文档介绍：第9讲可持续发展的数理模型
一、环境影响的简单数理模型
Commoner(1972)、Ehrlich and Holdren(1974)曾经用一个简单的、概念性的方程表示环境影响的决定因素:
式中,P是指人口数量;A是指富裕水平(affluence);T是指技术;Y是指产出;I是指单位产出的环境影响。上式可以理解为人对环境的影响等于人口数量、人均产出水平、单位消费水平的环境影响之积。
据此提出控制环境影响的三个主要手段:(1)控制人口数量;(2)限制富裕程度;(3)改善技术,减少生产中的物质含量。 and (1996)也提出相似的观点,他们认为度量经济活动对环境影响的一个较好指标是人口乘以人均资源消耗,因为它能判断人类经济活动不断增加的尺度,并可以与有限的全球生态系统进行比较。西方学者主要从经济角度(指价值判断)给出环境影响的定义性表达式,然而生态破坏与环境污染并不依赖于人类的主观评价,它们是以物质为载体形式而表现出来,因此,经济指标与物质指标可能会发生偏差。例如,根据上式可以得出单位货币产出的环境影响(如万元产值的污染物排放量)减少就是向可持续发展目标迈进,然而实际情况可能相反(例如,万元产值的污染物排放量的定义表达式为:,其中,A表示万元产值的污染物排放量,W表示生产产生的总污染物数量,mGNP表示体现为实物形式的国民生产总值,hGNP表示其它形式的GNP。从上式可见,A的下降有三种可能,一是分子W变小;二是分母变大;三是分子、分母同时变大,但是分母比分子的变化速度快。显然,第一种情况是人们追求的目标,而第二种、第三种情况则可能由于hGNP增大的影响,掩盖了事实的真相--生产水平(如实物形式的自然资源利用率)可能没有发生改进,或者有可能产生倒退,而该指标表明生产朝着对环境有利的方向发展。)
从上述方程,可以得到人口数量与人均消费水平对环境的影响力度(以自然资源索取量为例),其表示形式如下:
所以,人口数量的增加和生活水平的提高对于环境的影响会有很大的差别,Ehrlich夫妇(1989)曾对此进行研究,他们以能源消费作为对地球生命支持系统影响的粗略替代,分析各个国家出生的婴儿将对环境产生的影响。结果表明,美国是瑞典的2倍,意大利的3倍,巴西的13倍,印度的35倍,孟加拉国、肯尼亚的140倍,乍得、卢旺达、海地、尼泊尔的280倍。因此,从理论上分析,对于具有一定数量和消费水平的区域而言,限制人口数量及人均物质消费水平会对降低环境影响产生不同的效果。例如,当人均物质消费水平
C较大时,降低人口数量对减低环境影响的作用大;而当人口数量众多时,降低消费水平也许作用更大。可见,发达国家降低人口增长速度对可持续发展较为有利,而发展中对降低环境影响作用较大。显然,这只是理论上的探讨,所针对的对象是同一群体只能在降低人口数量及人均消费水平之间进行取舍。然而,实际情况是发展中较低,与发达国家相比,他们对环境的作用还相对较小。世界环境与发展委员会(WCED)领导人Brundtland夫人(1994)在奥斯陆的一次世界大会上提出:“北美的人均消费是印度的20倍,是孟加拉国的60-70倍。如果世界上70亿人口都按北美的消费水平去生活,那么支撑人类需求的地球就不能是1个,而是10个”。由此可见,如果在不同群体之间进行横向比较,降低发达比降低发展中作用更大。
由于不同地区的人口影响不同,因此单纯的人口统计数据容易给出一个错误的指导信号。虽然发展中国家占据人口总数的4/5,但是其对环境破坏的作用总量远没有发达国家大。Holdren(1991)认为如果以人均GNP4000美元(1990年货币单位)为分界线,。极端情况下,一个绝对贫困均美国市民的1/30。由于发达国家与发展中国家在产生环境影响的过程中所处的位置不同,因此,其需要解决的重点问题也不相同。Daly(1994)从处于不同地理位置的国家角度,分析了他们应该对环境可持续性所做的贡献:OECD国家的主要贡献是停止长期的环境破坏,减少过度消费与污染,如温室效应与臭氧层破坏等;低收入国家的贡献是稳定其人口数量、加速其技术现代化进程等。
为进一步分析人口数量与人均消费水平变化对环境的影响,对此进行比较静态分析,式(4-25)进行对数处理后得下式:
再对等式两端求取导数,以差分形式如下:
同理,得到废弃物排放量的动态变化:
可见,在其它条件(式中的系数A、B)不发生变化的情况下,社会从环境中索取的自然资源数量的增长