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Theory of Games and Common Pool Resources

Theory of Games and Common Pool Resources. Pedro Ribeiro de Andrade DSSA/CCST/INPE São José dos Campos, 2010. What Drives Tropical Deforestation?. % of the cases.  5% 10% 50%. Underlying Factors driving proximate causes. Causative interlinkages at proximate/underlying levels.

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Theory of Games and Common Pool Resources

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Presentation Transcript

  1. Theory of Games and Common Pool Resources Pedro Ribeiro de Andrade DSSA/CCST/INPE São José dos Campos, 2010

  2. What Drives Tropical Deforestation? % of the cases  5% 10% 50% Underlying Factors driving proximate causes Causative interlinkages at proximate/underlying levels Internal drivers *If less than 5%of cases, not depicted here. source:Geist &Lambin (Université Louvain)

  3. Modelling and Public Policy External Influences System Ecology Economy Politics Desired System State Decision Maker Scenarios Policy Options

  4. Human-enviromental systems [Ostrom, Science, 2005]

  5. Types of goods Source: E Ostrom (2005)

  6. Institutional analysis Farms Settlements 10 to 20 anos RecentSettlements (lessthan 4 years) Old Settlements (more than 20 years) Source: Escada, 2003 Identifydifferentactorsandtry to modeltheiractions

  7. Institutional arrangments in Amazonia

  8. Modeling PD games • Game theoretic problems: payoffs for each player depend on actions of both • Two possible strategies: A party cooperates when he performs value-increasing promises, and defects when he breaches

  9. Modeling Two-party choice Player 1

  10. Modeling Two-party choice Player 1

  11. Modeling Two-party choice: Player 2 Player 2

  12. Modeling Two-party choice: Player 2 Player 2

  13. Modeling Two-party Choice: Both Cooperate Player 2 Player 1

  14. Modeling Two-party Choice:Both Defect Player 2 Player 1

  15. Modeling Two-party Choice Player 2 Player 1

  16. Modeling Two-party Choice Player 2 Player 1

  17. Modeling Two-party Choice Player 2 Player 1

  18. Let’s examine Joint Cooperation Player 2 Player 1

  19. Joint Cooperation: Omerta as a substitute for contracting

  20. Joint Defection Player 2 Player 1

  21. Joint defection: Can these gentlemen be acting efficiently?

  22. Terminology Player 2 Where T stands for Temptation to defect, R for Reward for mutual cooperation, P for Punishment for mutual defection and S for Sucker's payoff. T > R > P > S

  23. Prisoner’s Dilemma: Game Theory Did you lie to Congress about WMD in Iraq?

  24. Tragedy of the Commons? How many animals can graze in a common area before degradation occurs?

  25. Prisoner’s Dilemma: Game Theory How many animals do send to graze? Strategy 1: Send only half of the maximum supported number Strategy 2: Send as many animals as possible

  26. Tragedy of the Commons? Everybody’s property is nobody’s property

  27. NAMA: Reduzir o desmatamento da Amazônia em 80% até 2020 Brasil: compromisso de reduzir o desmatamento

  28. Yearly rates of deforestation: 2008-2009 Smallest yearly increase since the 1970s

  29. Contribuição brasileira para as emissões globais Os países desenvolvidos (Anexo I) propõem-se a cortar emissões em 15% com relação a 1990. Isto implica numa redução de 30,5 Gt CO2eq A proposta brasileira é equivalente a 21% do compromisso anunciado pelos países do Anexo I. 21% Amazonia Corte do desmatamento no Brasil 6,2 Gt CO2eq Redução anunciada pelos países desenvolvidos 30,5 Gt CO2eq

  30. Contribuição brasileira para as emissões globais Os países desenvolvidos (Anexo I) propõem-se a cortar emissões em 15% com relação a 1990. Isto implica numa redução de 30,5 Gt CO2eq A proposta brasileira é equivalente a 21% do compromisso anunciado pelos países do Anexo I. 21% Amazonia Corte do desmatamento no Brasil 6,2 Gt CO2eq Redução anunciada pelos países desenvolvidos 30,5 Gt CO2eq

  31. Braziliancontribution to GHG reduction The Brazilian proposal is equivalent to 12% of the reductions proposed by the G77 countries to Annex I countries.  Amazonia 12% Reduction in Brazil 6,2 Gt CO2eq Reduction in developed countries 50,8 Gt CO2eq

  32. Como atingir as metas de redução de desmatamento? MERCADOS PolÍTICAS PÚBLICAS + (Getty Images, 2008)

  33. Trajetórias Tecnológicas da Região Norte T1: Pecuária de leite T2: Agroflorestais T3: Pecuária de corte (pequeno porte) T4: Pecuária de corte T5: Cultura permanente T6: Silvicultura

  34. Trajetórias Tecnológicas da Região Norte

  35. Trajetórias Tecnológicas da Região Norte A pecuária de corte de grande porte emite 70% do CO2, emprega 10% do pessoal, e gera 25% da renda, sendo uma atividade predatória; Os segmentos camponeses voltados para pecuária de leite e culturas permanentes tem 38% dos empregos, 27% da renda, 12% das emissões, sendo atividade de baixo carbono e alta relevância social; Os segmentos camponeses agroflorestais (açaí e similares), de baixíssimo impacto sobre a biodiversidade e a emissão de CO2, cresceram 12% ao ano em renda líquida de 1991 a 2005.

  36. Formação da Renda Líquida dos Produtores nas Trajetórias (Médias móveis de três anos, em R$ 1.000,00 constantes de 2005)

  37. Índice de Densidade Institucionalidi = (Percentual de Crédito)/(Percentual de Valor Bruto de Produção) Quanto maior o IDI, mais a trajetória se apropria do crédito disponível de forma desigual (Pecuária tem mais crédito do que gera de renda)

  38. O que aconteceria com a economia e com o balanço de CO2 se um programação de compensação por desmatamento evitado logra reduzir em 5 anos 50% da produção responsável pelo balanço de carbono verificado em 2004, por justa compensação dos proprietários dos estabelecimentos rurais no nível constatado de seus lucros? Sucesso ecológico, fiasco econômico.

  39. O que aconteceria com a economia e seu balanço de carbono se um programa de compensação por emissão evitada lograsse induzir uma conversão na base produtiva dos sistemas que mostram os piores balanços de carbono pelos sistemas que mostraram os melhores. O que aconteceria, nesse caso, com a economia e seu balanço de CO2? Sucesso econômico, sucesso ecológico.

  40. Incentivos a "boas" trajetórias (em termos ambientais e sociais), e apoio para reconversão das “ruins”. (Getty Images, 2008)

  41. Ostrom • “How best to limit the use of natural resources so as to ensure their long-term economic viability.” • “Neither the state nor the market is uniformly successful in enabling individuals to sustain long-term, productive use of natural resource systems.” • “Optimal equilibrium with centralized control is based on assumptions concerning accuracy of information, monitoring capabilities, sanctioning reliability, and zero costs of administration.”

  42. Types of goods Source: E Ostrom (2005)

  43. Introduction – IAD • 7 “action situation” elements • Participants • Positions • Actions • Potentialoutcomes • Transformationfunctions • Information • Payoffs • Games are the standard mathematical structure for representing an action situation

  44. Prisoner’s Dilemma Player 2 Player 1 *

  45. Prisioner’s Dilemma b < d b > d * a < c * * * * a > c *

  46. Appropriation Externality [F(1) > w] w > F(2)/2 P 2 Invest ~Invest * Invest P 1 * * ~Invest w < F(2)/2 *

  47. Assignment Game [v1 > v2] v1 > 2 * v2 P 2 * P 1 v1 = 2 * v2 v1 < 2 * v2 * * * * *

  48. Fishing game G Spot 2 Spot 1 Spot 1 Spot 2 G2 G1 Leave Stay Leave Stay Stay Stay Leave Leave

  49. Monitoring Monitor ornot Taketheshareor more • C: Costofmonitoring • B: Benefitoftaking more thantheshare • P: Probabilityofdetecting • F: punishment for beingdetected • M: bonus for successfulmonitoring

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