Комплекс глобальных моделей системы

«Природа—общество—человек»

Комплекс глобальных моделей системы Природа—Общество—Человек должен учитывать взаимодействие основных факторов устойчивого развития с: а) динамикой потребностей Человека; б) динамикой возможностей и потребностей общества; в) динамикой мощности (производительности ресурсов) природной среды.

Обобщенная структура комплекса глобальных моделей системы «Природа—Общество—Человек» является многоярусной и должна включать в себя три базовых блока:

1) 1) Человечество—природа;

2) 2) Человек—природа;

3) 3) Человек—Человечество.

Естественно, что каждый из базовых блоков сам является многоярусным, но динамика каждого из них должна быть согласована с естественными законами развития, то есть должна быть согласована с динамикой роста возможностей удовлетворять потребности, как в текущее время, так и в перспективе. По существу весь последующий текст работы и преследует только одну цель: показать, как та или иная предметная область может быть согласована с объективными законами развития или, что то же самое, выражена в терминах роста возможностей и удовлетворения потребностей.

Мы покажем, что это можно сделать, поскольку сами понятия возможность и потребность поддаются выражению с использованием устойчиво измеримой величины мощность. Это было показано на уровне «Человек—природа», «Человек—Человечество». Этот же вопрос мы рассмотрим в следующих главах на ряде экологических, экономических, финансовых и политических примеров. Этот же вопрос будет предметом обсуждения технологии формирования портрета и политического курса отдельной страны.

Здесь мы покажем модель интегральной оценки динамики взаимодействия и развития «Человечества и природы».

19. 19. Минимальная модель «Человечество—Природа»

Структурная схема минимальной модели Человечества во взаимодействии с окружающей природной средой представлена на рис. 9.1.

Как видно она состоит из трех взаимодействующих между собой блоков: «Человечество», «Живое вещество биосферы» и «Косное вещество». Рассмотрим интегральные оценки динамики каждого из этих блоков.

20. 20. Блок «человечество»

На входе блока находятся потоки ресурсов (выраженные в единицах мощности), получаемые человечеством из живой и из неживой природы, а также полезная мощность человечества, расходуемая на сохранение и развитие его жизнедеятельности.

На выходе — суммарная полезная мощность человечества и отходы антропогенной деятельности, которые обусловлены потерями энергии на разных стадиях деятельности человечества.

Рис. 9.1

В соответствии с полученными результатами в предыдущих разделах, основное уравнение указанного блока можно записать в форме:

, (9.1)

где П — накопленный потенциал (запас работоспособности) человечества в энергетическом выражении; — полезная мощность человечества,

;

, — мощности, характеризующие потоки ресурсов, добываемых человечеством, соответственно, в неживой и живой природе; — обобщенный коэффициент полезного действия человеческого общества,

,

— обобщенный коэффициент совершенства технологии, , — обобщенный коэффициент качества трудовой деятельности, ; — коэффициент «отмирания», (потери запаса работоспособности) имеющий размерность, обратную размерности времени, и характеризующий среднюю скорость убыли величины П(t); Т — период моделирования; t — время; — удельный вес потенциала человечества, расходуемого на выполнение полезной внешней работы.

Мировое потребление ресурсов описывается следующими уравнениями:

; (9.2)

; , (9.3)

где и — полезные мощности человечества, расходуемые, соответственно, на добычу ресурсов из живой и неживой природы; и — обобщенные коэффициенты ресурсоотдачи, соответственно, в живой и неживой природе; и — обобщенные коэффициенты потерь ресурсов, соответственно, живой и неживой природы при добыче, транспортировке и т.д.

Отходы мирового производства подчиняются соотношению:

, (9.4)

где G — мощность, уносимая с отходами мирового производства.

Вредное воздействие биосферы на человечество в данной модели описывается как функция от количества отходов производства

, (9.5)

где — мощность вредного воздействия биосферы на человечество, и — удельные веса мощности потока отходов, соответственно усваиваемого биосферой и человечеством (вторичные ресурсы) во всей мощности, связанной с отходами.

Поток полезной энергии, в свою очередь, преобразуется в три вида потоков:

, (9.6)

где — полезная мощность человечества, расходуемая на воспроизводство общества.

Коэффициенты и рассматриваются, как функции соответствующих параметров модели:

,

,

,

где — величина природного потенциала неживого вещества (запас работоспособности или свободной энергии); — величина природного потенциала живого вещества (запаса работоспособности или свободной энергии).

21. 21. Блок «живое вещество (без человека)»

Основным элементом блока «живое вещество» является его природный потенциал (запас работоспособности), который описывается уравнением:

,

где S — мощность потока солнечной энергии на поверхности Земли, — мощность ресурсов, потребляемых живым веществом (из запасов неживой природы); — обобщенный коэффициент полезного действия живого вещества; — коэффициент отмирания живого вещества; — полезная мощность, развиваемая живым веществом в ходе его жизнедеятельности.

Потребление живым веществом ресурсов из неживой природы может быть описано в энергетических измерителях следующим уравнением:

, (9.7)

где — коэффициент ресурсоотдачи в процессе использования живым веществом природного потенциала неживого вещества; — полезная мощность воздействия живого вещества на неживое; — параметр, зависящий от среднего интервала времени между затратами энергии живым веществом и получением ресурсов из неживой природы.

Полезная мощность живого вещества определяется соотношением:

, (9.8)

где — полезная мощность (работоспособность) живого вещества; — коэффициент, характеризующий долю природного потенциала живого вещества, расходуемого на годовую полезную работу (имеет размерность, обратную размерности времени).

Распределение полезной мощности живого вещества в модели осуществляется по двум основным направлениям: на воспроизводство живого вещества (поддержание и развитие его внутренней работоспособности) и на добычу ресурсов из неживой природы:

, (9.9)

где — полезная мощность, расходуемая на воспроизводство живого вещества.

Отходы жизнедеятельности живого вещества:

, (9.10)

где — мощность отходов жизнедеятельности живого вещества, образуемая суммой потоков свободной энергии отходов и их анергии.

Предполагается, что обобщенный коэффициент полезного действия живого вещества определяется в зависимости от величины природного потенциала живого вещества и от полезной мощности, расходуемой на воспроизводство живого вещества:

.

Коэффициент ресурсоотдачи неживой природы под воздействием живого вещества определяется в зависимости от величины природного потенциала неживого вещества и от мощности воздействия живого вещества на неживое:

.

Живое вещество в модели, в свою очередь, представлено тремя блоками: растения, растительноядные животные и хищные животные.

Дата добавления: 2014-11-29