Оглавление

ЭМЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ОРГАНИЗАЦИИ АГРОЭКОСИСТЕМ

М.Ю.Самуйленков

Институт оптического мониторинга СО РАН, Томск

        В настоящее время сложилась достаточно сложная ситуация для ряда экономических, экологических, социальных систем. Это имеет множество причин. Очень важно правильно определить источники их возникновения, способы и методы решения. Необходимо, чтобы эти методики соответствовали основополагающим принципам развития; чтобы в результате их применения системы могли гармонично вписаться в общую структуру без ощутимого вреда для остальных систем. Основополагающим принципом, опираясь на который можно было бы выполнить подобные задачи, мы считаем принцип самоорганизации систем (А.В. Поздняков, 1998), без понимания и использования основных механизмов которого невозможно добиться устойчивого развития природных систем (систем, подчиняющихся законам природы).
       Функционирование социально-экономических систем, основанное на принципах самоорганизации, должно рассматриваться во взаимодействии системы с компонентами окружающей среды и во внутрисистемном взаимодействии, на основе перераспределения потоков вещества, энергии и информации.
       Довольно хорошо в данные рамки вписывается применение энергетического подхода для анализа систем. Одним из сторонников данного подхода является Г.Одум, который в 70-е гг. в одной из своих работ описал закон максимизации используемой энергии, который звучит следующим образом: "Из двух конкурирующих друг с другом систем, выживает та из них, которая использует большее количество энергии и потребляет её наиболее эффективно". До последнего времени он описывал достаточно адекватно то положение вещей, которое сложилось в современном обществе. Однако данная формула не применима к организации устойчиво развивающегося общества. Человек уже больше не может выкачивать из природы в безграничных количествах необходимые ему ресурсы, без ущерба как для природы, так и для себя. Ему необходимо научиться жить, как говорится, по средствам, используя наиболее эффективно то немногое, что ещё осталось, поддерживая его разнообразие. Таким образом, значительное место при анализе функционирования занимает эффективное использование ресурсов.
       Энергетический подход не является обособленным, а применяется, как правило, комбинированно с другими методиками, дополняя их. Так происходит, к примеру, и при использовании так называемого эколого-энергетического анализа.
       Оценка эффективности использования ресурсов системой рассчитывается как отношение полезной энергии к затраченной:

wpe13.jpg (2840 bytes)

Eз = Eп + Eд

        
       В качестве показателей, характеризующих структуру системы, используется изменение информационной энтропии и показатель избыточности системы:

              ,
       где Ui – входной поток i-го типа;
       ui – выходной поток i-го типа;
                   

       При энергетическом подходе все потоки системы, как правило, переведены в энергетические единицы. Однако это имеет ограниченный успех , так как различные виды энергии не эквивалентны. Использование стандартных энергетических единиц не позволяет учитывать вклад возобновляемых природных ресурсов, таких как солнечная радиация, так как при таком подсчёте потоки природной энергии много больше искусственной.
       Это затруднение в 80-х гг. Г.Одум предложил решить следующим образом: он ввел понятие эмергии и разработал соответствующую методологию анализа. К основным понятиям эмергетического подхода относятся:

        Полезная энергия – определённая им как потенциальная энергия, способная совершать работу и изменяющаяся в процессе производства;
       Эмергия – “мера реального богатства”, определённая им как полезная энергия одного вида, прямо или косвенно используемая для производства товаров и услуг;
       Трансформацияэмергия, содержащаяся в единице полезной энергии.

       Таким образом, с помощью трансформации в эмергию включается как количественное, так и качественное значение энергии, так как чем больше значение трансформации для того или иного вида энергии, тем более высокое место занимает он в иерархии энергий, т.е. относится к более высокому уровню.
       При эмергетическом подходе вычисление энергии источников всегда основано на стандартных формулах физики, химии, экономики, геологии, и т.п., при этом данные могут быть выражены в джоулях, граммах, денежных единицах, количестве затраченного времени и др.
       Для полного вычисления эмергии системы строится системная диаграмма, потоки которой используются для построения таблицы эмергии. Возможны различные варианты построения диаграмм, они могут быть простыми или сложными, но главное условие – они должны включать все источники, вносящие вклад в вычисление эмергии.
       К сожалению, широкого применения на практике эмергетический подход ещё не получил. О.В. Фельдман с соавторами (1998) используют этот подход для анализа функционирования агросистемы Центрально-Чернозёмного района России за последние 200 лет. При сравнении различных информационно-эмергетических характеристик авторы получают следующие результаты. В течение указанного периода происходит увеличение интенсивности распашки земель, уменьшение площадей сенокосов и пастбищ, изменение агротехнологий. Изменилась и потоковая структура агросистем в целом, резко увеличилось разнообразие входных дотационных источников энергии, уменьшилось количество внутренних потоков, изменилась и структура выхода. Видна тенденция снижения эмергетических потерь во времени. Относительная эмергетическая эффективность растениеводства изменилась с 0.29 до 0.77. Идёт рост показателя эффективности в то время, как затраты на единицу продукции резко возрастают. По сравнению с доиндустриальной агросистемой, в современных хозяйствах снижено использование человеческого труда в 9 раз. Колебания затраченной энергии на выход продукции определяются, в том числе, и климатическими условиями. Это может свидетельствовать о том, что чем более технологично (много потоков на входе) сельскохозяйственное производство, тем потери эмергии в агросистеме более чувствительны к эмергии возобновимых ресурсов.
       Используемая в О.В. Фельдман и соавторами (1998) потоковая структура, на мой взгляд, не полностью отражает потоки агроэкосистемы. Данная схема представляется обобщённым вариантом для Центрально-Чернозёмного района России, а рассчитываемые параметры недостаточно полно характеризуют состояние и перспективы развития системы. Нами планируется рассматривать агроэкосистему, как физически замкнутую структуру, в которой выходные характеристики системы функционально связаны с управляющими и исполняющими органами. В связи с этим в настоящее время нами проводятся исследования реальной агроэкосистемы и при этом преследуются следующие цели:
       1) на примере агроэкономической системы спроектировать варианты организации управления производством на принципах самоорганизации;
       2) описать действующую структуру предприятия и произвести эколого-энергетический анализ функционирования агроэкосистемы;
       3) разработать модель саморегулирования предприятия на принципах заданного состояния.

       Литература

  1. Поздняков А.В. Проблемы самоорганизации и устойчивого развития социально-экономических систем. - Томск, 2000.
  2. Фельдман О.В., Денисенко Е.А., Логофет Д.О. Эмергетический подход при оценке эффективности использования ресурсов // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. - М.: ВИНИТИ, 1998. - С. 66-81.
  3. Odum Howard T. Simulation and evaluation with energy system blocks // Ecological Modeling. - 1996. - № 93. - Р. 155-173.
  4. Patterson M. Commensuration and theories of value in ecological economics // Ecological Economics. – 1998. - № 25. - Р. 105-125.

Оглавление