I = PAT - I = PAT

Изучение воздействия добычи полезных ископаемых на окружающую среду и сельское сообщество

Загрязнение с завода

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.

Уравнение может помочь в понимании некоторых факторов, влияющих на воздействие человека на окружающую среду, но оно также использовалось в качестве основы для многих мрачных экологических прогнозов 1970-х годов Пола Эрлиха , Джорджа Вальда , Дениса Хейса , Лестера Брауна , Рене. Дубос и Сидни Рипли, что не произошло. Нил Коблиц 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.

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

Население (оценочное) 10000 г. до н.э. - 2000 г. н.э.

В уравнении I = PAT переменная P представляет население области, например мира. С момента возникновения индустриальных обществ человеческое население росло в геометрической прогрессии. Это заставило Томаса Мальтуса , Пола Эрлиха и многих других предположить, что этот рост будет продолжаться, пока не будет остановлен повсеместным голодом и голодом (см. Мальтузианскую модель роста ).

По 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. Эти прогнозы принимают во внимание, 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 населения на окружающую среду

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 утраты биоразнообразия

Достаток

Мировой ВВП на душу населения (в долларах Гири-Хамиса 1990 г. )

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;
682 фунтов. загрязнения в шахте свинцовой батареи ;
2178 фунтов. сброса в водоснабжение для 22 фунтов. меди, содержащейся в автомобиле.

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

Практика рыболовства коренных американцев (низкая технология) оказывает гораздо меньшее влияние, чем промышленное рыболовство.

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 единице. Изменение единицы измерения окажется неточным, поскольку результат расчета зависит от вашего взгляда на ситуацию.

Взаимозависимости

Уравнение I = PAT подвергалось критике за то, что оно было слишком упрощенным, 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). Например, удвоение технологической эффективности или, что то же самое, снижение T-фактора на 50% не обязательно снижает воздействие на окружающую среду (I) на 50%, если снижение цен, вызванное эффективностью, стимулирует дополнительное потребление ресурса, который должен был Это явление называется эффектом отскока (консервации) или парадоксом Джевонса . Как показал Олкотт, 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.

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.

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. Кроме того, фактор P не учитывает сложность социальных структур или поведения, в результате чего вина ложатся на бедных людей во всем мире. 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. 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. 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. То, что все типы обществ подвержены I = PAT, было на самом деле ясно показано в диалоге Эрлиха и Холдрена с Коммонером в 1972 году в Бюллетене ученых-атомщиков , где они исследуют доиндустриальное (и действительно доисторическое) влияние человека на окружающую среду. . Их позиция дополнительно разъясняется в статье Холдрена 1993 года «Краткая история IPAT» .

Последствия для политики

В результате взаимозависимости между P, A и T и потенциальных эффектов отдачи политика, направленная на уменьшение 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. квоты) или Пигой налогообложения использования ресурсов или загрязнения.

Languages

In other projects