Н.А. Галактионова
Промышленная экология
Учебное пособие для студентов заочного отделения / Москва: Международный независимый эколого-политологический университет, 2002
Тема 2. Эколого-экономические системы
2.2. Модели эколого-экономических систем: структура и потоки
Сейчас известно много попыток моделирования ЭЭС.
Как правило, в них анализируются связи, но нет подходов к
количественному анализу. Пример такой модели приведен на рис. 2.1
[1].
Рис. 2.1. Модель региональной эколого-экономической системы
Ниже приводится упрощенная потоковая схема
территориальной ЭЭС (рис. 2.2). В ней экономическая и
экологическая системы выступают как части целого и
обозначаются как подсистемы. Граница между ними условна, так как вся сфера
биологического жизнеобеспечения и воспроизводства
людей относится к обеим подсистемам.
Рис. 2.2. Схема основных материальных потоков в
эколого-экономической системе
ЭЭС
представляет собой сочетание совместно функционирующих экологической
и экономической систем, обладающее эмерджентными свойствами.
Напомним, что экосистема — это сообщество живых организмов, так
взаимодействующих между собой и со средой обитания, что поток энергии
создает устойчивую структуру и круговорот веществ между живой и
неживой частями системы. В свою очередь экономическая
система является организованной совокупностью производительных
сил, которая преобразует входные материально-энергетические
потоки природных и производственных ресурсов в выходные потоки
предметов потребления и отходов производства. Таким образом,
часть материальных элементов экологической системы, в том
числе и элементов среды обитания человека, используется как
ресурс экономической системы.
Общий вход производства —
сумма производственных материальных ресурсов Rр — слагается
из импортируемых в данную систему ресурсов R1 (к
ним отнесены и невозобновимые местные ресурсы) и из возобновимых
местных ресурсов Rn. Причем
к последним относится часть биопродукции экологической
подсистемы, включая продукцию агроценозов и самого человека — и как
ресурса, и как субъекта производства и потребления.
Итак, Rр = R1 +
Rn .
Потребление С слагается из части местной нетто-продукции производства РС, идущей
на потребление (поток продукции, возвращающийся в цикл производства и цикл
вторичной продукции на схеме не показаны), а также из части
местных биоресурсов Сn и импортируемых
продуктов С1.
С = Рс + Сn
+ С1
Местные ресурсы производства
и потребления в сумме образуют поток изъятия ресурсов из
экологической подсистемы:
Un = Rn
+ Сn.
Эффективность производства
определяется отношением Р/Rр, где Р =
P1 + Рс,, а
отходность производства — отношением (RР-Р)/Rр = Wр/Rр.
Отходы производства Wр и
потребления Wс поступают
в окружающую среду как сумма отходов экономической
подсистемы:
W =
Wр + Wс.
Часть из них Wa включается
в биогеохимический круговорот экологической подсистемы, а другая часть
— Wz — накапливается и рассеивается
с частичным выносом за пределы системы.
Часть отходов потока Wa подвергается
ассимиляции и биотической нейтрализации в процессе деструкции;
другая часть после биологической и геохимической миграции
присоединяется к фракциям Wz и
вместе с ними подвергается иммобилизации, рассеянию и выносу.
Таким образом, часть отходов выступает как техногенные
загрязнения М = К·W, где К — общий коэффициент агрессивности или вредности отходов для системы.
В свою очередь вред, наносимый загрязнением
среды объектам системы, можно представить как косвенное изъятие части ресурсов
экологической подсистемы, аналогичное
Un. Тогда
Uт = LМ, где L — интегральный
коэффициент
зависимости «загрязнение — ущерб». Сумма U = Un + Uт представляет собой общий
убыток экологической подсистемы, обусловленный ее взаимодействием с
экономической подсистемой.
Соотношение между промежуточными и
конечными потоками загрязнений и их совокупный вредный эффект зависят не только от их
массы и химического состава, но и от видового состава, биомассы, плотности
реципиентов, продуктивности и устойчивости экосистемы, в частности, по
отношению к техногенным воздействиям. Эти качества в наибольшей мере зависят от
входного потока обновления биогеохимического
круговорота I1,
его продуктивной
емкости и масштаба деструкции D.
Круговороты обеих подсистем ЭЭС образуют вместе своего
рода технобиогеохимтеский круговорот, а
всю ЭЭС можно обозначить как технобиогеоценоз.
Потокам вещества в ЭЭС могут быть приписаны константы равновесия и
скорости, что позволяет осуществить
кинетический анализ системы и выявить условия ее уравновешивания и стабильности.
В сбалансированной эколого-экономической системе
совокупная антропогенная нагрузка не должна превышать самовосстановительного
потенциала природных систем.
|