Воздействие процесса производства на окружающую среду порождает ряд ответных реакций последней (обратные связи), сущность которых зависит как от состояния экосистем, так и от вида и интенсивности техногенных нагрузок. Поэтому в совокупность отраслевых моделей эколого-экономических взаимодействий целесообразно включить следующие виды взаимосвязанных моделей [4]:
· модели процесса производства;
· модели техногенных воздействий процесса производства на реципиентов;
· модели нарушений состояния реципиентов (с учетом их фонового состояния и обратной реакции на техногенные воздействия);
· модели расчета экономического ущерба от экологических нарушений.
Рассмотрим моделирование ЭЭВ на основе динамической системы дифференциальных уравнений первого порядка. Обозначим через y техногенные нарушения (детериорацию, загрязнения) окружающей среды, происходящие под воздействием процесса производства, начальная скорость техногенного воздействия которого на окружающую среду характеризуется величиной a.
|
|
Предположим, что суммарные экологические издержки процесса производства x в укрупненном виде включают три составляющие: x 1 – текущие затраты на ПОМ, направленные на предотвращение нарушений путем уменьшения техногенного воздействия на окружающую среду; x 2 – затраты на восстановление нарушенных компонент ОС; x 3 – экстернальные экологические издержки – платежи за загрязнения (нарушения) окружающей среды, налоговые льготы. Таким образом:
. (1)
Скорость изменения объема нарушений (загрязнений) ОС будем описывать уравнением:
(2)
Для описания динамики составляющих экологических издержек сформулируем следующие уравнения:
(3)
(4)
. (5)
Рассмотрим эколого-экономическую трактовку слагаемых в правых частях уравнений (4)-(5). Выражение ƒ(a,x2) в уравнении (2) описывает зависимость объема нарушений природной среды от техногенной нагрузки и от природоохранных мероприятий, направленных на уменьшение этой нагрузки (эффект «конца трубы»). Очевидно, что , т.е. техногенная нагрузка на природную среду, а, следовательно, и ее нарушения уменьшаются с увеличением природоохранных затрат. В наиболее простом виде эту функцию можно представить в виде
, (6)
где a – скорость нарушения окружающей среды за счет техногенной нагрузки, слагаемое bx 1 описывает уменьшение техногенной нагрузки за счет природоохранных мероприятий, b – коэффициент эффективности природоохранных затрат.
Введем следующее понятие – «интенсивность очистки» ε. Очевидно, что эту величину можно определить следующим образом:
. (7)
Между процессом производства и окружающей средой (реципиентами) находится комплекс природоохранных мероприятий, расходы на него составляют часть затрат предприятия на охрану окружающей среды. В конечном итоге эти мероприятия определяют «интенсивность очистки» и техногенную нагрузку на окружающую среду. Отметим, что есть два предельных случая: при отсутствии природоохранных мероприятий (x 1=0) a = f 1и ε =0, при этом окружающая среда испытывает всю техногенную нагрузку процесса производства. При увеличении природоохранных затрат x 1 и . Качественно формула (7) изображена на рис.9.4
|
|
Рис.9.4. Зависимость «интенсивности очистки» от затрат
Характер кривых, определяемых видом функций (6)-(7), отражает нелинейную зависимость между «интенсивностью очистки» и соответствующими затратами
Как видно из рисунка, полностью погасить техногенную нагрузку на ОС не представляется возможным, т.к. в этом случае затраты стремятся к бесконечности. Это утверждение, которое можно назвать «законом нуля и бесконечности», является следствием того, что абсолютно безотходные технологии принципиально не реализуемы. Поэтому необходимо выбирать оптимальную «степень очистки», приемлемую как с экологической, так и с экономической точек зрения.
Второе слагаемое первого уравнения описывает обратную реакцию окружающей среды на техногенные воздействия, коэффициент с можно рассматривать как разность коэффициентов саморазрушения и самовосстановления среды: c = cР - cВ. Величина c зависит от биотических и абиотических экологических компонент среды, интенсивности и вида техногенной нагрузки c = c (a). Качественная зависимость c = c (a) представлена на рис.12.5. На этом рисунке A – показатель ассимиляционного потенциала среды, определяющийся толерантностью компонент экосистемы к данному виду техногенного воздействия. В области a < A c <0, сР<сВ и имеет место самовосстановление нарушений среды. При a > A наблюдается увеличение детериорации среды, инициированное техногенным воздействием, превышающим ассимиляционный потенциал среды.
Рис.9.5. Зависимость коэффициента c от интенсивности техногенной нагрузки a.
Последнее слагаемое первого уравнения и второе слагаемое в правой части второго уравнения соответственно определяют уменьшение нарушений среды за счет восстановительных мероприятий и затраты на эти мероприятия.
Выражение hx 1 во втором уравнении описывает платежи за нарушения окружающей среды, которые составляют часть затрат на компенсацию воздействия нарушенной среды на реципиентов.
Последнее слагаемое второго уравнения описывает влияние внешних факторов – директивное изменение природоохранных затрат или налоговые льготы за природоохранную деятельность.
Рис.9.6. Схема моделирования эколого-экономических взаимодействий
Изложенная выше теория моделирования эколого-экономических взаимодействий схематично представлена на рис.9.6.
Исследование рассматриваемой модели позволяет качественно описать взаимозависимость состояния окружающей среды и экологических издержек, с учетом таких основных факторов как объём техногенной нагрузки на природную среду, состояние окружающей среды и ее реакция на техногенные воздействия, природовосстановительные мероприятия и затраты на них, платежи за нарушения окружающей среды, влияние внешних факторов.