ПРОБЛЕМЫ ЦИКЛИЧНОГО И СТАЦИОНАРНОГО РАЗВИТИЯ ЦИВИЛИЗАЦИИ В ГЛОБАЛЬНЫХ МОДЕЛЯХ

Ю.Н. Сергеев, В.П. Кулеш

Аннотация


На основе глобальной модели развития «Мир-2», реализованной на языке MathCad (Мир-2МС), рассмотрена долгосрочная перспектива эволюции цивилизации, при этом в качестве невозобновляемых рассматриваются только топливные ресурсы. Дан краткий обзор основных глобальных моделей и предлагаемых в них алгоритмов перехода к «устойчивому равновесию». С учетом известных в демэкологии данных о затухающих колебаниях численности популяций относительно предельной численности, которую может поддерживать окружающая среда, показано, что это происходит в случаях, когда ресурсы, необходимые для жизни популяции, были накоплены прежде, чем начался ее рост. Именно такая ситуация имеет место с ископаемыми топливными ресурсами. Принятое в исходной модели «Мир-2» начальное условие для «невозобновляемых ресурсов» занижено в 3–4 раза. Сценарии развития цивилизации, реализованные на модели «Мир-2МС», показали, что при увеличении запасов топливных ресурсов в системе возникают колебания всех ее компонент. Число циклов изменяется от 2 до 4. Ограничителями роста численности населения в каждом цикле являются не запасы топливных ресурсов, а дефицит продовольствия и загрязнение окружающей среды. В каждом сценарии наступает стационарное состояние цивилизации с численностью 1,3–1,5 млрд человек. В сценарии с учетом запасов сланцевой нефти число циклов возрастает до 15. При увеличении энерговооруженности цивилизации за счет термоядерной энергетики компоненты мировой системы переходят в режим незатухающих гармонических осцилляторов. Показано, что предотвращение повторяющихся циклов возможно только за счет регулирования численности населения. Первого цикла уже не избежать. Время упущено. Переход к стационарному движению цивилизации возможен после завершения первого или последующих циклов. Оптимальное время перехода зависит от положения локально-стационарного состояния численности населения на оси времени. Такое состояние определяется по фазовому портрету в плоскости «численность населения – коэффициент ее прироста» (кривая Олли). Численность населения в локально-стационарном состоянии рассматривается как начальное условие в логистической модели роста популяции, а допустимый порог численности принимается равным 1,5 млрд человек. Время достижения стационарного по Ляпунову состояния Мировой системы регулируется одним параметром – коэффициентом прироста численности населения в локально-стационарной точке.

Ключевые слова


цивилизация, глобальная модель, топливные ресурсы, цикличность развития, стационарное состояние

Полный текст:

PDF RU PDF EN (English)

Литература


Акаев АА, Яковец ЮВ, Соколов НВ, Сарыгулов АН. Прогнозные расчеты динамики цивилизации на базе логистической модели. В кн.: Будущее цивилизации и стратегия цивилизационного партнерства. Яковец ЮВ, Кузыка БН, Бектурганов НС, редакторы. М.: МИСК; 2009. с. 496-527.

Араб-Оглы ЭА. Демографические и экологические прогнозы. М.: Статистика; 1978.

Белозерский ГН, Вуглинский ВС, Лавров СБ, Ласточкин АН, Морачевский ВГ, Петров КМ, Селиверстов ЮП, Сергеев ЮН, Смирнов ЛЕ, Фукс ВР. Основы геоэкологии. Учебник. СПб.: Изд-во СПбГУ; 1994.

Беляев ВС. Теория сложных геосистем. Киев: Наукова думка; 1978.

Бигон М, Харпер Дж, Таунсенд К. Экология особи, популяции и сообщества. Т. 1. Гиляров ЛМ, редактор. М.: Мир; 1989.

Введенский БА, редактор. Питание. В кн.: Большая советская энциклопедия. Т. 33. М.: БСЭ; 1955.

Вернадский ВИ. Биосфера. Т. 5. М.: Наука; 1960.

Горшков ВГ. Энергетика биосферы и устойчивость состояния окружающей среды. М.: ВИ- НИТИ; 1990.

Гумилев ЛН. Этносфера. История людей и история природы. М.: Экопрос; 1993.

Дадаян ВС. Орбиты планетарной экономики. М.: Наука; 1989.

Егоров ВА, Каллистратов ЮН, Митрофанов ВБ, Пионтковский АА. Математические модели глобального развития. Л.: Гидрометеоиздат; 1980.

Клейн ЛР. Проект ЛИНК. Экономика и математические методы. 1977;13 (3):471-92.

Кондратьев КЯ. Глобальная экодинамика и ее тенденции. В кн.: Экодинамика и экологический мониторинг Санкт-Петербургского региона в контексте глобальных изменений. СПб.: Наука; 1996. с. 5-60.

Лавров СБ, Сдасюк ГВ. Этот контрастный мир. М.: Мысль; 1985.

Матросов ВМ, Матросова ИВ. Глобальное моделирование с учетом динамики биомассы и сценарии устойчивого развития. В кн.: Новая парадигма развития России. (Комплексные исследования проблем устойчивого развития). М.: Academia; 1999. с. 18-24.

Матросова КВ. Устойчивое развитие в модифицированной математической модели «Мировая динамика». В кн.: Новая парадигма развития России. (Комплексные исследования проблем устойчивого развития). М.: Academia. МГУК; 1999. с. 344-53.

Махов СА. Математическое моделирование ми- ровой динамики и устойчивого развития на примере модели Форрестера. М.: ИПМ РАН; 2005.

Мовчан ВН. Экология человека. Учебное пособие. СПб.: Изд-во СПбГУ; 2004.

Доклад Международной комиссии по окружающей среде и развитию (МКОСР). Наше общее будущее. М.: Прогресс; 1987.

Одум Ю. Основы экологии. Перевод с английского. Наумов НП, редактор. М.: Мир; 1975.

Оленьев ВВ, Федоров АП. Глобалистика на пороге XXI века. Вопр философии. 2003;(5):18-30.

Осипов ГВ, Лисичкин ВА. Глобальные модели развития человечества. Учебное пособие. Садовничий ВА, редактор. М.: НормаИнфра; 2015.

Рамад Ф. Основы прикладной экологии. Л.: Гидрометеоиздат; 1989.

Реймерс НФ. Природопользование. М.: Мысль; 1990.

Свирежев ЮМ, Логофет ДО. Устойчивость биологических сообществ. М.: Наука; 1978.

Сергеев ЮН. Моделирование экологических систем. В кн.: Основы геоэкологии. Учебник. Морачевский ВГ, редактор. СПб.: Изд-во СПбГУ; 1994.

Сергеев ЮН. Прогнозные сценарии развития социально-экологической системы на территории бывшего СССР. Вестн СПбГУ сер 7. 1998; (4):17-26.

Сергеев ЮН. Концепции и модели устойчивого развития цивилизации. Учебное пособие. СПб.: Изд-во СПбУ; 2007.

Сергеев ЮН, Кулеш ВП. Концепция циклического развития цивилизации. Вестн СПбГУ сер 7. 2013;(2):57-70.

Сергеев ЮН, Кулеш ВП. Глобальный этногенез и циклическое развитие цивилизации. Вестн СПбГУ сер 7. 2013;(4):80-97.

Скиннер Б. Хватит ли человечеству земных ресурсов? М.: Мир; 1989.

Форрестер Дж. Мировая динамика. М.: Наука; 1978.

Akayev AA, Yakovets YuV, Sokolov NV, Sarygulov AN. [Forecasting calculations of civilization dynamics based on a logistic model]. In: Budushcheye Tsivilizatsii i Stratyegiya Tsivilizatsionnogo Partnerstva. Yakovets YuV, Kuzyka BN, Byekturganov NS, eds. Moscow: MISK; 2009. p. 496-527. (In Russ.)

Arab-Ogly EA. Demograficheskiye i Ekologicheskiye Prognozy. [Demographic and Ecological Forecasts]. Moscow: Statistika; 1978. (In Russ.)

Belozerskiy GN, Vuglinskiy VS, Lavrov SB, Lastochkin AN, Morachevskiy VG, Petrov KM, Seliverstov YuP, Sergeyev YuN, Smirnov LYe, Fuks VR. Osnovy Gyeoekologii. Uchyebnik. Saint Petersburg: SPbU; 1994. (In Russ.)

Beliaeyv VS. Teoriya Slozhnykh Geosistem. Kiev: Naukova Dumka; 1978. (In Russ.)

Bigon M, Kharper D, Taunsend K. Ekologiya Osobi, Populyatsii i Soobshchyestva. Tom 1. Moscow: Mir; 1989. (In Russ.)

Vvedenskiy BA, ed. [Nutrition]. In: Bol'shaya Sovetskaya Entsiklopyediya.Tom 33. Moscow: BSE; 1955. (In Russ.)

Vernadsky VI. Biosfyera. Tom 5. Moscow: Nauka; 1960. (In Russ.)

Gorshkov VG. Energetika Biosfery i Ustoychivost' Sostoyaniya Okruzhayushchyey Sredy. Moscow: VINITI; 1990. (In Russ.)

Gumilev LN. Etnosfyera. Istoriya Lyudey i Istoriya Prirody. Moscow: Ekopros; 1993. (In Russ.)

Dadayan VS. Orbity Planetarnoy Ekonomiki. Moscow: Nauka; 1989. (In Russ.)

Yegorov VA, Kallistratov YuN, Mitrofanov VB, Piontkovskiy AA. Matematicheskiye Modeli Global'nogo Razvitiya. Leningrad: Gidrometyeoizdat; 1980. (In Russ.)

Klein LR. Project LINK. Ekonomika i Matematicheskiye Metody; 1977;13(3):471-92. (In Russ.)

Kondratyev KYa. [Global ecodynamics and its tendencies]. In: Ekodinamika i Ekologicheskiy Monitoring Sankt-Peterburgskogo Regiona v Kontekste Globalnykh Izmeneniy. Saint Petersburg: Nauka; 1996. p. 5-60. (In Russ.)

Lavrov SB, Sdasyuk GV. Etot Kontrastnyy Mir. Moskva: Mysl'; 1985. (In Russ.)

Matrosov VM, Matrosova IV. [Global simulation with account of dynamics of the Earth biomass and scenarios of sustainable development]. In: Novaya Paradigma Razvitiya Rossii (Kompleksnye Issledovaniya Problem Ustoychivogo Razvitiya). Moscow: Academia; 1999. p. 18-24. (In Russ.)

Matrosova KV. [Sustainable development in the modified model “The world Dynamics”]. In: Novaya Paradigma Razvitiya Rossii (Kompleksnye Issledovaniya Problem Ustoychivogo Razvitiya). Moscow: Academia; 1999. p. 344-53. (In Russ.)

Makhov SA. Matematicheskoye Modelirovaniye Mirovoy Dinamiki i Ustoychivogo Razvitiya na Primere Modeli Forrestera. Moscow: IPM RAN; 2005. (In Russ.)

Movchan VN. Ekologiya Cheloveka Uchebnoye Posobiye. Saint Petersburg: SPbGU; 2004. (In Russ.)

Doklad Mezhdunarodnoy Komissii po Okru- zhayushchey Srede i Razvitiyu (MKOSR). Nashe Obshcheye Budushcheye. Moscow: Progress; 1987. (In Russ.)

Odum Yu. Osnovy Ekologii. Moscow: Mir; 1975. (In Russ.)

Olenyev VV, Fedorov AP. [Globalistics on the eve of the 21st century]. Voprosy Filosofii. 2003;(5):18- 30. (In Russ.)

Osipov GV, Lisichkin VA. Globalnye Modeli Razvitiya Chelovyechyestva Uchebnoye Posobiye. Moscow: NormaInfra; 2015. (In Russ.)

Ramad F. Osnovy Prikladnoy Ekologii. Leningrad: Gidrometeoizdat; 1989. (In Russ.)

Reymers NF. Prirodopol'zovaniye. Moscow: Mysl; 1990. (In Russ.)

Svirezhev YuM, Logofet DO. Ustoychivost' Biologicheskikh Soobshchestv. Moscow: Nauka; 1978. (In Russ.)

Sergeyev YuN. [Simulation of ecological systems]. In: Osnovy Geoekologii. Uchyebnik. Morachevskiy VG, ed. Saint Petersburg: SPbGU; 1994. (In Russ.)

Sergeyev YuN. [Forecasting scenarios of the socioeconomic system of in former USSR territory]. Vestnik SPbGU Ser 7. 1998;(4):17-26. (In Russ.)

Sergeyev YuN. Kontseptsii i Modeli Ustoychivogo Razvitiya Tsivilizatsii Uchebnoye Posobiye. Saint Petersburg: SPbGU; 2007. (In Russ.)

Sergeyev YuN, Kulesh VP. [The concept of the cyclic development of civilization]. Vestnik SPbGU Ser 7. 2013;(2):57-70. (In Russ.)

Sergeyev YuN, Kulesh VP. [Global ethnogenesis and the cyclic development of civilization]. Vestnik SPbGU Ser 7. 2013;(4):80-97. (In Russ.)

Skinnyer B. Khvatit li Chelovechestvu Zemnykh Resursov? Moscow: Mir; 1989. (In Russ.)

Forrester Dzh. Mirovaya Dinamika. [World Dynamics]. Moscow: Nauka; 1978. (In Russ.)

Gallopin G, Gomez J. Food Sector. In: Proc. Seminar on the Latin American World Model at IIASA. Laxenburg, Austria; 1974.

Hardoy J, Mosorovich D. Urbanization and Housing. In: Proc. Seminar on the Latin American World Model at IIASA. Laxenburg, Austria; 1974.

Herrera A, Scolnik H, Homez J. World Model. In: Proc. Seminar on the Latin American World Model at IIASA. Laxenburg, Austria; 1974.

Kaya Y, Suzuki Y. Global Constraints and New Vision for Development. Japan Work Team of the Club of Rome. COR Tech. Sump. Tokyo; 1973.

Leontief W. The Future of the World Economy. UNO; 1976.

Malthus TR. An Essay on the Principle of Population. London: Johnson; 1798.

Meadows DL, Meadows DH. Dynamics of Growth in a Finite World. Cambridge: Mass. Wright Allen Press Inc.; 1974.

Mesarovic M, Pestel E. Mankind at the Turning Point. Second Report to the Club of Rome. N. Y.; 1974.

Motesharrei S, Rivas J, Kalnay E. Human and nature dynamics (HANDY): Modeling inequality and use of resources in the collapse or sustainability of societies. Ecological Economics. 2014;(101):90-102.

Scolnik H, Talavera L. The Functioning of the World and the Demographic Model. In: Proc. Seminar on the Latin American World Model at IIASA. Laxenburg, Austria; 1974.

Theimann H. Report on Battele’s Activities to the Club of Rome. Tokyo, Battele, Geneva; 1973.

Verburg PH, Dearing JA, Dyke JG, Leeuw S, Seitzinger S, Steffen W, Syvitski J. Methods and approaches to modelling the Anthropocene. Global Environmental Change. 2016;(39):328-40.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v9i1.322

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"