.RU
Карта сайта

Донелла Медоуз Азбука системного мышления FineReader 11 - старонка 12

Зяпяядыняние I* балансирующем цикле обратной связи приводит систему к колебаниям.
Рис. 33.

Отклик заказов и доставок на увеличение запросов покупателей. На рис. А показано, что на 25-й день происходит небольшой, но резкий скачок в продажах. Менеджер воспринимает возросшую активность продаж с запаздыванием, поскольку усредняет количество проданных автомобилей за три дня. На рис. Б показана кривая заказов (сплошная линия) и отстающая от нее кривая поставок от изготовителя (пунктирная линия)



лось запаздывание, наша девушка-менеджер успела заказать слишком много. Она оеознает слою ошибку и, чтобы исправить ее, сокращает заказы. Но ранее сделанные заказы (большие!) продолжают прибывать, поэтому с каждым днем она вынуждена заказывать все меньше и меньше. На самом деле, теперь она заказывает меньше, чем нужно, поскольку не знает наверняка, как будут разворачиваться события с продажами дальше. Склад снова начинает пустеть. Колебания около новой желаемой величины запаса продолжаются... На рис. 33 показано, что произойдет несколькими циклами позже.

Чуть позже будет описано несколько способов погасить такие колебания в величине складского запаса, но прежде всего необходимо понять, почему они вообще возникли. Вовсе не потому, что милая девушка-менеджер бестолкова и не умеет работать. Настоящая причина в том, что она вынуждена работать в рамках системы, в которой не хватает оперативной информации (ее и не может быть), к тому же существует физическое запаздывание между действиями, которые предпринимает менеджер, и откликами на них — изменением запаса автомобилей на стоянке. Никто не знает, как поведут себя покупатели в будущем. Если сейчас они покупают, то это совсем не значит, что завтра они будут покупать так же и столько же. Когда наша девушка-менеджер размещает заказ, она не получает немедленного отклика на него. Такие ситуации встречаются очень часто — нехватка оперативной информации в сочетании с физическими запаздываниями. Подобные колебания встречаются и на складах, и во многих других системах. Попробуйте, например, принять душ и точно отрегулировать температуру, если труба от смесителя горячей/холодной воды до душевой насадки будет длинной — и вы на собственном опыте ощутите все «прелести» колебаний, вызванных запаздыванием.

Каким должно быть запаздывание, чтобы вызвать конкретные колебания в конкретных условиях, — вопрос довольно сложный. На том же примере с автомобилями можно показать, почему.

«С этими колебаниями мириться нельзя! — говорит себе наша девушка. Она способна к обучению и хочет найти способ устранить колебания запаса на вверенном ей складе. — Сокращу-ка я запаздывания. Срок поставки от изготовителя я, конечно, изменить не могу, но со своей стороны реагировать буду быстрее. Можно усреднять данные по продажам не за пять, а за два дня, прежде чем принимать решение об изменении заказа».

На рис. 34 показано, что произойдет, если дилер станет воспринимать рост продаж по усреднению за два дня вместо пяти.

Как видите, даже если наша девушка-менеджер будет реагировать быстрее, ей это не поможет. Наоборот, ситуация с колебаниями в количестве автомобилей на стоянке станет даже хуже — обратите внимание на цену деления на вертикальной оси. Если же вместо уменьшения запаздывания в восприятии она решит уменьшить запаздывание в своем отклике (будет распределять дополнительное количество не по трем заказам, а по двум), все станет еще хуже, причем намного — это показано на рис. 35.


Рис. 34. Изменение запаса автомобилей на стоянке у дилера в ответ на то же 10%-е увеличение продаж, если дилер будет опираться на усреднение за два дня, а не за пять




Рис. 35. Изменение запаса автомобилей на стоянке у дилера в ответ на то же 10% -е увеличение продаж, если отклик дилера будет предусматривать распределение дополнительного количества по двум заказам вместо трех



В системе что-то надо менять. Поскольку нашей системой управляет сотрудница, способная к обучению, она попытается принять меры. «У меня есть мощный рычаг, но похоже, что я его применяю не в том направлении», — говорит себе наша девушка, обладающая задатками системного мыслителя, с грустью наблюдая результаты своих попыток погасить колебания в системе. Подобные плачевные результаты, кстати говоря, встречаются буквально всюду: кто-нибудь, руководствуясь лучшими намерениями, пытается стабилизировать систему с помощью интуитивно понятного рычага, и действительно оказывает на систему очень сильное воздействие, но только совсем не в том направлении, которое нужно! Это лишь один из множества примеров, как системы могут совершенно неожиданно вести себя при попытке их изменить.

В нашем примере одна из проблем состоит в том, что девушка-менеджер реагирует не слишком медленно, как она сама полагает, а наоборот, слишком быстро. При существующей конфигурации системы дилер реагирует слишком

активно. Ситуацию можно улучшить, если вместо того,

чтобы размещать дополнительные

заказы в

два

приема, менеджер начнет делить их на шесть частей, распределяя дополнительные запросы по шести заказам. Результат показан на рис. 36.

Как показывает рис. 36, это изменение позволяет практически полностью погасить колебания, и система довольно быстро приходит к новому равновесию.

Запаздывания и задержки могут очень сильно влиять на системы — во многом они определяют тип поведения систем.

Изменение величины запаздывания может привести к очень серьезным изменениям в поведении системы.

(А может и не привести — в зависимости от типа запаздывания и его величины относительно других запаздываний.)

В нашей системе самое важное запаздывание находится вне ответственности менеджера — на задержку поставки машин с завода-изготовителя она повлиять не в силах.


Рис. 36.

Изменение запаса автомобилей на стоянке у дилера, если размещать дополнительный заказ в шесть приемов



Но даже если не касаться не подвластной ей части системы, все равпо она может научиться хирошо управлять своими складскими запасами.

Изменение запаздываний в системе может сделать управление системой либо гораздо более простой, либо гораздо более сложной задачей. Это объясняет, почему многие системные мыслители буквально одержимы проблемой запаздываний. Приходится всегда отслеживать, где в системе есть запаздывания, какой они продолжительности, каков их характер — физический или информационный. В динамическом поведении системы невозможно разобраться, если не знать, где и какие в ней присутствуют запаздывания. К тому же системщики знают, что некоторые запаздывания можно использовать как мощные рычаги воздействия. Увеличение или уменьшение запаздывания может привести к радикальным изменениям в поведении систем.

Проблемы отдельно взятого склада, по большому счету, решить несложно. Но представьте себе масштабы проблем, если речь пойдет обо всех непроданных автомобилях в пределах США. Заказы на большее или меньшее количество автомобилей повлияют не только на производство на сборочных заводах и фабриках, выпускающих запчасти, но также и на сталелитейные производства, предприятия по выпуску резины, стекол, текстиля. Будут затронуты также поставщики и производители энергии. В рамках всей сложной системы встречаются задержки в восприятии, запаздывания в производстве, доставке, сборке... А теперь подумайте о том, что существует взаимосвязь между производством автомобилей и количеством рабочих мест: чем больше производство, тем больше в нем занято людей, которые затем купят больше машин. Это усиливающий цикл обратной связи, но он может работать и в противоположном направлении: чем меньше производство, тем меньше рабочих мест, тем ниже продажи, и тем меньше в итоге производство. Учтите, что существует еще один усиливающий цикл обратной связи: спекулянты на бирже покупают и перепродают акции автопроизводителей и их поставщиков, основываясь на недавних результатах экономической деятельности этих предприятий, — подъем продаж вызывает рост стоимости акций, в то время как уменьшение продаж приводит к снижению котировок.

Такая очень большая и сложная система связывает между собой различные отрасли промышленности и обладает самыми разными запаздываниями; в ее разных частях могут возникать колебания, они могут распространяться на другие части, усиливаясь в результате действий спекулянтов и из-за других факторов... Так возникает экономическая цикличность с ее взлетами и падениями. Экономические подъемы и спады происходят не по воле президентов и правителей (хотя, конечно, их действия могут увеличить оптимизм во времена подъемов или углубить пессимизм во времена спадов). Экономические системы чрезвычайно сложны; в них огромное количество балансирующих циклов обратной связи с запаздываниями, поэтому им изначально присуща склонность к колебаниям.16
Системы с двумя запасами

Невозобновимый запас препятствует использованию возобновимого запаса: экономика нефтяной отрасли



Те системы, что мы изучили ранее, не испытывали противодействия со стороны внешних факторов. Запас капитала в модели промышленной экономики не был увязан с объемами сырья, необходимого для производства продукции. Численность населения не была поставлена в зависимость от производства продовольствия. Наша система с термостатом никогда не испытывала недостатка энергии или топлива для работы обогревателя. Эти системы могли показывать свойственное им поведение, поскольку не было никаких внешних факторов, которые препятствовали бы этому, — ив рсоультатс мы смогли изучить ил внутреннюю динамику.

Однако любая реально существующая система всегда находится в каком-то окружении и взаимодействует с ним. Любой организации необходимы энергия, сырье, работники, управляющий персонал, клиенты и заказчики. Посадкам зерновых культур нужен полив, удобрения и защита от вредителей. Любой популяции требуются питательные вещества, вода и жизненное пространство, а если речь идет о популяции человеческой, то еще и работа, образование, здравоохранение и масса других вещей. Любому организму или организации, потребляющим энергию и какие-либо виды сырья, необходимо место для захоронения отходов или способ, позволяющий от них избавляться.

Любая физически растущая система рано или поздно столкнется с тем или иным типом ограничения. Подобное ограничение сыграет роль балансирующего цикла обратной связи, который тем или иным образом обратит доминирование усиливающего цикла, ответственного за рост,— либо за счет увеличения потоков на выходе, либо за счет уменьшения потоков на входе в систему.

Рост в среде, которая накладывает свои ограничения, встречается очень часто. Настолько часто, что специалисты по системному мышлению называют это архетипом «пределов роста». (В гл. 5 мы изучим многие другие архетипы — часто встречающиеся системные структуры, демонстрирующие хорошо знакомые типы поведения.) Какой бы ни была система, демонстрирующая рост, —- численность населения, растущая корпорация, сумма на банковском счете, слухи, которые расползаются все шире, эпидемия, продажи нового продукта — всегда есть усиливающие циклы обратной связи, генерирующие рост, и балансирующие циклы, которые в конце концов этот рост ограничат. Мы знаем, что балансирующие петли обратной связи есть, даже в том случае, если они еще не доминируют в поведении системы — все равно ни одна реальная физическая система не может расти бесконечно. Даже самая ожидаемая новинка в один прекрасный день насытит рынок. Цепная реакция в реакторе атомной электростанции или в заряде атомной бомбы рано или поздно прекратится из-за того, что все ядерное топливо будет израсходовано. Распространение вируса рано или поздно остановится, потому что все восприимчивые люди уже будут им инфицированы. Экономика может быть ограничена физическим или монетарным капиталом, емкостью рынка, нехваткой рабочей силы, отсутствием грамотных управленцев, истощением ресурсов, чрезмерным загрязнением окружающей среды...

В физических системах, растущих по экспоненциальному закону, присутствует как минимум один усиливающий цикл обратной связи и как минимум один балансирующий цикл, ограничивающий рост, — ведь ни одна физическая система в конечной окружающей среде не может расти бесконечно.




Как ресурсы, питающие входные потоки для запаса, могут быть возобновимыми и невозобновимыми, так и ограничение из-за загрязнения среды может быть возобновимым либо невозобновимым. Оно невозобновимо, если у окружающей среды нет возможности поглощать или разлагать загрязнитель. Оно возобновимо, если у среды есть определенная (конечная, хотя и изменяющаяся во времени) способность по переработке отходов. Все, что мы говорим о системах, ограниченных по ресурсам, касается и систем, чья динамика ограничена по возможности переработки отходов, просто в этом случае потоки имеют противоположное направление.

Пределы, налагаемые на растущую систему, могут быть временными или постоянными. Система может каким-то образом выйти за них — на короткое или более продолжительное время — но затем она все равно должна вписаться в допустимые рамки, прийти в соответствие с ограничениями (либо ограничения должны прийти в соответствие с системой, либо они взаимно приспособится друг к другу). Процесс такого приспосабливания имеет довольно интересную динамику.

В зависимости от того, проистекает ли ограничение от возобновимого или невозобновимого ресурса, могут наблюдаться определенные расхождения, но в любом случае рост не может продолжаться вечно — разница лишь в том, как именно он прекратится.

Для начала давайте проанализируем систему капитала, который делает деньги на добыче невозобновимого ресурса, на примере нефтяной компании, которая открыла новое месторождение нефти (структура системы показана на рис. 37).

Схема на рис. 37 может показаться сложной, но она всего лишь описывает систему с растущим капиталом, похожую на те, что мы рассматривали раньше, просто в ней используется «прибыль» вместо «производства продукции». Управляющий цикл амортизации — это хорошо всем знакомый балансирующий цикл обратной связи: чем больше величина производственного капитала, тем больше станков и оборудования изнашивается и приходит в негодность, что уменьшает величину производственного капитала. В этом примере срок службы производственного капитала — оборудования для нефтедобычи и нефтепе-регонки — составляет 20 лет, то есть ежегодно 1/20 капитала (5%) уходит на амортизацию. Капитал восстанавливает свою величину за счет прибылей, получаемых от добычи нефти. Схема имеет усиливающий цикл: чем больше капитал, тем больше добывается нефти, тем больше прибыль, которую можно реинвестировать. Допустим, компания стремится к ежегодному росту капитала на 5% . Если прибыли недостаточно для обеспечения 5%-го роста, то компания реинвестирует всю прибыль, которой располагает.

Прибыль — это доходы компании за вычетом расходов. Доходы рассчитываются как произведение количества до-


Рис. 37. Производственный капитал, его усиливающий цикл обратной связи, ограничиваемый невозобновимым ресурсом



бытой нефти на ее рыночную цену. Расходы рассчитываются как затраты капитала на добычу (энергию, рабочую силу, различные виды сырья, необходимого для работы, и т. п.). Расчеты ведутся на единицу производственного капитала. Ради упрощения можно считать цену и затраты на единицу капитала постоянными.

В отличие от них, добыча нефти на единицу капитала совсем не обязательно постоянна. Поскольку ресурс нево-зобновим (нефть в природе не восполняется), то у запаса отсутствует входной поток. По мере выработки месторождение истощается, нефти становится меньше, и каждый последующий баррель добыть все труднее, он обходится все дороже. Оставшаяся нефть залегает глубже, ее месторождения беднее и более разрозненны; падает и давление, которое позволяет поднимать нефть на поверхность. Чтобы поддержать добычу на прежнем уровне, приходится прибегать ко все более изощренным и дорогостоящим техническим методам.

Таков балансирующий цикл обратной связи, и он в конце концов остановит рост капитала. Чем больше капитал, тем выше скорость добычи. Чем выше скорость добычи, тем меньше становится запас. Чем меньше запас, тем меньше добыча нефти на единицу капитала, тем меньше прибыль (если принять цену неизменной) и тем ниже объем реинвестирования, поэтому рост капитала замедляется. Можно сказать, что истощение ресурса увязано через цикл обратной связи с затратами на добычу и с эффективностью работы капитала. В реальной жизни действительно сказываются оба фактора. В обоих случаях модель последующего поведения одна и та же — классическая динамика истощающегося ресурса (графики показаны на рис. 38).

Система поначалу не испытывает недостатка в нефти — ее в подземных месторождениях вполне достаточно, чтобы поддерживать начальные объемы добычи на протяжении 200 лет. Однако максимум добычи нефти приходится лишь на сороковой год, поскольку объемы добычи растут по экспоненциальному закону. При реинвестировании порядка 10% в год величина капитала и скорость добычи растут примерно на 5% в год, и через 14 лет они уже вдвое превышают начальные значения. Через 28 лет величина капитала больше первоначальной уже в 4 раза, но теперь рост добычи замедляется, поскольку добыча на единицу капитала становится меньше. К пятидесятому году затраты на поддержание производственного капитала уже превышают получаемые доходы от добычи нефти, и прибылей теперь не хватает на реинвестирование и покрытие амортизации. При уменьшении капитала деятельность компании быстро приходит в упадок. Остатки ресурса — последняя, самая дорогая нефть — так и остаются под землей, потому что никто не может позволить себе такие расходы, какие нужны для ее добычи.


Что произойдет, если вдруг окажется, что запасы ресурса вдвое больше, чем оценивали геологи? Или даже в 4 раза больше? Действительно, тогда суммарное количество добытой нефти будет гораздо больше. Однако при реинвестировании 10% в год капитал будет расти на те же 5% ежегодно Ят.

1

приведет к тому, что вдвое больших запасов хватит лишь на 14 дополнительных лет — и тогда все равно будет пройден максимум добычи. Всем сообществам и странам, зависимым от добывающей отрасли, удастся получить выигрыш лишь в 14 лет (соответствующие графики показаны на рис. 39).



Рис. 38. Добыча ресурса (А) позволяет получить прибыль, которая вкладывается в рост капитала (Б), однако параллельно с этим происходит истощение невозобновимого ресурса (В). Чем больше величина капитала, тем быстрее истощается ресурс



Величина, растущая по экспоненциальному закону, достигает предела или сталкивается с ограничением удивительно быстро.



Чем больше и быстрее рост, тем быстрее и резче будет падение — это верно для всех запасов капитала, зависящих от невозобновимого ресурса. Поскольку рост объемов добычи имеет экспоненциальный характер, удвоение начальных запасов невозобновимого ресурса или даже их увеличение в 4 раза даст лишь незначительный выигрыш во времени, за которое нужно найти ресурсу достойную замену.


Рис. 39.

Добыча ресурса при условии, что его запасы оказываются в 2 и в 4 раза больше, чем оценивалось вначале. Каждое увеличение запасов ресурса вдвое означает лишь отсрочку приблизительно на 14 лет, а затем все равно будет пройден максимум добычи и начнется спад



Если вас заботит только задача извлечь как можно больше ресурсов и зарабитать иа атим как мижно быстрее, тогда суммарные запасы ресурса становятся ключевым параметром системы. Для шахтера или нефтяника это будет означать, как быстро он потеряет работу и насколько (нестабильной будет жизнь местного сообщества. Для тех, кто думает о завтрашнем дне, ключевое значение имеют уже два параметра: суммарные запасы ресурса и желаемая скорость роста капитала. (Это хороший пример того, как цель обратной связи в системе оказывает определяющее влияние на ее поведение.) Для тех, кто управляет добычей невозобновимого ресурса, вопрос стоит так: обогатиться ли максимально быстро или получать доходы в меньшем количестве, зато более продолжительное время?

График на рис. 40 показывает изменение скорости (объемов) добычи со временем, при этом сравниваются варианты с разными скоростями роста капитала — 1%, 3%, 5% и 7% в год (имеется в виду превышение инвестирования над амортизацией). При ежегодном росте порядка 7% максимум добычи достигается уже через 40 лет, хотя раньше считалось, что ресурса хватит на 200 лет.


Рис. 40. Система проходит максимум в добыче ресурса тем быстрее, чем большая доля прибылей реинвестируется в увеличение капитала



А теперь оцените не только перспективы получения прибылей в компании, по и социальные последствия в регионе, и неизбежно возникающие проблемы с защитой окружающей среды...

Раньше мы исходили из предположения о том, что цена на нефть будет неизменной. Но что, если это не так? Ресурс вполне может быть для потребителей настолько важным, что рост цены не уменьшит спроса на него. В этом случае по мере истощения ресурса он будет обходиться потребителям все дороже (это показано на рис. 41).

Более высокие цены дают добывающей отрасли больше прибылей, объемы реинвестирования растут, капитал продолжает рост дольше и достигает более высокого значения, позволяя извлекать остатки ресурса даже при более высокой стоимости добычи. Если вы сравните графики на рис. 41 с графиками на рис. 38, где цена была постоянной, то увидите, что основное следствие увеличения цены — достижение капиталом большей величины перед тем, как он неизбежно начнет уменьшаться.

Точно таким же, кстати говоря, поведение будет и в том случае, если цены не растут, но зато снижаются затраты на добычу за счет развития технологий. Имеется в виду применение новых способов для восстановления давления в нефтяных скважинах, обогащение железных руд с малым содержанием целевых компонентов (их разработка раньше считалась нерентабельной), извлечение золота и серебра из самых бедных отходов и хвостов цианидным методом.

Все мы знаем, что отдельно взятые шахты, месторождения полезных ископаемых и водоносные горизонты могут истощаться. Подтверждением тому служат опустевшие города шахтеров и нефтяников, разбросанные по всему миру, — все это последствия одного и того же типа системного поведения. Добывающие компании тоже осознают такую динамику. Задолго до того, как истощение ресурса приводит к неэффективной работе капитала ь идний зоне, компании начинают перенаправлять инвестиции на поиск и разработку других, более перспективных месторожде-




Рис. 41. По мррр

дпйнчи

(А)

и игтттния

ресурса (В) его пена растет, прибыль увеличивается, реинвестируется больше средств, а следовательно, тем значительнее становится капитал (Б), возрастая в течение более продолжительного периода



ний. Но ведь если существуют локальные ограничения, то должны же быть пределы и в глобальном масштабе?

Поразмыслите над этим сами или попробуйте устроить обсуждение с кем-нибудь, кто придерживается противоположной точки зрения. Я лишь подчеркну, что для любой динамики истощения невозобновимых ресурсов верно утверждение: чем больше исходный запас ресурсов, чем больше открывается новых месторождений, чем дольше циклам, ответственным за рост, удается действовать до достижения ограничений, чем больший капитал будет накоплен и чем быстрее будет извлекаться ресурс, тем раньше наступит экономический спад и тем быстрее и резче он будет после того, как максимум пройден.

Если только, конечно, экономика к тому времени не перейдет на возобновимые источники.
Использованию возобновимых запасов препятствуют ограничения самих возобновимых запасов: экономика рыболовецкой отрасли
Пусть капитал остается таким же, как и в прошлом случае, однако теперь к системе добавится входной поток, пополняющий запасы ресурса, — теперь мы рассмотрим возобновимый ресурс. Примером возобновимого ресурса могут быть запасы промысловой рыбы. Производственным капиталом в этом случае будут суда рыболовецкого флота. Возобновимым ресурсом можно считать строевой лес с лесопильными заводами, пастбища и животноводческие фермы... Возобновимые ресурсы, относящиеся к живой природе — рыба, леса, пастбищные травы — могут воспроизводить сами себя в соответствии с усиливающим циклом обратной связи. Возобновимые ресурсы, не относящиеся к живой природе — солнечный свет, ветер, гидроресурсы — возобновляются не из-за усиливающего цикла обратной связи, а благодаря постоянному притоку, пополняющему запасы ресурса независимо от того, какова их величина в настоящее время. Такая же «структура возобновляемого ресурса» свойственна и эпидемиям простудных вирусных заболеваний. Их жертвы выздоравливают, чтобы в будущем в какой-то момент снова подхватить простуду. Продажи тех видов продукции, в которых потребители нуждаются постоянно, тоже своего рода системы возобновимого ресурса: количество потенциальных потребителей постоянно возобновляется. Даже нашествие насекомых, поедающих растения не целиком, а лишь частично, тоже носит такой характер: растение затем регенерирует, и насекомым снова есть чем питаться. Во всех перечисленных случаях существует входной поток, пополняющий запасы ресурса, — это отражено на рис. 42.

Будем использовать в качестве примера рыболовецкую отрасль. Снова положим срок службы капитала равным 20 годам, и отрасль будет стремиться расти со скоростью 5% в год. Как и с невозобновимыми ресурсами, предположим, что цена будет расти тем сильнее, чем меньше остается ресурса, то есть чем дороже обходится его добыча. Чтобы выловить оставшиеся разрозненные косяки рыбы, необходимы большие рыболовецкие траулеры: они оснащены эхолотами для поиска рыбы, их можно направить даже к самым удаленным местам лова. Либо придется использовать огромные, многокилометровые дрифтерные сети. Либо необходимы сейнеры-рефрижераторы, чтобы выловленную рыбу можно было замораживать прямо на борту и затем доставлять на большие расстояния. Все это ведет к очень большим затратам.

Скорость возобновления рыбных ресурсов — не постоянная величина: она зависит от количества рыбы в определенной зоне, точнее, от плотности рыбной популяции. Если плотность популяции слишком велика, то скорость воспроизводства падает почти до нуля — ограничивающими факторами выступают доступная пища и место обитания. Если популяция рыбы меньше, то воспроизводство идет более быстрыми темпами, поскольку в экосистеме остается больше свободного места и доступно больше питательных веществ, которыми можно воспользоваться. Существует определенное значение плотности, при кото-



ресурса



Рис. 42. Производственный капитал с усиливающим циклом обратной связи ограничивается возобновимым ресурсом



ром скорость воспроизводства максимальна. Если же плотность совсем низка, то воспроизводство не только не ускоряется, а наоборот, снижается еще больше — из-за того, что особи не могут найти партнеров для размножения, либо потому, что соответствующую экологическую нишу уже занял какой-то другой биологический вид.

Такая упрощенная модель экономики рыболовецкой отрасли имеет три нелинейных управляющих зависимости: цена (чем меньше остается рыбы, тем дороже обходится ее вылов); скорость воспроизводства (если плотность популя

ции рыбы недостаточна или наоборот, слишком высока, то скорость воспроизводства низка); добыча на единицу капиталовложений (характеризующая общую эффективность технологий и способов лова).

Такая система может демонстрировать самые разные типы поведения. На рис. 43 показан один из них.

Из графиков на рис. 43 видно, что поначалу капитал и объемы вылова экспоненциально растут. Популяция рыбы (запас ресурса) уменьшается, однако за счет этого возрастает скорость воспроизводства. На протяжении целых десятилетий ресурс может поддерживать экспоненциально растущие объемы лова. Однако в какой-то момент вылов превышает допустимый предел, и популяция рыбы становится слишком мала, чтобы лов был экономически целесообразен. Рыболовецкий флот перестает окупаться. Балансирующий цикл обратной связи через снижение улова и последующее уменьшение прибылей быстро приводит к уменьшению инвестиций в производственный капитал, что приводит размеры рыболовецкого флота в соответствие с остающимися рыбными запасами. Флот не может расти бесконечно, хотя существует принципиальная возможность достичь высокого, стабильного уровня вылова и поддерживать его сколь угодно долго.

Однако даже небольшое изменение в силе воздействия управляющего цикла на добычу, приходящуюся на единицу капитала, может вызвать резкие изменения в поведении системы. Предположим, что рыболовецкая отрасль, пытаясь увеличить улов, разработает более эффективные технологии и оснастит новым оборудованием все суда (например, установит эхолоты, позволяющие отыскивать даже разрозненные косяки рыбы). В этом случае популяция рыбы будет уменьшаться быстрее, но, несмотря на это, улов будет поначалу даже выше, чем в предыдущем случае. Однако и максисум будет пройден быстрее, и последствия окажутся тяжелее (рис. 44).

Из рисунка видно, как принцип рычага применяется там, где его не следует применять! Технологическое усо-




Рис. 43. Годовой улов (А) позволяет получить прибыль, которая, в свою очередь, позволяет увеличить производственный капитал (Б). После незначительного выхода за предел объемы вылова стабилизируются на определенном значении. Постоянный объем вылова приводит к тому, что запасы ресурса (В) также стабилизируются на определенном значении






Рис. 44. Небольшое увеличение улова на единицу капитала (заштрихованная область) — в данном случае достигаемое за счет более эффективных технологий лова — приводит к совершенно иной модели поведения: сначала происходит существенный выход за пределы, затем колебания около некоей стабильной величины вылова (А), запаса производственного капитала (Б) и запаса самого рыбного ресурса (В)



вершенствование, которое, казалось бы, должно привести рыболовецкую отрасль к процветанию, на самом деле ведет систему к нестабильности. Возникают колебания.

Если технологии будут совершенствоваться и дальше, то суда смогут вести лов с приемлемой рентабельностью даже при очень низкой плотности рыбной популяции. Результатом может стать практически полное истощение рыбного ресурса (рис. 45) и, вслед за этим, распад самой рыболовецкой отрасли. Последствия этого для морских экосистем подобны процессам опустынивания на суше. Руководствуясь исключительно практическими соображениями, рыбный ресурс из возобновимого превратили в невозобновимый! В некоторых регионах планеты так и произошло.

Во многих экономических системах, основанных на реально существующих возобновимых ресурсах, — в отличие от нашей сильно упрощенной теоретической модели — даже очень небольшая оставшаяся популяция потенциально может разрастись и восстановить свою прежнюю численность при условии, что производственный капитал исчез и ловля прекратилась. Тогда тот же самый тип поведения может повториться спустя десятилетия. Подобные очень продолжительные циклы восстановления после практически полного истощения ресурса наблюдались, например, в деревообрабатывающей промышленности Новой Англии (США) — в настоящее время идет уже третий цикл, состоящий из последовательных этапов роста, чрезмерной вырубки, упадка отрасли и последующего продолжительного периода восстановления. Но так может происходить далеко не со всеми популяциями. Чем совершеннее технологии добычи, чем выше их эффективность, тем больше риск того, что ресурс будет исчерпан полностью, без возможности последующего восстановления17.




Рис. 45.

Дальнейшее увеличение улова на единицу капитала приводит к выходу системы за пределы, падению объемов вылова (А) до нуля и последующему исчезновению производственного капитала (Б). Рыбного ресурса

(В)

как такового больше не существует



Невозобновимые ресурсы ограничены

объемами запасов. Имеющиеся запасы можно израсходовать лишь один раз. Их можно извлекать с любой скоростью (как правило, ограниченной только величиной капитала добывающей отрасли). Однако из-за того, что ресурс нево-зобновим, запасы не восполняются, и чем выше скорость добычи, тем меньше срок, на который хватит этого ресурса.

Возобновимые ресурсы ограничены

скоростью воспроизводства. Они могут поддерживать добычу или улов неограниченно долго, но только в конечных пределах, определяемых скоростью возобновления. Если ресурс извлекается быстрее, чем возобновляется, то в определенный момент он может достичь критического предела и превратиться в невозобновимый с практической точки зрения ресурс.



Может ли возобновимый ресурс в принципе восстановиться после чрезмерного использования, зависит от того, что происходит в тот период, когда ресурс уже сильно истощен. Слишком маленькая популяция рыбы будет очень уязвима перед неблагоприятными факторами: загрязнениями, штормами, нехваткой генетического разнообразия... Если речь идет о лесах или пастбищных угодьях, то обнажившиеся почвы могут быть окончательно разрушены эрозией. Опустевшие экологические ниши могут оказаться занятыми конкурирующими биологическими видами. Лишь в некоторых случаях истощенный ресурс имеет потенциал для выживания и самовосстановления.

Существует три варианта поведения систем, основанных на возобновимом ресурсе:

■ выход за пределы с последующим возвращением к устойчивому динамическому равновесию;

■ выход за пределы с последующими колебаниями около равновесного значения;

■ выход за пределы, приводящий к полному истощению ресурса и, соответственно, к упадку и исчезновению отрасли, основанной на этом ресурсе.

Какой вариант реализуется на практике, зависит от двух факторов. Первый — это пороговое значение, после которого способность популяции к восстановлению уже необратимо утрачена. Второй — скорость и эффективность работы балансирующего цикла обратной связи, который замедляет рост капитала по мере истощения ресурса. Если обратная связь срабатывает достаточно быстро и успевает остановить рост капитала до того, как будет пройдено пороговое значение, то система постепенно придет к равновесию. Если балансирующий цикл работает медленно и недостаточно эффективно, то в системе возникнут колебания. Если же балансирующий цикл слаб и совсем неэффективен, тогда капитал будет расти даже тогда, когда ресурс истощится и когда будет утрачена всякая возможность восстановления. В этом случае перестанет существовать и ресурс, и связанная с ним отрасль.

Физический рост не может продолжаться бесконечно. Его ограничивают пределы, налагаемые и возобновимыми, и невозобновимыми ресурсами. Но на динамике систем эти ограничения сказываются по-разному, поскольку различия могут быть и в запасах, и в потоках.

Вся сложность в том, как распознать в системе структуры, в которых изначально заложены подобные типы поведения, и условия, в которых они проявятся. Это непростая задача для любых сложных систем. Итоговая цель еще сложнее: изменить эти структуры и условия таким образом, чтобы уменьшить вероятность разрушительного поведения и обеспечить все возможности для благоприятного развития событий.

ЧастьII



2014-07-19 18:44
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • © sanaalar.ru
    Образовательные документы для студентов.