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MSY 理論の問題と順応的管理に関する話題

MSY 理論の問題と順応的管理に関する話題. 松田裕之 （横浜国大 ） 日本水産 学会 政策 委員長 日本生態学 会長 Pew Marine Conservation Fellow. 2012.6 . 29 15:00-15:30. 今日の話題. 古典的 MSY 批判 r, K 仮説 不確実性へ の対処 私 の MSY 批判 生態 系管理論 生態 系 サービス論 順応的 管理の推奨 順応的管理は万能か？ 該当種だけを監視した管理は危うい. MSY 仮説に必要な概念（定常）. 再生産曲線 N t+1 = f( N t ) N t – C

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Presentation Transcript

  1. MSY理論の問題と順応的管理に関する話題 松田裕之（横浜国大） 日本水産学会政策委員長 日本生態学会長 Pew Marine Conservation Fellow 2012.6.2915:00-15:30

  2. 今日の話題 • 古典的MSY批判 • r, K仮説 • 不確実性への対処 • 私のMSY批判 • 生態系管理論 • 生態系サービス論 • 順応的管理の推奨 • 順応的管理は万能か？ • 該当種だけを監視した管理は危うい

  3. MSY仮説に必要な概念（定常） • 再生産曲線 • Nt+1= f(Nt)Nt – C • 漁獲量Cの最大化 • MSYの解 • f(N) N = Cとなる平衡資源量において、Cが最大となる値がMSY(最大持続生産量) 漁獲量C 余剰生産力f(N)N 資源量N

  4. MSYの利点 • 理と利を説ける • 持続可能性は環境問題のキーワード。その元祖は水産学！ • 国連海洋法条約の条文にもある • 長期的にはMSYが経済的に有利 • MSYは生物資源を枯渇させない（生物多様性保全とも合致する） • 乱獲でも禁漁でもない中庸の解である

  5. 古典的MSYへの批判 • 再生産曲線は変動する(過程誤差) • 現在価値（将来の漁獲利益より現在のそれが優先される） • 漁獲量と効用は比例関係にない • 共有地の悲劇（自由競争でMSYは合理的解ではない） • 種間相互作用を考慮していない • 再生産曲線は既知ではない • 資源量は既知ではない(推定誤差)

  6. MSY概念の拡張(非定常) 非定常 現在価値 効用≠漁獲量 • 再生産曲線 • Nt+1= f(Nt,t)Nt – Ct • 累積漁獲量∑κtg(Ct) • MSYの解(例) • Nt+1=NtExp[rt-aNt]-Ct • rt=r[1+sin(2pt/T)] • Y= ∑Ctのとき • 獲り残し量一定策（CES）　Ct=Nt-N* 資源量推定誤差に頑健でない

  7. MSY概念の拡張(非線形効用) 非定常 現在価値 効用≠漁獲量 • 再生産曲線 • Nt+1= f(Nt,t)Nt – Ct • 累積漁獲量∑κtg(Ct) • MSYの解(例) • Nt+1=NtExp[rt-aNt]-Ct • rt=r[1+sin(2pt/T)] • Y= ∑e-dt√Ctのとき • Ct=f[1+sin(α+2pt/T)]で最適解は上図 資源変動と位相をずらす

  8. 今日の話題 • 古典的MSY批判 • r, K仮説 • 不確実性への対処 • 私のMSY批判 • 生態系管理論 • 生態系サービス論 • 順応的管理の推奨 • 順応的管理は万能か？ • 該当種だけを監視した管理は危うい

  9. 6 5 4 3 1 2 Unconstrained MSY that maximizes the total yield from the community(Matsuda & Abrams 2006) • dNi/dt = (ri+SaijNj)Ni – Ci • Y = SpiCi • We choose fishing effort ei independently; • 6-species systems including 2 prey • random matrix with 50% probabilities; • we seek r having a positive equilibrium; • price p is 0-1 for prey, 0-10 for predators • Unconstrained MSY that may result in extinction;

  10. 6 6 4 5 4 5 5 5 4 4 3 3 3 3 2 2 100% 86% 41% 82% 51% 仮想生態系のMSY(Matsuda & Abrams 2006) 6種を保全するという制約がないときの解 6種すべてを保全するという制約下での解 ある魚種への漁獲は別の魚種のCCを変える MSYは種の存続を保障しない (e) (d) (c) (b) (a) 6 6 6 6 5 5 5 4 4 4 3 3 3 1 2 1 1 2 1 2 1 2

  11. Ecosystem services V(N, C) • V(N, C) = Y(C) – cE + S(N) + U(E) • Provisional Service(Fisheries Yield) … Y(C) • Fishing Cost… cE • Utility of standing biomass… S(N) • C… catch; E… fishing effort; N… stock biomass 漁業の利益は生態系サービスの一部 Cultural Serivces? (Matsuda, Makino, Kotani, in press)

  12. Regulating services S(N)= SN2/(B2+N2) (S, B) = (100,10) (S, B) = (50,50) (Matsuda, Makino, Kotani, in press)

  13. Stock dynamics … dN/dt = (r – aN)N – C, Catch and yield … C = qEN, Y(C) = pqEN, Regulating service … S(N) = SN2/(B2+N2), Equilibrium … N*(E) = (r – qE)/a Service at N*… V*(E) = pqEN* – cE + S(N*) Optimal effort Eoptsatisfies that V*/E = 0 Maximum Sustainable Ecosystem Service Eopt = (pqr – ac)/2pq2 Mathematics (Matsuda, Makino, Kotani, in press)

  14. Maximum Sustainable Ecosystem Service (S, B) = (100,10) (S, B) = (50,50) (S, B) = (0,-) (Matsuda, Makino, Kotani, in press)

  15. Community dynamics …dNi/dt = (ri + ajiNj – qiEi)Ni Yield from foodweb… Y(E) = Ei(piqiNi – ci) Total ecosystem services...V(E) = Y(E) + Si(Ni) Si(Ni) = SiNi2/(Bi2+Ni2) We obtained EMSES↑ Y(E) and EMSY↑V(E) MSES from food webs (Matsuda, Makino, Kotani, in press)

  16. 3 4 15 30 (a) (b) (c) (d) 6 5 6 5 6 5 6 5 4 4 4 4 3 3 3 3 1 2 1 2 1 2 1 2 (e) (f) (g) (h) 6 5 6 5 6 5 6 5 5 4 4 4 4 3 3 3 3 1 2 1 2 1 2 1 2 (Matsuda, Makino, Kotani, in press)

  17. Resultant food webs and fishing efforts from 1000 randomly constructed six species systems. (Matsuda, Makino, Kotani, in press)

  18. Paradigm Shift…（Matsuda2010) Maximum Sustainable Ecosystem Services Maximum Sustainable Yield Total ecosystem services = Fisheries Yield + Regulating Services Unsustainable Fisheries No take zone Fishing effort 2008/3/2

  19. 愛知目標素案へのDIVERSITASの意見 • MSY is an old concept that developed before emergency of adaptive management and ecosystem approach. MSY assumes equilibrium, perfect information and ignores species interaction. UNCLOS uses the term MSY in article 61 and elsewhere. CoP10 is a good chance to use the term “wise use of ecosystem services” instead of MSY. However, in target 6, the term MSY is still used. The milestone “By 2015, Parties should have restored stocks to levels that can produce maximum sustainable yield” is not physically achievable. Some heavily degraded species needs a much longer time for recovering, even without any exploitation. E.g. recovery of bluefin tunas to "MSY level" by 2015 is not physically achievable.

  20. 今日の話題 • 古典的MSY批判 • r, K仮説 • 不確実性への対処 • 私のMSY批判 • 生態系管理論 • 生態系サービス論 • 順応的管理の推奨 • 順応的管理は万能か？ • 該当種だけを監視した管理は危うい

  21. 乱獲 BF=0 PP Total Allowable Catch rule

  22. N* N* N* 順応的管理（フィードバック管理）は万能か？Matsuda & Abrams 2004 第３回世界水産学会議講演 A straw man says; • Even though the MSY level is unknown, the feedback control stabilizes a broad range of target stock level. f(N) Stock size N

  23. Harvest of prey(Matsuda & Abrams in review) Catch of prey will decrease predator, rather than prey In the case of feedback control, dP/dt=0 dN/dt=0

  24. If fishing effort is regulated by stock abundance, (Matsuda & Abrams unpublished) dE/dt = u(N-NT)

  25. (a) (b) (c) (d) (e) (f) フィードバック管理は捕食者駆逐，漁業崩壊、不規則変動，長期禁漁をもたらす • Feedback control may result in extinction of either fishery or predator. Prey Fishing effort Predator

  26. 9 10 8 7 5 6 1 4 2 3 Feedback control with community interactions also result in undesired outcomes. (M & A unpublished) r = (0.454,1.059,1.186,0.247,-0.006,-0.028,-0.059,-0.704,-0.308,-0.238) A = (aji) = e9 = 0.1, ei = 0

  27. Feedback control may result in extinction of other species (sp. 6). ratio de9/dt = u(N9-N9*)

  28. 管理目標は社会が選択 管理の分権化 他の生態系への波及効果を考える 経済的な文脈で管理 生態系の構造と機能を保全 生態系機能の限界内で管理 望ましい時空間で行う 目標は長期的視点で設定 変化が不可避と認識 保全と利用のバランス 科学知､伝統知､地域知を考慮 関連する社会・自然科学分野を含む ５つの運用指針（抄） 指針２ 利益の公平配分の推進 指針３ 順応的管理の実践の利用 指針５ セクター相互の共同の確保 生態系アプローチの12原則CBD2000年CoP5ナイロビ文書

  29. 結論 • MSY理論は不確実性、不可知性を無視している • 大事なことはMSYを計算することではなく、減ったときに保護し、増えたときに漁業者の手を縛らないこと • 食物網全体から得られる持続的漁獲高の最大化は、全種の保全を保障しない • 持続的に最大化すべきは漁獲高だけでなく、すべての生態系サービスである • 責任ある漁業は生態系の監視役となりえるumbrella 種である。それは自然の恵みの一部と、多くの海の情報を与える。 • 順応的管理も万能ではない • 生態系サービス評価が問題 • 利用する種だけを監視した順応的管理は危うい (Matsuda, Makino, Kotani, in press)

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