Essays on the Bioeconomics of the Northern Baltic Fisheries

World marine fisheries suffer from economic and biological overfishing: too many vessels are harvesting too few fish stocks. Fisheries economics has explained the causes of overfishing and provided a theoretical background for management systems capable of solving the problem. Yet only a few examples of fisheries managed by the principles of the bioeconomic theory exist. With the aim of bridging the gap between the actual fish stock assessment models used to provide management advice and economic optimisation models, the thesis explores economically sound harvesting from national and international perspectives. Using data calibrated for the Baltic salmon and herring stocks, optimal harvesting policies are outlined using numerical methods. First, the thesis focuses on the socially optimal harvest of a single salmon stock by commercial and recreational fisheries. The results obtained using dynamic programming show that the optimal fishery configuration would be to close down three out of the five studied fisheries. The result is robust to stock size fluctuations. Compared to a base case situation, the optimal fleet structure would yield a slight decrease in the commercial catch, but a recreational catch that is nearly seven times higher. As a result, the expected economic net benefits from the fishery would increase nearly 60%, and the expected number of juvenile salmon (smolt) would increase by 30%. Second, the thesis explores the management of multiple salmon stocks in an international framework. Non-cooperative and cooperative game theory are used to demonstrate different "what if" scenarios. The results of the four player game suggest that, despite the commonly agreed fishing quota, the behaviour of the countries has been closer to non-cooperation than cooperation. Cooperation would more than double the net benefits from the fishery compared to a past fisheries policy. Side payments, however, are a prerequisite for a cooperative solution. Third, the thesis applies coalitional games in the partition function form to study whether the cooperative solution would be stable despite the potential presence of positive externalities. The results show that the cooperation of two out of four studied countries can be stable. Compared to a past fisheries policy, a stable coalition structure would provide substantial economic benefits. Nevertheless, the status of the salmon stocks would not improve significantly. Fourth, the thesis studies the prerequisites for and potential consequences of the implementation of an individual transferable quota (ITQ) system in the Finnish herring fishery. Simulation results suggest that ITQs would result in a decrease in the number of fishing vessels, but enables positive profits to overlap with a higher stock size. The empirical findings of the thesis affirm that the profitability of the studied fisheries could be improved. The evidence, however, indicates that incentives for free riding exist, and thus the most preferable outcome both in economic and biological terms is elusive.

Suomen maatalouden tuottamat kasvihuonekaasujen päästöt eri politiikkaskenaarioissa

Climate change is the single biggest environmental problem in the world at the moment. Although the effects are still not fully understood and there is considerable amount of uncertainty, many na-tions have decided to mitigate the change. On the societal level, a planner who tries to find an eco-nomically optimal solution to an environmental pollution problem seeks to reduce pollution from the sources where reductions are most cost-effective. This study aims to find out how effective the instruments of the agricultural policy are in the case of climate change mitigation in Finland. The theoretical base of this study is the neoclassical economic theory that is based on the assumption of a rational economic agent who maximizes his own utility. This theoretical base has been widened towards the direction clearly essential to the matter: the theory of environmental eco-nomics. Deeply relevant to this problem and central in the theory of environmental economics are the concepts of externalities and public goods. What are also relevant are the problems of global pollution and non-point-source pollution. Econometric modelling was the method that was applied to this study. The Finnish part of the AGMEMOD-model, covering the whole EU, was used for the estimation of the development of pollution. This model is a seemingly recursive, partially dynamic partial-equilibrium model that was constructed to predict the development of Finnish agricultural production of the most important products. For the study, I personally updated the model and also widened its scope in some relevant matters. Also, I devised a table that can calculate the emissions of greenhouse gases according to the rules set by the IPCC. With the model I investigated five alternative scenarios in comparison to the base-line scenario of Agenda 2000 agricultural policy. The alternative scenarios were: 1) the CAP reform of 2003, 2) free trade on agricultural commodities, 3) technological change, 4) banning the cultivation of organic soils and 5) the combination of the last three scenarios as the maximal achievement in reduction. The maximal achievement in the alternative scenario 5 was 1/3 of the level achieved on the base-line scenario. CAP reform caused only a minor reduction when com-pared to the base-line scenario. Instead, the free trade scenario and the scenario of technological change alone caused a significant reduction. The biggest single reduction was achieved by banning the cultivation of organic land. However, this was also the most questionable scenario to be real-ized, the reasons for this are further elaborated in the paper. The maximal reduction that can be achieved in the Finnish agricultural sector is about 11 % of the emission reduction that is needed to comply with the Kyoto protocol.

Computational Identification of Recessive Mutations in Cancers using High Throughput SNP-arrays

This thesis presents a highly sensitive genome wide search method for recessive mutations. The method is suitable for distantly related samples that are divided into phenotype positives and negatives. High throughput genotype arrays are used to identify and compare homozygous regions between the cohorts. The method is demonstrated by comparing colorectal cancer patients against unaffected references. The objective is to find homozygous regions and alleles that are more common in cancer patients. We have designed and implemented software tools to automate the data analysis from genotypes to lists of candidate genes and to their properties. The programs have been designed in respect to a pipeline architecture that allows their integration to other programs such as biological databases and copy number analysis tools. The integration of the tools is crucial as the genome wide analysis of the cohort differences produces many candidate regions not related to the studied phenotype. CohortComparator is a genotype comparison tool that detects homozygous regions and compares their loci and allele constitutions between two sets of samples. The data is visualised in chromosome specific graphs illustrating the homozygous regions and alleles of each sample. The genomic regions that may harbour recessive mutations are emphasised with different colours and a scoring scheme is given for these regions. The detection of homozygous regions, cohort comparisons and result annotations are all subjected to presumptions many of which have been parameterized in our programs. The effect of these parameters and the suitable scope of the methods have been evaluated. Samples with different resolutions can be balanced with the genotype estimates of their haplotypes and they can be used within the same study.

Essays on the Economics of Intellectual Property Rights

Väitöskirjassani tarkastelen informaatiohyödykkeiden ja tekijänoikeuksien taloustiedettä kahdesta eri perspektiivistä. Niistä ensimmäinen kuuluu endogeenisen kasvuteorian alaan. Väitöskirjassani yleistän ”pool of knowledge” -tyyppisen endogeenisen kasvumallin tilanteeseen, jossa patentoitavissa olevalla innovaatiolla on minimikoko, ja jossa uudenlaisen tuotteen patentoinut yritys voi menettää monopolinsa tuotteeseen jäljittelyn johdosta. Mallin kontekstissa voidaan analysoida jäljittelyn ja innovaatioilta vaaditun ”minimikoon” vaikutuksia hyvinvointiin ja talouskasvuun. Kasvun maksimoiva imitaation määrä on mallissa aina nolla, mutta hyvinvoinnin maksimoiva imitaation määrä voi olla positiivinen. Talouskasvun ja hyvinvoinnin maksimoivalla patentoitavissa olevan innovaation ”minimikoolla” voi olla mikä tahansa teoreettista maksimia pienempi arvo. Väitöskirjani kahdessa jälkimmäisessä pääluvussa tarkastelen informaatiohyödykkeiden kaupallista piratismia mikrotaloustieteellisen mallin avulla. Informaatiohyödykkeistä laittomasti tehtyjen kopioiden tuotantokustannukset ovat pienet, ja miltei olemattomat silloin kun niitä levitetään esimerkiksi Internetissä. Koska piraattikopioilla on monta eri tuottajaa, niiden hinnan voitaisiin mikrotaloustieteen teorian perusteella olettaa laskevan melkein nollaan, ja jos näin kävisi, kaupallinen piratismi olisi mahdotonta. Mallissani selitän kaupallisen piratismin olemassaolon olettamalla, että piratismista saatavan rangaistuksen uhka riippuu siitä, kuinka monille kuluttajille piraatti tarjoaa laittomia hyödykkeitä, ja että se siksi vaikuttaa piraattikopioiden markkinoihin mainonnan kustannuksen tavoin. Kaupallisten piraattien kiinteiden kustannusten lisääminen on mallissani aina tekijänoikeuksien haltijan etujen mukaista, mutta ”mainonnan kustannuksen” lisääminen ei välttämättä ole, vaan se saattaa myös alentaa laillisten kopioiden myynnistä saatavia voittoja. Tämä tulos poikkeaa vastaavista aiemmista tuloksista sikäli, että se pätee vaikka tarkasteltuihin informaatiohyödykkeisiin ei liittyisi verkkovaikutuksia. Aiemmin ei-kaupallisen piratismin malleista on usein johdettu tulos, jonka mukaan informaatiohyödykkeen laittomat kopiot voivat kasvattaa laillisten kopioiden myynnistä saatavia voittoja jos laillisten kopioiden arvo niiden käyttäjille riippuu siitä, kuinka monet muut kuluttajat käyttävät samanlaista hyödykettä ja jos piraattikopioiden saatavuus lisää riittävästi laillisten kopioiden arvoa. Väitöskirjan viimeisessä pääluvussa yleistän mallini verkkotoimialoille, ja tutkin yleistämäni mallin avulla sitä, missä tapauksissa vastaava tulos pätee myös kaupalliseen piratismiin.

Screening Cycles

We demonstrate how endogenous information acquisition in credit markets creates lending cycles when competing banks undertake their screening decisions in an uncoordinated way, thereby highlighting the role of intertemporal screening externalities induced by lending market competition as a structural source of instability. We show that uncoordinated screening behavior of competing banks may be not only the source of an important financial multiplier, but also an independent source of fluctuations inducing business cycles. The screening cycle mechanism is robust to generalizations along many dimensions such as the lending market structure, the lending rate determination and the imperfections in the screening technology.

Technology-related peso problems in stock returns

Although empirical evidence suggests the contrary, many asset pricing models assume stock returns to be symmetrically distributed. In this paper it is argued that the occurrence of negative jumps in a firm's future earnings and, consequently, in its stock price, is positively related to the level of network externalities in the firm's product market. If the ex post frequency of these negative jumps in a sample does not equal the ex ante assessed probability of occurrence, the sample is subject to a peso problem. The hypothesis is tested for by regressing the skewness coefficient of a firm’s realised stock return distribution on the firm’s R&D intensity, i.e. the ratio of the firm’s research and development expenditure to its net sales. The empirical results support the technology-related peso problem hypothesis. In samples subject to such a peso problem, the returns are biased up and the variance is biased down.

Bentsodiatsepiinien ja amfetamiinijohdannaisten seulonta virtsasta mikropilarisähkösumutusmassaspektrometrian avulla

Väärinkäytettyjen aineiden seulontaan käytetyn menetelmän tulee olla herkkä, selektiivinen, yksinkertainen, nopea ja toistettava. Työn tavoitteena oli kehittää yksinkertainen, mutta herkkä, esikäsittelymenetelmä bentsodiatsepiinien ja amfetamiinijohdannaisten kvalitatiiviseen seulomiseen virtsasta mikropilarisähkösumutussirun (μPESI) avulla, mikä tarjoaisi vaihtoehdon seulonnassa käytetyille immunologisille menetelmille, joiden herkkyys ja selektiivisyys ovat puutteellisia. Tavoitteena oli samalla tarkastella mikropilarisähkösumutussirun toimivuutta biologisten näytteiden analyysissa. Esikäsittely optimoitiin erikseen bentsodiatsepiineille ja amfetamiinijohdannaisille. Käytettyjä esikäsittelymenetelmiä olivat neste-nesteuutto, kiinteäfaasiuutto Oasis HLB-patruunalla ja ZipTip®-pipetinkärjellä sekä laimennus ja suodatus ilman uuttoa. Mittausten perusteella keskityttiin optimoimaan ZipTip®-uuttoa. Optimoinnissa tutkittavia yhdisteitä spiikattiin 0-virtsaan niiden ennaltamääritetyn raja-arvon verran, bentsodiatsepiineja 200 ng/ml ja amfetamiinijohdannaisia 300 ng/ml. Bentsodiatsepiinien kohdalla optimoitiin kutakin uuton vaihetta ja optimoinnin tuloksena näytteen pH säädettiin arvoon 5, faasi kunnostettiin asetonitriililla, tasapainotettiin ja pestiin veden (pH 5) ja asetonitriilin (10 % v/v) seoksella ja eluoitiin asetonitriilin, muurahaishapon ja veden (95:1:4 v/v/v) seoksella. Amfetamiinijohdannaisten uutossa optimoitiin näytteen ja liuottimien pH-arvoja ja tuloksena näytteen pH säädettiin arvoon 10, faasi kunnostettiin veden ja ammoniumvetykarbonaatin(pH 10, 1:1 v/v) seoksella, tasapainotettiin ja pestiin asetonitriilin ja veden (1:5 v/v) seoksella ja eluoitiin metanolilla. Optimoituja uuttoja testattiin Yhtyneet Medix Laboratorioista toimitetuilla autenttisilla virtsanäytteillä ja saatuja tuloksia verrattiin kvantitatiivisen GC/MS-analyysin tuloksiin. Bentsodiatsepiininäytteet hydrolysoitiin ennen uuttoa herkkyyden parantamiseksi. Autenttiset näytteet analysoitiin Q-TOF-laitteella Viikissä. Lisäksi hydrolysoidut bentsodiatsepiininäytteet mitattiin Yhtyneet Medix Laboratorioiden TOF-laitteella. Kehitetty menetelmä vaatii tulosten perusteella lisää optimointia toimiakseen. Ongelmana oli etenkin toistoissa ilmennyt tulosten hajonta. Manuaalista näytteensyöttöä tulisi kehittää toistettavammaksi. Autenttisten bentsodiatsepiininäytteiden analyysissa ongelmana olivat virheelliset negatiiviset tulokset ja amfetamiinijohdannaisten analyysissa virheelliset positiiviset tulokset. Virheellisiä negatiivisia tuloksia selittää menetelmän herkkyyden puute ja virheellisiä positiivisia tuloksia mittalaitteen, sirujen tai liuottimien likaantuminen.

Jätteenkeräyksen ja -siirron yhteiskunnalliset kustannukset Punavuoressa – Tarkastelussa seka-, bio-, kartonki- ja paperijäte

Tämän pro gradu -tutkielman tarkoituksena on määrittää jätteenkeräyksen ja -siirron yhteiskunnalliset kustannukset valitulla tutkimusalueella Helsingin Punavuoressa. Jätteenkeräyksen ja -siirron kustannukset vastaavat suuruudeltaan merkittävää osaa jätehuollon kokonaiskustannuksista, minkä vuoksi kustannusten tutkimiselle ja tarkastelulle löytyy kysyntää. Lisäksi keräyksen ja siirron kustannukset saattavat vaihdella suuresti johtuen erilaisista kaupunkirakenteista,keräysmenetelmistä ja teknologioista, joten tapaustarkastelun avulla pystytään selvittämään yksityiskohtaisesti alueen jätteenkeräyksen ja -siirron kustannukset. Tutkimusalue Helsingin Punavuoressa on yksi Suomen tiheimmin asutuista alueista, missä jätteidenkeräystä hankaloittaa kapeat kadut, useat sisäpihoille sijoitetut jätehuoneet ja vilkas liikenne. Erityispiirteidensä vuoksi jätteenkeräys- ja siirto aiheuttaa tutkimusalueella yksityisten kustannusten lisäksi myös useita ulkoisvaikutuksia muun muassa ilmansaasteiden ja viihtyvyyshaittojen muodossa. Tässä työssä lasketaan jätteenkeräyksen ja -siirron yhteiskunnalliset kustannukset neljän eri jätelajin osalta huomioimalla sekä yksityiset kustannustekijät että ulkoiskustannuksina syntyvien päästöjen kustannukset. Työn aineistona on käytetty erilaisia kustannuslaskelmien kirjallisuuslähteitä, asiantuntija-arvioita ja tutkimusalueella tehtyjä kellotusmittauksia. Alueen kellotusmittauksiin perustuvalla aikaperusteisella laskentatavalla jätteenkeräyksen ja -siirron jätetonnikohtaisiksi keskimääräisiksi kustannuksiksi saatiin 73 €/t. Kustannuksissa havaittiin kuitenkin suuria jätelajikohtaisia eroja, jolloin keräyksen ja siirron kustannukset heittelivät 49–125 €/t välillä. Suuret jätelajikohtaiset kustannuserot ovat selitettävissä pitkälti jätteiden koostumuksella, koska kevyiden ja paljon tilaa vievien jätelajien jätetonnikohtaiset kustannukset olivat suurimpia. Teoriataustan ja lähdeaineiston perusteella saadut tulokset myös osoittavat, että jätteenkeräyksen ja siirron kustannuksista huomioitujen ulkoiskustannusten osuus on häviävän pieni verrattuna yksityisten kustannusten tasoon.