I = (PAT) - математическое обозначение формулы, предложенной для описания воздействия человеческой деятельности на окружающую среду .
- I = P × A x T
Выражение приравнивает воздействие человека на окружающую среду к функции трех факторов : населения (P), достатка (A) и технологий (T). Он похож по форме на идентичность Kaya, которая относится конкретно к выбросам углекислого газа, вызывающего парниковый эффект .
Обоснованность выражения воздействия на окружающую среду как простого продукта независимых факторов, а также факторы, которые должны быть включены, и их сравнительная важность были предметом споров среди защитников окружающей среды . В частности, некоторые обратили внимание на потенциальную взаимосвязь между тремя факторами; и другие хотели подчеркнуть другие факторы, не включенные в формулу, такие как политические и социальные структуры, а также масштабы полезных, а также вредных экологических действий.
История
Уравнение было разработано в 1970 году в ходе дебатов между Барри Коммонером , Полом Р. Эрлихом и Джоном Холдреном . Коммонер утверждал, что воздействие на окружающую среду в Соединенных Штатах было вызвано в первую очередь изменениями в технологии производства после Второй мировой войны и сосредоточено на ухудшении нынешних условий окружающей среды в Соединенных Штатах. Эрлих и Холдрен утверждали, что все три фактора важны, но подчеркивали роль роста человеческой популяции , уделяя внимание более широкому масштабу и менее конкретным в пространстве и времени. [1] [2] [3] [4]
Уравнение может помочь в понимании некоторых факторов, влияющих на воздействие человека на окружающую среду [5], но оно также использовалось в качестве основы для многих мрачных экологических прогнозов 1970-х годов Полом Эрлихом , Джорджем Уолдом , Денисом Хейсом , Лестером. Браун , Рене Дюбо и Сидни Рипли, что не сбылось. [6] Нил Коблитц классифицировал уравнения этого типа как «математическую пропаганду » и раскритиковал их использование Эрлихом в средствах массовой информации (например, в «Вечернем шоу» ), чтобы повлиять на широкую публику. [7]
Зависимая переменная: Воздействие
Переменная «I» в уравнении «I = PAT» представляет воздействие на окружающую среду. Окружающую среду можно рассматривать как самовосстанавливающуюся систему, способную выдержать определенный уровень воздействия. Максимально стойкое воздействие называется несущей способностью . Пока «Я» меньше пропускной способности, связанное с этим население, достаток и технологии, составляющие «Я», могут выживать бесконечно. Если «I» превышает пропускную способность, считается, что система находится в перерегулировании , что может быть только временным состоянием. Перерегулирование может ухудшить способность окружающей среды выдерживать удары, что снижает несущую способность.
Воздействие можно измерить с помощью анализа экологического следа в единицах глобальных гектаров (гга). Экологический след на душу населения - это мера количества биологически продуктивной поверхности Земли, которая необходима для восстановления ресурсов, потребляемых на душу населения.
Воздействие моделируется как произведение трех членов, что дает в результате gha. Население выражается в количестве людей; поэтому изобилие измеряется в гга на душу населения. Технология - это безразмерный фактор эффективности.
Три фактора
Население
В уравнении I = PAT переменная P представляет население области, например мира. С момента возникновения индустриальных обществ человеческое население росло в геометрической прогрессии. Это вызвало появление Томаса Мальтуса , Пола Эрлиха и многих других [ кто? ], чтобы постулировать, что этот рост будет продолжаться, пока не будет остановлен повсеместным голодом и голодом (см. мальтузианскую модель роста ).
Согласно прогнозам Организации Объединенных Наций, население мира увеличится с 7,7 миллиарда сегодня (2019 г.) до 9,8 миллиарда в 2050 году и примерно 11,2 миллиарда в 2100 году. [8] Эти прогнозы учитывают, что рост населения замедлился в последние годы, поскольку женщины рожают меньше детей. . Это явление является результатом демографического перехода во всем мире. Хотя ООН прогнозирует, что человеческое население может стабилизироваться на уровне около 11,2 миллиарда человек к 2100 году, уравнение I = PAT будет по-прежнему актуальным для растущего антропогенного воздействия на окружающую среду в краткосрочной и среднесрочной перспективе.
Воздействие на окружающую среду населения
Увеличение населения увеличивает воздействие человека на окружающую среду во многих отношениях, которые включают, но не ограничиваются:
- Расширение землепользования - приводит к потере среды обитания для других видов.
- Увеличение использования ресурсов - приводит к изменениям в земном покрове
- Повышенное загрязнение - может вызвать болезни и нанести ущерб экосистемам
- Усиление изменения климата
- Увеличение потери биоразнообразия
Достаток
Переменная A в уравнении I = PAT обозначает достаток . Он представляет собой среднее потребление каждого человека в населении. По мере увеличения потребления каждым человеком увеличивается и общее воздействие на окружающую среду. Обычно потребление измеряется через ВВП на душу населения . Хотя ВВП на душу населения измеряет производство, часто предполагается, что потребление увеличивается с увеличением производства. ВВП на душу населения неуклонно рос на протяжении последних нескольких столетий и усиливает влияние человека в уравнении I = PAT.
Воздействие достатка на окружающую среду
Повышенное потребление значительно увеличивает воздействие человека на окружающую среду. Это связано с тем, что каждый потребляемый продукт оказывает разнообразное воздействие на окружающую среду. Например, конструкция автомобиля оказывает следующие воздействия на окружающую среду:
- 605 664 галлона воды для запчастей и шин; [9]
- 682 фунтов. загрязнения в шахте свинцовой батареи ; [9]
- 2178 фунтов. сброса в водоснабжение для 22 фунтов. меди, содержащейся в автомобиле. [9]
Чем больше машин на душу населения, тем больше отдача. Экологическое воздействие каждого продукта далеко идущее; увеличение потребления быстро приводит к значительным воздействиям на окружающую среду из прямых и косвенных источников.
Технология
Т переменный в I = уравнение РАТА представляет , как ресурсоемкое производство достатка является; какое воздействие на окружающую среду оказывает создание, транспортировка и утилизация используемых товаров, услуг и удобств. Повышение эффективности может снизить ресурсоемкость, уменьшив множитель T. Поскольку технология может влиять на воздействие на окружающую среду по-разному, единица измерения T часто адаптируется к ситуации, в которой применяется I = PAT. Например, для ситуации, когда измеряется влияние человека на изменение климата, подходящей единицей для T могут быть выбросы парниковых газов на единицу ВВП.
Воздействие технологий на окружающую среду
Повышение эффективности за счет технологий может снизить конкретное воздействие на окружающую среду, но из-за роста благосостояния эти технологии приносят пользу людям и предприятиям, которые их применяют, в конечном итоге технологии в конечном итоге приводят к большему общему росту ресурсов, которые поддерживают нас.
Критика
Критика формулы I = PAT:
- Слишком упрощенно для сложной задачи
- Взаимозависимости между переменными
- Общие предположения о влиянии переменных на воздействие на окружающую среду
- Культурные различия вызывают большие различия в воздействии
- Технология не может быть правильно выражена в единицах. Изменение единицы измерения окажется неточным, поскольку результат расчета зависит от вашего взгляда на ситуацию.
Взаимозависимости
Уравнение I = PAT подвергалось критике за то, что оно слишком упрощенное, поскольку предполагалось, что P, A и T независимы друг от друга. В действительности может существовать по крайней мере семь взаимозависимостей между P, A и T, что указывает на то, что правильнее переписать уравнение как I = f (P, A, T). [10] Например, удвоение технологической эффективности или, что то же самое, снижение Т-фактора на 50% не обязательно снижает воздействие на окружающую среду (I) на 50%, если снижение цен, вызванное эффективностью, стимулирует дополнительное потребление ресурса, который должно было сохраниться, явление, названное эффектом отскока (консервацией) или парадоксом Джевонса . Как было показано Олкоттом [10] : Рис. 5, несмотря на значительные улучшения углеродоемкости ВВП (т.е. эффективности использования углерода) с 1980 года, мировое потребление ископаемой энергии увеличивалось вместе с экономическим ростом и ростом населения. Точно так же обширный исторический анализ повышения технологической эффективности убедительно показал, что повышение эффективности использования энергии и материалов почти всегда опережало экономический рост, что приводило к чистому увеличению использования ресурсов и связанного с этим загрязнения. [11] [12]
Пренебрежение благотворным воздействием человека
Также были комментарии о том, что эта модель изображает людей как наносящих исключительно вред окружающей среде, игнорируя любые усилия по сохранению или восстановлению, предпринятые обществом. [13]
Пренебрежение политическим и социальным контекстом
Еще одна серьезная критика модели I = PAT заключается в том, что она игнорирует политический контекст и структуры принятия решений в странах и группах. Это означает, что уравнение не учитывает разную степень власти, влияния и ответственности людей за воздействие на окружающую среду. [13] Кроме того, фактор P не учитывает сложность социальных структур или поведения, в результате чего вина ложатся на бедных людей во всем мире. [13] I = PAT не учитывает устойчивое использование ресурсов некоторыми бедными и коренными группами населения, несправедливо характеризуя эти группы населения, культура которых поддерживает методы с низким уровнем воздействия. [13] Однако утверждалось, что последняя критика не только предполагает низкие последствия для коренного населения, но также неправильно понимает само уравнение I = PAT. Воздействие на окружающую среду зависит от численности людей, достатка (т. Е. Ресурсов, потребляемых на душу населения) и технологий. Предполагается, что малые общества оказывают низкое воздействие на окружающую среду только благодаря своей практике и ориентации, но существует мало доказательств, подтверждающих это. [14] [15] Фактически, в целом низкое влияние малых обществ по сравнению с государственными обществами объясняется сочетанием их небольшого числа и низкого уровня технологий. Таким образом, экологическая устойчивость этих обществ во многом является эпифеноменом из-за их неспособности существенно повлиять на окружающую среду. [16] [17] , что все типы обществ подлежат I = PAT был на самом деле ясно в Эрлиха и Холдреном в 1972 диалоге с Коммонера в Бюллетене ученых - атомщиков , [4] , где они исследуют доиндустриальный (и на самом деле доисторическое) воздействие человека на окружающую среду. Их позиция дополнительно проясняется в статье Холдрена 1993 года «Краткая история IPAT» . [18]
Последствия для политики
В результате взаимозависимости между P, A и T и потенциальных эффектов отдачи политика, направленная на снижение воздействия на окружающую среду за счет сокращения P, A и T, может быть не только очень сложной для реализации (например, контроль численности населения и материальная достаточность и уменьшение массы движение было спорным) , но и, вероятно, будет весьма неэффективны по сравнению с нормированием (т.е. квот) или Пигой налогообложения использования ресурсов и загрязнения окружающей среды. [10]
Смотрите также
- Достаток
- Углеродный след
- Эко-экономическая развязка
- Экологический след
- Экологический показатель
- Внутренная энергия
- Kaya идентичность
- Оценка жизненного цикла
- Рост населения
- Измерение устойчивости
- Метрики и индексы устойчивости
- Технология
- Водный след
Рекомендации
- ^ О'Нил, Британская Колумбия; Маккеллар, Флорида; Лутц, В. (2004). «Население, выбросы парниковых газов и изменение климата». In Lutz, W .; Сандерсон, WC; Щербов, С. (ред.). Конец роста населения мира в 21 веке: новые вызовы для формирования человеческого капитала и устойчивого развития . Лондон: Earthscan Press. С. 283–314.
- ^ Эрлих, Пол Р .; Холдрен, Джон П. (1971). «Влияние роста населения». Наука . Американская ассоциация развития науки . 171 (3977): 1212–1217. Bibcode : 1971Sci ... 171.1212E . DOI : 10.1126 / science.171.3977.1212 . JSTOR 1731166 . PMID 5545198 .
- ^ Чертов, Мариан (2001). «Уравнение IPAT и его варианты». Изменение взглядов на технологии и воздействие на окружающую среду .
- ^ а б Барри Коммонер (май 1972 г.). «Вестник-диалог: на« Замкнутом круге »- ответ» . Бюллетень ученых-атомщиков . 28 (5): 17, 42–56. DOI : 10.1080 / 00963402.1972.11457931 . —— Эрлих, PR; Холдрен, JP (май 1972 г.). «Вестник-диалог: на тему« Замыкание круга »- критика» . Бюллетень ученых-атомщиков . 28 (5): 16, 18–27. DOI : 10.1080 / 00963402.1972.11457930 .
- ^ Чертов, MR (2000). «Уравнение IPAT и его варианты». Журнал промышленной экологии . 4 (4): 13–29. DOI : 10.1162 / 10881980052541927 .
- ^ R Bailey (2000) День Земли тогда и сейчас , Причина 32 (1), 18-28
- ↑ N Koblitz (1981) «Математика как пропаганда», в « Математике завтра» , под ред. Линн Стин , стр 111-120.
- ^ «Перспективы народонаселения 2017» (PDF) .
- ^ а б в Andriantiatsaholiniaina, LA; Куикоглу, VS; Филлис, Ю.А. (2004). «Оценка стратегии устойчивого развития: нечеткая логика и анализ чувствительности». Экологическая экономика . 48 (2): 149. DOI : 10.1016 / j.ecolecon.2003.08.009 .
- ^ а б в Олкотт, Б. (2010). «Ограничения воздействия: почему следует отказаться от стратегий в области народонаселения, благосостояния и технологий». Журнал чистого производства . 18 (6): 552–560. DOI : 10.1016 / j.jclepro.2009.08.001 .
- ^ Хусеманн, Майкл Х. и Джойс А. Хусеманн (2011). Technofix: Почему технологии не спасут нас или окружающую среду , глава 5, «В поисках решений II: повышение эффективности», издательство New Society Publishers, остров Габриола, Британская Колумбия, Канада, ISBN 0865717044 , 464 с.
- ^ Кливленд, CJ; Рут, М. (1998). «Индикаторы дематериализации и материалоемкости». Журнал промышленной экологии . 2 (3): 15. doi : 10.1162 / jiec.1998.2.3.15 .≥
- ^ а б в г Мозли, Уильям; Перрамонд, Эрик; Хапке, Холли; Ларис, Пол (2014). Введение в географию человека и окружающей среды: локальная динамика и глобальные процессы . Хобокен, Нью-Джерси: Уайли Блэквелл. С. 241–242. ISBN 9781405189316.
- ^ Рэмбо, А. Терри (1985). Примитивные загрязнители: воздействие Семанга на экосистему тропических лесов Малайзии . Анн-Арбор, Мичиган: Музей антропологии, Мичиганский университет. ISBN 0915703041. OCLC 13516436 .
- ^ Креч, Шепард, III (1999). Экологический индеец: миф и история (1-е изд.). Нью-Йорк: WW Norton & Co. ISBN 0393321002. OCLC 40762824 .
- ^ Смит, Эрик Олден; Вишни, Марк (2000). «Сохранение и существование в малых обществах» . Ежегодный обзор антропологии . 29 (1): 493–524. DOI : 10.1146 / annurev.anthro.29.1.493 . S2CID 7165162 .
- ^ Хеймс, Раймонд (2007). «Экологически благородные дикие дебаты» . Ежегодный обзор антропологии . 36 (1): 177–190. DOI : 10.1146 / annurev.anthro.35.081705.123321 . S2CID 13982607 .
- ^ Холдрен, Джон (30 мая 2018 г.). «Краткая история« IPAT »(влияние = население x достаток x технология)» . Журнал народонаселения и устойчивости . Проверено 16 апреля 2018 года .