少或增加的比例随着捕捞成本c 的增长而变大，随着销 售价格 p 的增长而变小，这显然是符合实际情况的。
- G1 C* Y: w& n$ F% u
4  种群的相互竞争模型


3 Q  g* Z! L: ~/ f; C& d
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