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The real option model of land development and ecological protection —— A case study of Three Rivers Source Region
- Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni Vol. 60, Issue 4, Pages: 60-75(2021)
- 作者机构：
1.中山大学岭南学院，广东 广州 510275
2.南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海），广东 珠海 519080
3.中山大学政治与公共事务管理学院，广东 广州 510275
- 作者简介：
- 基金信息：
DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.05.28.2020D023
CLC： X37;F830.59Published：25 July 2021，
Published Online：14 January 2021，
Received：28 May 2020，
Accepted：09 June 2020
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李静,陆苏怡,起晓星等.土地开发与生态保护的实物期权模型研究[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(04):60-75.
LI Jing,LU Suyi,QI Xiaoxing,et al.The real option model of land development and ecological protection —— A case study of Three Rivers Source Region[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2021,60(04):60-75.
李静,陆苏怡,起晓星等.土地开发与生态保护的实物期权模型研究[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(04):60-75. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.05.28.2020D023.
LI Jing,LU Suyi,QI Xiaoxing,et al.The real option model of land development and ecological protection —— A case study of Three Rivers Source Region[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2021,60(04):60-75. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.05.28.2020D023.
摘要
基于土地开发过程中的不确定性以及土地转换不可逆的假设，将生态保护区土地最优开发决策问题转化为一个实物期权理论框架下的最优随机控制模型，并将开发速度内生化，同时引入单位面积生态效益变量，运用动态规划原理建立了相应的贝尔曼方程，推导了方程的适当边界条件，并采用有限差分法数值求解关键方程，最后基于三江源地区的数据对土地开发与生态保护的动态最优路径展开数值求解讨论。结果表明，该模型能确定土地开发过程中的最优转换状态以及不同情形下的开发决策：1）土地期权价值与生态用地面积占比并非线性关系，土地开发过程中存在一个最优转换状态；2）农业经济效益增加，将加速土地转换进程，且土地最优转换状态中农业生产用地面积增加；3）生态系统自身的保护效益弹性变大，将减缓土地转换进程；4）生态价值不确定性变大，将加速土地转换进程。
Abstract
Based on the uncertainty in the process of land development and the assumption of irreversibility of land conversion， the decision-making problem of land development is ransformed into an optimal stochastic control model under the framework of real option theory， while allowing for a feedback between conversion decisions and the conservation benefits. A new variable ‘ecological value per unit area’ is introduced to establish corresponding Bellman equation using the principle of dynamic programming. The appropriate boundary conditions of the equations derived； and the finite difference method is used to solve the key equation numerically. The dynamic optimal path of land development and ecological protection is discussed numerically based on the relevant data of the Three Rivers Source Region. The results show that： （1） there is a non-linear relationship between the land option value and the proportion of the ecological land area， which leads to an optimal conversion state in the process of land development； （2） the increase of agricultural benefits will accelerate the process of land conversion， and the area of agricultural production land will increase in the optimal conversion state of land； （3） the increasing elasticity of ecosystem protection benefits will slow down the land conversion process； （4） the increasing uncertainty of ecological value will accelerate the land conversion process.
关键词
土地开发决策三江源地区生态保护实物期权模型有限差分法
Keywords
land development decisionsecological protectionThree Rivers Source Regionreal option modelfinite difference method
references
邵全琴， 樊江文， 刘纪远， 等. 三江源生态保护和建设一期工程生态成效评估［J］. 地理学报， 2016， 71（1）： 3-20.
SHAO Q Q， FAN J W， LIU J Y， et al. Effects of an ecological conservation and restoration project in the Three-River Source Region， China［J］. Journal of Geographical Sciences， 2016， 71（1）： 3-20.
张骞， 马丽， 张中华， 等. 青藏高寒区退化草地生态恢复：退化现状、恢复措施、效应与展望［J］. 生态学报， 2019， 39（20）： 7441-7451.
ZHANG Q， MA L， ZHANG Z H， et al. Ecological restoration of degraded grassland in Qinghai-Tibet alpine region： Degradation status， restoration measures， effects and prospects［J］. Acta Ecologica Sinica， 2019， 39（20）： 7441-7451.
曹巍， 刘璐璐， 吴丹， 等. 三江源国家公园生态功能时空分异特征及其重要性辨识［J］. 生态学报， 2019， 39（4）： 1361-1374.
CAO W， LIU L L， WU D， et al. Spatial and temporal variations and the importance of hierarchy of ecosystem functions in the Three-river-source National Park［J］. Acta Ecologica Sinica， 2019， 39（4）： 1361-1374.
高红梅， 蔡振媛， 覃雯， 等. 三江源国家公园鸟类物种多样性研究［J］. 生态学报， 2019， 39（22）： 8254-8270.
GAO H M， CAI Z Y， QIN W， et al. Species diversity of birds in the Three-River-Source National Park［J］. Acta Ecologica Sinica， 2019， 39（22）： 8254-8270.
钟水映， 冯英杰. 生态移民工程与生态系统可持续发展的系统动力学研究——以三江源地区生态移民为例［J］. 中国人口·资源与环境， 2018， 28（11）： 10-19.
ZHONG S Y， FENG Y J. Research on the system dynamics of ecological migration engineering and ecosystem sustainable development: for example of Three-river-source region ecological migration[J]. China Population,Resources and Environment, 2018, 28(11): 10-19.
朱高儒， 赵科， 刘杰， 等. 公路网规划生态冲突与协调研究——以青藏高原三江源地区为例［J］. 首都师范大学学报（自然科学版），2020，41（4）： 1-8.
ZHU G R， ZHAO K， LIU J， et al. Study on ecological conflict and coordination of highway network planning——A case study of the three-river headwater region of Qinghai-Tibet plateau［J］. Journal of Capital Normal University（Natural Science Edition），2020，41（4）： 1-8.
刘峥延， 李忠， 张庆杰. 三江源国家公园生态产品价值的实现与启示［J］. 宏观经济管理， 2019（2）： 68-72.
LIU Z Y ， LI Z ， ZHANG Q J. The realization and enlightenment of the value of the ecological products of the Three-River-Source National Park［J］. Macroeconomic Management， 2019（2）： 68-72.
杨清可， 段学军， 李平星， 等. 江苏省土地开发度与利用效益的空间特征及协调分析［J］. 地理科学， 2017， 37（11）： 1696-1704.
YANG Q K ， DUAN X J ， LI P X， et al. The spatial pattern and coordination analysis between degree of land development and use benefit in Jiangsu［J］. Scientia Geographica Sinica，2017，37（11）： 1696-1704.
管青春， 郝晋珉， 石雪洁， 等. 中国生态用地及生态系统服务价值变化研究［J］. 自然资源学报， 2018， 33（2）： 195-207.
GUANG Q C， HAO J M， SHI X J， et al. Study on the changes of ecological land and ecosystem service value in China［J］. Journal of Natural Resources， 2018， 33（2）： 195-207.
陈瑜琦， 张智杰， 郭旭东， 等. 中国重点生态功能区生态用地时空格局变化研究［J］. 中国土地科学， 2018， 32（2）： 19-26.
CHEN Y Q， ZHANG Z J， GUO X D， et al. Spatial-temporal analysis on ecological land changes in the key ecological functional areas in China［J］. China Land Science， 2018， 32（2）： 19-26.
许茜， 李奇， 陈懂懂， 等. 三江源土地利用变化特征及因素分析［J］. 生态环境学报， 2017， 26（11）： 1836-1843.
XU Q， LI Q， CHEN D D， et al. The spatial-temporal characteristic of land use change in Sanjiangyuan Region and its effect factors［J］. Ecology and Environmental Sciences， 2017， 26 （11） ：1836-1843..
SHU B， BAKKER M M， ZHANG H， et al. Modeling urban expansion by using variable weights logistic cellular automata： a case study of Nanjing， China［J］. International Journal of Geographical Information Systems， 2017， 31（7）： 1314-1333.
FENG Y， LIU Y， LIU Y. Spatially explicit assessment of land ecological security with spatial variables and logistic regression modeling in Shanghai， China［J］. Stochastic Environmental Research & Risk Assessment， 2017， 31（9）： 2235-2249.
冯永玖， 杨倩倩， 崔丽， 等. 基于空间自回归CA模型的城市土地利用变化模拟与预测［J］. 地理与地理信息科学， 2016， 32（5）： 37-44+127.
FENG Y J， YANG Q Q， CUI L， et al. Simulation and prediction of urban land use change with spatial autoregressive model based cellular automata［J］. Geography and Geo-Information Science， 2016， 32（5）： 37-44+127.
彭树宏， 钱静， 陈劲松， 等. 基于CLUE-S模型的干旱区典型绿洲城市土地利用变化时空动态模拟研究——以新疆奎屯河流域为例［J］. 地理与地理信息科学， 2018， 34（3）： 61-67+129.
PENG S H, QIAN J, CHEN J S, et al. Spatio-temporal dynamic simulation of land use change of typical oasis cities in arid areas based on CLUE-S Model:A case study of Kuitun river basin in Xinjiang[J]. Geography and Geo-Information Science, 2018, 34(3): 61-67+129.
朱寿红， 孙玉杰， 舒帮荣， 等. 规划政策影响下区域生态用地演变模拟研究——以南京市溧水区为例［J］. 地理与地理信息科学， 2019， 35（4）： 83-90.
ZHU S H， SUN Y J， SHU B R， et al. Simulation on the evolution of regional ecological land by incorporating planning policies： a case study of Lishui district， Nanjing City［J］. Geography and Geo-Information Science， 2019， 35（4）： 83-90.
BULTE E， SOEST D PVAN， KOOTEN G CVAN， et al. Forest conservation in Costa Rica when nonuse benefits are uncertain but rising［J］. American Journal of Agricultural Economics， 2002， 84（1）： 150-160.
LEROUX A D， MARTIN V L， GOESCHL T. Optimal conservation， extinction debt， and the augmented quasi-option value［J］. Journal of Environmental Economics and Management， 2009， 58（1）： 43-57.
FISHER A C， KRUTILLA J V， CICCHETTI C J. The economics of environmental preservation： A theoretical and empirical analysis［J］. The American Economic Review， 1972， 62（4）： 605-619.
ARROW K J， FISHER A C. Environmental preservation， uncertainty， and irreversibility， Classic papers in natural resource economics： Springer， 1974： 76-84.
CONRAD J M. Quasi-option value and the expected value of information［J］. The Quarterly Journal of Economics， 1980， 94（4）： 813-820.
CLARKE H R， REED W J. Land development and wilderness conservation policies under uncertainty： A synthesis［J］. Natural Resource Modeling， 1990， 4（1）： 11-37.
CONRAD J M. On the option value of old-growth forest［J］. Ecological Economics， 1997， 22（2）： 97-102.
CONRAD J M. Wilderness： options to preserve， extract， or develop［J］. Resource and Energy Economics， 2000， 22（3）： 205-219.
SCHEINKMAN J A, ZARIPHOPOULOU T. Optimal environmental management in the presence of irreversibilities[J]. Journal of Economic Theory, 2001, 96(1/2): 180-207.
DIXIT A K， DIXIT R K， PINDYCK R S. Investment under uncertainty［M］. Princeton university press， 1994.
MAJD S， PINDYCK R S. The learning curve and optimal production under uncertainty［R］. National Bureau of Economic Research， 1987.
KUSHNER H， DUPUIS P G. Numerical methods for stochastic control problems in continuous time［M］. Springer Science & Business Media， 2013.
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