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.

Poverty and the Environment : Investment Poverty and the Role of Assets in Generating Welfare for Farmer Households in the Province of Herrera, Panama

Köyhiä maanviljelijöitä on usein syytetty kehitysmaiden ympäristöongelmista. On väitetty, että eloonjäämistaistelu pakottaa heidät käyttämään maata ja muita luonnonvaroja lyhytnäköisesti. Harva asiaa koskeva tutkimus on kuitenkaan tukenut tätä väitettä; perheiden köyhyyden astetta ja heidän aiheuttamaansa ympäristövaikutusta ei ole kyetty kytkemään toisiinsa. Selkeyttääkseen köyhyys-ympäristö –keskustelua, Thomas Reardon ja Steven Vosti kehittivät investointiköyhyyden käsitteen. Se tunnistaa sen kenties suuren joukon maanviljelijäperheitä, jotka eivät ole köyhiä perinteisten köyhyysmittareiden mukaan, mutta joiden hyvinvointi ei ole riittävästi köyhyysrajojen yläpuolella salliakseen perheen investoida kestävämpään maankäyttöön. Reardon ja Vosti korostivat myös omaisuuden vaikutusta perheiden hyvinvointiin, ja uskoivat sen vaikuttavan tuotanto- ja investointipäätöksiin. Tässä tutkimuksessa pyritään vastaamaan kahteen kysymykseen: Miten investointiköyhyyttä voidaan ymmärtää ja mitata? Ja, mikä on viljelijäperheiden omaisuuden hyvinvointia lisäävä vaikutus? Tätä tutkimusta varten haastateltiin 402 maanviljelijäperhettä Väli-Amerikassa, Panaman tasavallan Herreran läänissä. Näiden perheiden hyvinvointia mitattiin heidän kulutuksensa mukaan, ja paikalliset köyhyysrajat laskettiin paikallisen ruoan hinnan mukaan. Herrerassa ihminen tarvitsee keskimäärin 494 dollaria vuodessa saadakseen riittävän ravinnon, tai 876 dollaria vuodessa voidakseen ravinnon lisäksi kattaa muitakin välttämättömiä menoja. Ruoka- eli äärimmäisen köyhyyden rajan alle jäi 15,4% tutkituista perheistä, ja 33,6% oli jokseenkin köyhiä, eli saavutti kyllä riittävän ravitsemuksen, muttei kyennyt kustantamaan muita perustarpeitaan. Molempien köyhyysrajojen yläpuolelle ylsi siis 51% tutkituista perheistä. Näiden köyhyysryhmien välillä on merkittäviä eroavaisuuksia ei vain perheiden varallisuuden, tulojen ja investointistrategioiden välillä, mutta myös perheiden rakenteessa, elinympäristössä ja mahdollisuuksissa saada palveluja. Investointiköyhyyden mittaaminen osoittautui haastavaksi. Herrerassa viljelijät eivät tee investointeja puhtaasti ympäristönsuojeluun, eikä maankäytön kestävyyttä muutenkaan pystytty yhdistämään perheiden hyvinvoinnin tasoon. Siksi investointiköyhyyttä etsittiin sellaisena hyvinvoinnin tasona, jonka alapuolella elävien perheiden parissa tuottavat maanparannusinvestoinnit eivät enää ole suorassa suhteessa hyvinvointiin. Tällaisia investointeja ovat mm. istutetut aidat, lannoitus ja paranneltujen laiduntyyppien viljely. Havaittiin, että jos perheen hyvinvointi putoaa alle 1000 dollarin/henkilö/vuosi, tällaiset tuottavat maanparannusinvestoinnit muuttuvat erittäin harvinaisiksi. Investointiköyhyyden raja on siis noin kaksi kertaa riittävän ravitsemuksen hinta, ja sen ylitti 42,3% tutkituista perheistä. Heille on tyypillistä, että molemmat puolisot käyvät työssä, ovat korkeasti koulutettuja ja yhteisössään aktiivisia, maatila tuottaa paremmin, tilalla kasvatetaan vaativampia kasveja, ja että he ovat kerryttäneet enemmän omaisuutta kuin investointi-köyhyyden rajan alla elävät perheet. Tässä tutkimuksessa kyseenalaistettiin yleinen oletus, että omaisuudesta olisi poikkeuksetta hyötyä viljelijäperheelle. Niinpä omaisuuden vaikutusta perheiden hyvinvointiin tutkittiin selvittämällä, mitä reittejä pitkin perheiden omistama maa, karja, koulutus ja työikäiset perheenjäsenet voisivat lisätä perheen hyvinvointia. Näiden hyvinvointi-mekanismien ajateltiin myös riippuvan monista väliin tulevista tekijöistä. Esimerkiksi koulutus voisi lisätä hyvinvointia, jos sen avulla saataisiin paremmin palkattuja töitä tai perustettaisiin yritys; mutta näihin mekanismeihin saattaa vaikuttaa vaikkapa etäisyys kaupungeista tai se, omistaako perhe ajoneuvon. Köyhimpien perheiden parissa nimenomaan koulutus olikin ainoa tutkittu omaisuuden muoto, joka edisti perheen hyvinvointia, kun taas maasta, karjasta tai työvoimasta ei ollut apua köyhyydestä nousemiseen. Varakkaampien perheiden parissa sen sijaan korkeampaa hyvinvointia tuottivat koulutuksen lisäksi myös maa ja työvoima, joskin monesta väliin tulevasta muuttujasta, kuten tuotantopanoksista riippuen. Ei siis ole automaatiota, jolla omaisuus parantaisi perheiden hyvinvointia. Vaikka rikkailla onkin yleensä enemmän karjaa kuin köyhemmillä, ei tässä aineistossa löydetty yhtään mekanismia, jota kautta karjan määrä tuottaisi korkeampaa hyvinvointia viljelijäperheille. Omaisuuden keräämisen ja hyödyntämisen strategiat myös muuttuvat hyvinvoinnin kasvaessa ja niihin vaikuttavat monet ulkoiset tekijät. Ympäristön ja köyhyyden suhde on siis edelleen epäselvä. Köyhyyden voittaminen vaatii pitkällä tähtäimellä sitä, että viljelijäperheet nousisivat investointiköyhyyden rajan yläpuolelle. Näin heillä olisi varaa alkaa kartuttaa omaisuutta ja investoida kestävämpään maankäyttöön. Tällä hetkellä kuitenkin isolle osalle herreralaisia perheitä tuo raja on kaukana tavoittamattomissa. Miten päästä yli tuhannen dollarin kulutukseen perheenjäsentä kohden, mikäli elintaso ei yllä edes riittävään ravitsemukseen? Ja sittenkin, vaikka hyvinvointi kohenisi, ei ympäristön kannalta parannuksia ole välttämättä odotettavissa, mikäli karjalaumat kasvavat ja eroosioalttiit laitumet leviävät.

Essays on socially optimal phosphorus policies in crop production

Phosphorus is a nutrient needed in crop production. While boosting crop yields it may also accelerate eutrophication in the surface waters receiving the phosphorus runoff. The privately optimal level of phosphorus use is determined by the input and output prices, and the crop response to phosphorus. Socially optimal use also takes into account the impact of phosphorus runoff on water quality. Increased eutrophication decreases the economic value of surface waters by Deteriorating fish stocks, curtailing the potential for recreational activities and by increasing the probabilities of mass algae blooms. In this dissertation, the optimal use of phosphorus is modelled as a dynamic optimization problem. The potentially plant available phosphorus accumulated in soil is treated as a dynamic state variable, the control variable being the annual phosphorus fertilization. For crop response to phosphorus, the state variable is more important than the annual fertilization. The level of this state variable is also a key determinant of the runoff of dissolved, reactive phosphorus. Also the loss of particulate phosphorus due to erosion is considered in the thesis, as well as its mitigation by constructing vegetative buffers. The dynamic model is applied for crop production on clay soils. At the steady state, the analysis focuses on the effects of prices, damage parameterization, discount rate and soil phosphorus carryover capacity on optimal steady state phosphorus use. The economic instruments needed to sustain the social optimum are also analyzed. According to the results the economic incentives should be conditioned on soil phosphorus values directly, rather than on annual phosphorus applications. The results also emphasize the substantial effects the differences in varying discount rates of the farmer and the social planner have on optimal instruments. The thesis analyzes the optimal soil phosphorus paths from its alternative initial levels. It also examines how erosion susceptibility of a parcel affects these optimal paths. The results underline the significance of the prevailing soil phosphorus status on optimal fertilization levels. With very high initial soil phosphorus levels, both the privately and socially optimal phosphorus application levels are close to zero as the state variable is driven towards its steady state. The soil phosphorus processes are slow. Therefore, depleting high phosphorus soils may take decades. The thesis also presents a methodologically interesting phenomenon in problems of maximizing the flow of discounted payoffs. When both the benefits and damages are related to the same state variable, the steady state solution may have an interesting property, under very general conditions: The tail of the payoffs of the privately optimal path as well as the steady state may provide a higher social welfare than the respective tail of the socially optimal path. The result is formalized and an applied to the created framework of optimal phosphorus use.

Valuation of reduced eutrophication in the Gulf of Finland : Choice experiment with attention to heterogeneous and discontinuous preferences and respondent uncertainty

Eutrophication of the Baltic Sea is a serious problem. This thesis estimates the benefit to Finns from reduced eutrophication in the Gulf of Finland, the most eutrophied part of the Baltic Sea, by applying the choice experiment method, which belongs to the family of stated preference methods. Because stated preference methods have been subject to criticism, e.g., due to their hypothetical survey context, this thesis contributes to the discussion by studying two anomalies that may lead to biased welfare estimates: respondent uncertainty and preference discontinuity. The former refers to the difficulty of stating one s preferences for an environmental good in a hypothetical context. The latter implies a departure from the continuity assumption of conventional consumer theory, which forms the basis for the method and the analysis. In the three essays of the thesis, discrete choice data are analyzed with the multinomial logit and mixed logit models. On average, Finns are willing to contribute to the water quality improvement. The probability for willingness increases with residential or recreational contact with the gulf, higher than average income, younger than average age, and the absence of dependent children in the household. On average, for Finns the relatively most important characteristic of water quality is water clarity followed by the desire for fewer occurrences of blue-green algae. For future nutrient reduction scenarios, the annual mean household willingness to pay estimates range from 271 to 448 and the aggregate welfare estimates for Finns range from 28 billion to 54 billion euros, depending on the model and the intensity of the reduction. Out of the respondents (N=726), 72.1% state in a follow-up question that they are either Certain or Quite certain about their answer when choosing the preferred alternative in the experiment. Based on the analysis of other follow-up questions and another sample (N=307), 10.4% of the respondents are identified as potentially having discontinuous preferences. In relation to both anomalies, the respondent- and questionnaire-specific variables are found among the underlying causes and a departure from standard analysis may improve the model fit and the efficiency of estimates, depending on the chosen modeling approach. The introduction of uncertainty about the future state of the Gulf increases the acceptance of the valuation scenario which may indicate an increased credibility of a proposed scenario. In conclusion, modeling preference heterogeneity is an essential part of the analysis of discrete choice data. The results regarding uncertainty in stating one s preferences and non-standard choice behavior are promising: accounting for these anomalies in the analysis may improve the precision of the estimates of benefit from reduced eutrophication in the Gulf of Finland.

Vapaa-ajan vieton luonnonvarojen kulutus

This thesis studies the use of natural resources for leisure time activities. The method used is Material Input per Service Unit (MIPS method). Leisure time has an increasing effect on the material flows of households, and that way has a bigger pressure on the environment. The most popular way of spending spare time in Finland is to watch TV and to listen to music or radio. Regardless of these, this thesis takes a closer look at boating, playing a musical instrument and visiting a theatre and tries to quantify their material flows. MIPS calculations of this thesis are case-studies and do not tell the whole truth about the hobbies. The aim was to have an overview about the magnitude of the activities. In the boating calculations, inside the system boundaries there are the boat itself, transport of the boat, outboard motor, gasoline consumption of the outboard motor, travelling to and from the harbour, and the harbour infrastructure. Calculations of playing a music instrument consider the instrument itself, music school and its maintenance, and travelling to the school. In the case of theatre the included things are theatre house and its maintenance, decor and costumes of the plays, transport of the decor, and travelling of the audience. The results of this thesis suggest that the biggest material flow of boating comes from travelling to and from the harbour and from the harbour infrastructure. The gasoline consumption of the outboard motor also makes a difference. One hour of boating with a rowing boat consumes 1 kg of abiotic materials. Boating with an outboard motorboat consumes astonishing 113 kg of abiotic resources. Visiting a music lesson for one hour consumes 9 kg of abiotic resources when travelling there by bus. One hour in a theatre play consumes 17 kg of abiotic materials when travelling by bus. Transport has a significant role on the resource consumption of leisure time activities.

KAUPPAKESKUS OSANA KESTÄVÄÄ KAUPUNKIRAKENNETTA - Kauppakeskustoimijoiden näkemyksiä kauppakeskusten sijoittumisen kestävyydestä

The location and location guidance of shopping centers has been under much public discussion in Finland in the recent years. The Ministry of the Environment has expressed concern over the sustainability of ‘out-of-town’ shopping centers. Shopping centers outside the urban form are seen to cause more traffic, thus contributing to climate change by increasing carbon dioxide emissions. The sustainability of urban form has been researched in several studies and factors like urban density, public transport and a comfortable living environment were found to be the most important. This study presents the views of Finnish shopping center stakeholders on the sustainability of shopping center locations. These views were gathered using focus groups. Stakeholders included managers, consultants, investors, developers, architects and tenants of shopping centers and public sector actors dealing with shopping industry. As one theme in the discussions, participants were asked to present their views on the sustainability of shopping centers’ current locations. The study is part of the Aalto University of Technology KOKKKA project, which has its main focus upon shopping centers and sustainability. Shopping centers were seen to affect sustainability mainly through their location. A sustainable location was thought of as one that involved locating in an economically successful place, inside the urban form. A sustainable location was also easily accessible, with good access via public transport and the shopping center also had to create comfortable living environment in its surroundings. The views of the focus groups participants are similar to the views in sustainable urban structure theories and, inter alia, Finland’s national sustainable development strategy.

Climate change and agriculture: theory and application of mitigation policies

Agriculture’s contribution to climate change is controversial as it is a significant source of greenhouse gases but also a sink of carbon. Hence its economic and technological potential to mitigate climate change have been argued to be noteworthy. However, social profitability of emission mitigation is a result from factors among emission reductions such as surface water quality impact or profit from production. Consequently, to value comprehensive results of agricultural climate emission mitigation practices, these co-effects to environment and economics should be taken into account. The objective of this thesis was to develop an integrated economic and ecological model to analyse the social welfare of crop cultivation in Finland on distinctive cultivation technologies, conventional tillage and conservation tillage (no-till). Further, we ask whether it would be privately or socially profitable to allocate some of barley cultivation for alternative land use, such as green set-aside or afforestation, when production costs, GHG’s and water quality impacts are taken into account. In the theoretical framework we depict the optimal input use and land allocation choices in terms of environmental impacts and profit from production and derive the optimal tax and payment policies for climate and water quality friendly land allocation. The empirical application of the model uses Finnish data about production cost and profit structure and environmental impacts. According to our results, given emission mitigation practices are not self-evidently beneficial for farmers or society. On the contrary, in some cases alternative land allocation could even reduce social welfare, profiting conventional crop cultivation. This is the case regarding mineral soils such as clay and silt soils. On organic agricultural soils, climate mitigation practices, in this case afforestation and green fallow give more promising results, decreasing climate emissions and nutrient runoff to water systems. No-till technology does not seem to profit climate mitigation although it does decrease other environmental impacts. Nevertheless, the data behind climate emission mitigation practices impact to production and climate is limited and partly contradictory. More specific experiment studies on interaction of emission mitigation practices and environment would be needed. Further study would be important. Particularly area specific production and environmental factors and also food security and safety and socio-economic impacts should be taken into account.

Kesämökkikäynnin virkistysarvon määrittäminen matkakustannusmenetelmällä

Tämän tutkielman tarkoituksena on määrittää kesämökkikäynnin virkistysarvo. Aihetta ei ole aikaisemmin tutkittu, vaikka kesämökkeily on merkittävä osa suomalaista elämää. Kesämökkikäynnin virkistysarvo tarkoittaa hyötyä, jonka yksilö saa kesämökillä virkistäytymisestä. Virkistäytyminen kesämökillä pitää sisällään kaiken kesämökillä ja sen ympäristössä tapahtuvan harrastamisen ja rentoutumisen. Koska ympäristö on tärkeässä osassa mökillä virkistäytymisessä, tässä tutkielmassa on lisäksi tarkoitus tutkia, kuinka mökkiympäristön ominaisuudet vaikuttavat virkistysarvoon. Tarkasteltavina ympäristön ominaisuuksina ovat virkistäytymisen estävät leväkukinnot ja mökin rannattomuus. Koska mökkeily toisaalta myös kuormittaa ympäristöä, tutkielmassa tutkitaan myös, kuinka sähköistys, ympäristöä kuormittava kesämökin ominaisuus, vaikuttaa virkistysarvoon. Virkistysarvo on markkinaton hyöty, joten sen määrittämiseen on käytettävä jotain markkinattomien hyödykkeiden arvottamismenetelmää. Tässä työssä arvottaminen tapahtuu matkakustannusmenetelmällä, jota käytetään yleisesti ympäristön tarjoamien virkistyspalveluiden taloudelliseen arvottamiseen. Kesämökkikäyntien kysyntää kuvaava matkakustannusmallin ekonometrinen mallintaminen suoritetaan negatiivisella binomimallilla. Tutkielman tulosten mukaan noin neljän päivän pituinen käynti sähköistetyllä kesämökillä, jossa on ranta eivätkä levät häiritse virkistäytymistä, tuottaa 167-205 euron suuruisen virkistyshyödyn. Virkistäytymisen estävät leväkukinnot laskevat arvoa 40 prosentilla ja mökin rannattomuus 45 prosentilla. Käynti sähköistetyllä mökillä tuottaa 3-5 prosenttia korkeamman virkistyshyödyn kuin käynti sähköistämättömällä mökillä. Suomessa kesän aikana tehtävien mökkikäyntien yhteenlaskettu virkistyshyöty on 430-530 miljoonaa, jos mökillä on ranta, jossa levistä ei ole haittaa. Häiritsevät leväkukinnot laskevat yhteenlaskettua virkistyshyötyä 30 miljoonalla ja rannattomuus 10-20 miljoonalla. Sähköistys nostaa yhteenlaskettua virkistyshyötyä 20-30 miljoonalla eurolla.

Optimal management of conflicting species: Grey seal (Halichoerus grypus) and Atlantic salmon (Salmo salar) in the Baltic Sea

The objective of this thesis is to examine the economic effects in the conflict between grey seal population and the salmon fishery in the Baltic Sea. We will formulate a bioeconomic model which provides new insights on the optimal management of Atlantic salmon with respect to the effects brought about by the grey seal population. As the catch losses caused by seals have an effect on salmon fishery in Baltic, we will study how seal population affects the present value of the salmon fishery. The study considers the Finnish coastal trap net fishery. The bioeconomic model considers a scenario of sole salmon fishery and a scenario of salmon fishery affected by the grey seal population. On the basis of these scenarios, a seal compensation scheme is introduced. We can observe a significant economic seal-induced effect on the salmon fishery. The results suggest that the present seal compensation scheme emploid by the Finnish government is suboptimal. This thesis is part of the TARMO –project, in which the conflict between grey seal population and salmon fishery is studied using the methods of environmental economics.

Suomalaisen alkuperäiskarjan liha – kuluttajien osto- ja maksuhalukkuus

Tutkielman tavoitteena on selvittää suomalaisen alkuperäiskarjan lihan potentiaalista kysyntää. Alkuperäiskarjan lihan erikoistuotemarkkinat voivat auttaa pitämään uhanalaiset, kotimaiset karjarodut tuotantokäytössä. Näin ollen erikoistuotemarkkinat voivat auttaa arvokkaiden suomalaisten eläingeenivarojen säilyttämisessä. Koska alkuperäiskarjan lihan tuotannon kannattavuus riippuu lihasta saatavasta lisähinnasta, tutkimuksen tavoitteena on myös tutkia, millainen kuluttajien maksuhalukkuus alkuperäiskarjan lihasta on verrattuna tavanomaiseen lihaan. Tutkimusaineisto kerättiin Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksen ja Kuluttajatutkimuskeskuksen suunnittelemalla kyselytutkimuksella keväällä 2010. Tutkimuksessa käytettiin ehdollisen käyttäytymisen ja ehdollisen arvottamisen menetelmiä ja sen otoskoko on 1623. Kuluttajien ostohalukkuutta ja siihen vaikuttavia tekijöitä tutkittiin sekä binäärisen että ordinaalisen regression malleilla. Kuluttajien maksuhalukkuutta alkuperäiskarjan lihasta ja siihen vaikuttavia tekijöitä tutkittiin grouped data -mallin avulla. Malleissa käytettiin selittävinä muuttujina sosioekonomisten muuttujien lisäksi kuluttajien asenteita ja käyttäytymistä kuvaavia muuttujia. Tutkielman tulosten mukaan jopa 86 % vastaajista ostaisi alkuperäiskarjan lihaa, jos sitä olisi tarjolla kaupoissa. Ostohalukkuutta lisää muun muassa, jos vastaajalla on alle 18-vuotiaita lapsia ja vastaaja arvostaa lähellä tuotettua, paikallista ruokaa sekä ympäristöystävällisyyttä. Miehet ostaisivat alkuperäiskarjan lihaa todennäköisemmin kuin naiset. Suurin osa vastaajista ostaisi alkuperäiskarjan lihaa, jos se olisi samanhintaista kuin tavanomainen liha, mutta noin neljäsosa (23,5 %) vastaajista olisi valmis maksamaan alkuperäiskarjan lihasta korkeampaa hintaa kuin tavanomaisesta lihasta. Maksuhalukkuuteen vaikuttivat positiivisesti muun muassa kuuluminen ympäristöjärjestöön ja korkea tulotaso. Negatiivisesti vaikutti puolestaan esimerkiksi se, että vastaaja on nainen. Keskimääräinen maksuhalukkuus alkuperäiskarjan lihasta oli 6,25 % korkeampi kuin tavanomaisesta lihasta. Maksuhalukkuus alkuperäiskarjan lihasta oli selvästi yhteydessä siihen, kuinka usein vastaaja olisi halukas ostamaan sitä. Maksuhalukkuus oli korkein niillä vastaajilla, jotka haluaisivat ostaa lihaa säännöllisesti.

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.

Optimal multispecies fishery management in the Baltic Sea: A bioeconomic analysis

The aim of the thesis is to assess the fishery of Baltic cod, herring and sprat by simulation over 50 years time period. We form a bioeconomic multispecies model for the species. We include species interactions into the model because especially cod and sprat stocks have significant effects on each other. We model the development of population dynamics, catches and profits of the fishery with current fishing mortalities, as well as with the optimal profit maximizing fishing mortalities. Thus, we see how the fishery would develop with current mortalities, and how the fishery should be developed in order to yield maximal profits. Especially cod stock has been quite low recently and by optimizing the fishing mortality it could get recovered. In addition, we assess what would happen to the fisheries of the species if more favourable environmental conditions for cod recruitment dominate in the Baltic Sea. The results may yield new information for the fisheries management. According to the results the fishery of Baltic cod, herring and sprat are not at the most profitable level. The fishing mortalities of each species should be lower in order to maximize the profits. By fishing mortality optimizing the net present value would be almost three times higher in the simulation period. The lower fishing mortality of cod would result in a cod stock recovery. If the environmental conditions in the Baltic Sea improved, cod stock would recover even without a decrease in the fishing mortality. Then the increased cod stock would restrict herring and sprat stock remarkably, and harvesting of these species would not be as profitable anymore.

Maidontuottajatila ja ravinnepolitiikka: Tilan toimintamekanismit, politiikan tarve ja ohjauskeinojen vaikuttavuus

Tutkielman tarkoituksena on rakentaa malli, jolla voidaan arvioida maitotilan toimintaa monipuolisesti ravinnehuuhtouman kannalta. Tavoitteena on ennen muuta analyyttinen tarkastelu siten, että kuitenkin huomioiden maidontuotannon ominaispiirteet, keskeisinä esimerkkeinä ravinnon, maidontuotannon ja lannan ominaisuuksien väliset riippuvuudet. Analyysissa tarkastellaan tilanomistajan yksityisen hyödynmaksimoinnin ja yhteiskunnan tavoitteiden eroavaisuutta. Lisäksi johdetaan optimaaliset ohjauskeinot ja arvioidaan eräiden yksinkertaisten ohjauskeinojen vaikuttavuutta. Mallin analysoinnin perusteella yksityinen ja yhteiskunnallinen optimiratkaisu eroavat toisistaan kaikkien päätösmuuttujien osalta. Ei voida kuitenkaan yleispätevästi sanoa muutosten merkittävyyttä tai suuntaa ottamatta kantaa mallin funktiomuotoihin ja parametriarvoihin. Optimaaliset ohjauskeinot tulisi asettaa keinolannoitteen ja lannan levitykselle, väkirehuruokinnalle ja säilörehun viljelylle, mutta ei eläinten määrälle. Toisaalta optimaaliset ohjauskeinot ovat hyvin monimutkaisia. Tarkasteltujen yksinkertaisempien ohjauskeinojen vaikuttavuutta ei voida tarkasti arvioida analyyttisella tasolla. Numeeristen tulosten perusteella yhteiskunnallisessa optimissa eläinmäärä olisi hieman yksityistä optimia pienempi, väkirehun käyttö vähäisempää, enemmän peltoa allokoitaisiin säilörehun viljelyyn ja lannoitustasot olisivat kautta linjan hieman pienemmät. Lannanlevitykset eroavat etäisyyden suhteen: molemmissa tapauksissa lannanlevityksen intensiteetti kasvaa kohti tilan keskusta kuljettaessa, mutta yksityisessä optimissa lähimmälle pellolle dumpataan kaikki ylimääräinen lanta, kun taas yhteiskunnallisessa optimissa lanta levitetään tasaisemmin eri pelloille. Ero kokonaishyvinvoinnissa jää pieneksi, mutta eläinmäärän kasvu kärjistäisi lannan dumppauksen aiheuttamia huuhtoumahaittoja. Yksinkertaisista ohjauskeinoista lannoitusrajoitus sekä ravinne- ja keinolannoitevero osoittautuivat kohtalaisen käyttökelpoisiksi numeeristen tulosten perusteella. Sen sijaan eläinmäärän rajoittaminen ja lannan kuljetuskustannuksia kompensoivat tuet vaikuttavat tulosten perusteella huonoilta ratkaisuilta.

Renewable Energy and Climate Policies: Studies in the Forest and Energy Sector

‪This dissertation examines the impacts of energy and climate policies on the energy and forest sectors, focusing on the case of Finland. The thesis consists of an introduction article and four separate studies. The dissertation was motivated by the climate concern and the increasing demand of renewable energy. In particular, the renewable energy consumption and greenhouse gas emission reduction targets of the European Union were driving this work. In Finland, both forest and energy sectors are in key roles in achieving these targets. In fact, the separation between forest and energy sector is diminishing as the energy sector is utilizing increasing amounts of wood in energy production and as the forest sector is becoming more and more important energy producer.‬ ‪The objective of this dissertation is to find out and measure the impacts of climate and energy policies on the forest and energy sectors. In climate policy, the focus is on emissions trading, and in energy policy the dissertation focuses on the promotion of renewable forest-based energy use. The dissertation relies on empirical numerical models that are based on microeconomic theory. Numerical partial equilibrium mixed complementarity problem models were constructed to study the markets under scrutiny. The separate studies focus on co-firing of wood biomass and fossil fuels, liquid biofuel production in the pulp and paper industry, and the impacts of climate policy on the pulp and paper sector.‬ ‪The dissertation shows that the policies promoting wood-based energy may have have unexpected negative impacts. When feed-in tariff is imposed together with emissions trading, in some plants the production of renewable electricity might decrease as the emissions price increases. The dissertation also shows that in liquid biofuel production, investment subsidy may cause high direct policy costs and other negative impacts when compared to other policy instruments. The results of the dissertation also indicate that from the climate mitigation perspective, perfect competition is the favored wood market competition structure, at least if the emissions trading system is not global.‬ ‪In conclusion, this dissertation suggests that when promoting the use of wood biomass in energy production, the favored policy instruments are subsidies that promote directly the renewable energy production (i.e. production subsidy, renewables subsidy or feed-in premium). Also, the policy instrument should be designed to be dependent on the emissions price or on the substitute price. In addition, this dissertation shows that when planning policies to promote wood-based renewable energy, the goals of the policy scheme should be clear before decisions are made on the choice of the policy instruments.‬