Прогнозы мирового развития экологии: Глобальные рейтинги и прогнозы для оценки экологической ситуации России

Содержание

Вызовы для экологической перестройки мировой экономики

В последние десятилетия вопросы окружающей среды выходят на первый план среди других глобальных проблем человечества. Всемирный экономический форум в последние годы выделяет связанные с ними экологические риски среди наиболее серьезных; в 2019 г. они фигурируют в качестве трех из пяти наиболее вероятных рисков в долгосрочной перспективе и четырех из пяти по возможному воздействию. Наиболее серьезные проблемы — загрязнение воздуха, воды и почвы, истощение ресурсов, нехватка чистой воды, утрата лесов и биоразнообразия. В настоящее время самой острой и сложной для решения признается проблема изменения климата, которое вызвано растущим загрязнением воздуха.

Осознание неотложности решения природоохранных проблем для выживания человечества привело мир к выработке экологически ориентированной стратегии развития. Факторами ее воплощения помимо быстрого ухудшения состояния окружающей среды становятся ресурсные ограничения, решение вопросов энергетической безопасности, нарастающие природоохранные издержки традиционной экономики, давление со стороны общества, а также становление экологического фактора как средства повышения конкурентных преимуществ стран и компаний.

Реализация стратегии происходит на всех уровнях: международном, государственном, частном, неправительственном гражданском.

В результате мы наблюдаем процесс глубокой перестройки мировой экономики, расширение ее экологического сегмента под влиянием активизации природоохранной политики, трансформации деятельности бизнеса, роста инновационной, инвестиционной и информационной активности в этой сфере.

Под влиянием человеческой деятельности беспрецедентными и ускоряющимися темпами происходит сокращение биоразнообразия. Примерно 2/3 экосистемных услуг деградированы или используются неустойчивым образом, в то время как экономика базируется на их использовании, а общая стоимость ежегодных экосистемных услуг оценивается в 125 трлн долл. Около 1 млн видов животных и растений находятся на грани исчезновения, чего никогда не наблюдалось в истории человечества. Более 40% населения планеты затрагивает деградация земель, что влияет на продовольственную безопасность.

Для решения этой проблемы были заключены ряд международных соглашений — Конвенции о биоразнообразии, об охране мигрирующих видов, о международной торговле исчезающими видами и др. Принят Стратегический план действий по биоразнообразию на 2011–2020 гг. По реализации ряда целей Плана в мире достигнут существенный прогресс, в частности, в сфере идентификации инвазивных видов, расширения охраняемых территорий, разработки национальных стратегий и планов по сохранению биоразнообразия.

Для перехода к экологически ориентированному развитию требуется участие разных сторон, в частности, эффективным могут быть партнерства в этой сфере государства, бизнеса и общественных организаций, которые существуют уже несколько десятилетий на разных уровнях. В мире насчитывается около 4 тыс. государственно-частных партнерств, направленных на решение Целей устойчивого развития ООН. В новых типах партнерств применяется сочетание государственных и добровольных инструментов регулирования бизнеса.

В России также постепенно расширяется применение различных инструментов экологической политики. В последние несколько лет были приняты десятки законов, регулирующих проблемы окружающей среды. В 2019 г. прошел первое чтение законопроект, который разрешает частным владельцам солнечных панелей сдавать излишки полученной электроэнергии (в Германии аналогичный закон был принят 28 лет назад). Стартовал национальный проект «Экология». Ряд компаний внедряют ресурсоэффективные технологии, занимаются переработкой отходов, используют экологическую сертификацию и экомаркировку. Вместе с тем ситуация в природоохранной сфере продолжает ухудшаться, что требует использования более активных мер, в том числе применения инновационных методов на основе искусственного интеллекта, больших данных, интернета вещей и других технологий, которые получают широкое распространение в передовых в этом отношении странах.

Осознание неотложности решения природоохранных проблем для выживания человечества привело мир к выработке экологически ориентированной стратегии развития [1]. Факторами ее воплощения помимо быстрого ухудшения состояния окружающей среды становятся ресурсные ограничения, решение вопросов энергетической безопасности, нарастающие природоохранные издержки традиционной экономики, давление со стороны общества, а также становление экологического фактора как средства повышения конкурентных преимуществ стран и компаний. Реализация стратегии происходит на всех уровнях: международном, государственном, частном, неправительственном гражданском.

В решении проблем окружающей среды задействованы практически все науки. В настоящее время совокупная капитализация имеющихся зеленых рынков — возобновляемой энергетики и энергосбережения, подачи чистой воды, устойчивого лесного хозяйства и рыболовства, переработки пластика и твердых отходов, зеленой инфраструктуры и устойчивых городов — выше многих традиционных секторов.

Игорь Макаров:
Пятьдесят оттенков зеленого

Такая перестройка, по мнению ученых, может помимо улучшения качества окружающей среды способствовать росту экономики, созданию новых рабочих мест и повышению уровня жизни населения. Так, по оценке Международного агентства по возобновляемым источникам энергии, переход на их использование к 2050 г. будет способствовать росту ВВП и занятости на 2,5% и 0,2% соответственно, а кумулятивный эффект в 2019–2050 гг. составит до 99 трлн долл. [2]

Вместе с тем процессы экологизации идут намного медленнее скорости нарастания экологической деградации планеты. Это связано с беспрецедентными вызовами, на которые человечество должно ответить в обозримом будущем. Речь идет о трансформации не только всего хозяйственного уклада (или как минимум его ключевых отраслей — энергетики, промышленности, сельского хозяйства и транспорта), но и образа жизни людей. Для этого необходимы кардинальные изменения инновационной, инвестиционной и торговой деятельности. Среди главных проблем на пути реализации этих целей стоит отметить финансовую, технологическую, управленческую и психологическую.

Перестройка мировой экономики требует значительных средств в основном из-за высокой стоимости зеленых технологий. По разным оценкам, понадобится от 2% (оценка ЮНЕП инвестиций в десять ключевых отраслей экономики для стимулирования перехода к зеленой экономике) до 25% мирового ВВП и более. Всемирный экономический форум оценивает требуемые инвестиции только в глобальную инфраструктуру (в основном в развивающихся странах) в 5,7 трлн долл., а в докладе Департамента по экономическим и социальным вопросам ООН лишь глобальная замена энергетической инфраструктуры, основанной на ископаемом топливе и использовании атомной энергии, определяется в 15–20 трлн долл.

[3] Международное агентство по возобновляемым источникам энергии оценивает вложения в безуглеродную энергетику в 110 трлн долл. к 2050 г., т.е. в среднем 2% мирового ВВП в год [4]. Усугубляет проблему тот факт, что преимущества от экологического инвестирования могут быть очевидны лишь в долгосрочном периоде.

Существует значительная степень неопределенности последствий внедрения новых технологий. Например, в выпуске большинства зеленых технологий используется большое количество пластика.

Серьезным вызовом экологизации является технологический аспект. В настоящее время необходимые для построения зеленой экономики технологии уже имеются и достаточно широко распространены: ветровая и солнечная энергетика, хранение и распределение энергии, улавливание двуокиси углерода, биоразлагаемые материалы и пр. Более того, постоянное их удешевление и повышение эффективности стимулирует их дальнейшее развитие. Так, издержки производства электричества на основе солнечной фотоэлектрики с 2010 г. снизились в среднем на 73%, а ветровой — на 22%, и ожидается дальнейшее их снижение. В США издержки производства ветровой и солнечной энергии приближаются к 2–3 центам на киловатт-час. В Европе офшорная ветроэнергетика конкурирует по ценам с традиционной. Реализация новых возможностей, например, в виде сочетания использования умных сетей, цифровых систем, интернета вещей, больших данных, искусственного интеллекта и других технологий, позволяющих существенно улучшить управление спросом и торговлей энергией, равно как и внедрение новых бизнес-моделей могут принципиально трансформировать сектор энергетики. В долгосрочной перспективе новое поколение биотоплива и водородной энергетики на основе возобновляемых источников позволит использовать их в таких сложно поддающихся для перестройки секторах как авиационный и морской транспорт, а также тяжелой индустрии.

В последнее десятилетие возобновляемая энергетика росла беспрецедентными темпами, опережая все другие источники энергии. По последним прогнозам, доля возобновляемой энергии в первичном предложении энергии может вырасти примерно с 1/6 в настоящее время почти до 2/3 в 2050 г., что вместе с повышением энергоэффективности позволит осуществить глобальную перестройку энергетического сектора.

Вместе с тем ускорение вытеснения традиционных технологий возобновляемыми требует их дальнейшего совершенствования и снижения стоимости (в частности, в сохранении энергии), распространения на ключевые сферы экономики, а также наличия дополнительных стимулов в виде сохранения достаточно высоких цен на традиционные источники энергии. Существенные преобразования в мировой энергетике требуют длительного времени в связи со сложностью трансформации энергетической инфраструктуры.

Василий Шикин:
Зеленая революция в энергетике: мечта, ставшая реальностью

Существует значительная степень неопределенности последствий внедрения новых технологий. Например, в выпуске большинства зеленых технологий используется большое количество пластика. В его производстве потребляется нефть (невозобновляемый источник), происходят выбросы (равно как и при потреблении) диоксинов. При производстве солнечных панелей выделяется фтор, хлор, нитраты, углекислый газ, двуокись серы и другие опасные вещества [5]. Сложно прогнозировать и направление развития новых технологий. Опыт последних лет показал, что ситуация может меняться очень быстро. Примером быстрых изменений на рынках может служить стремительный рост производства сланцевых газа и нефти, повлиявшее на рынки энергоносителей и вызвавшее снижение мотивации для развития альтернативных источников.

Проблема необходимости создания и распространения зеленых технологий усугубляется достаточно жесткими временными рамками, учитывая серьезность экологической ситуации. Как показывают сценарии, зеленая технологическая революция должна совершиться в ближайшие два-три десятилетия. Ученые предупреждают о необходимости быстрой перестройки мировой энергетической системы для предотвращения климатической катастрофы. Это представляет собой чрезвычайно сложную задачу, учитывая время, необходимое для разработки, внедрения и распространения новых технологий. Предыдущие технологические революции совершались в значительно более длительные сроки — около семидесяти лет и более. Кроме того, повышение энергоэффективности «перекрывается» ростом населения и увеличением объема потребления.

Зеленая технологическая революция должна совершиться в ближайшие два-три десятилетия. Ученые предупреждают о необходимости быстрой перестройки мировой энергетической системы для предотвращения климатической катастрофы.

Вместе с тем проблемы, связанные с аккумулированием необходимых средств и технологий, решаемы. Согласно исследованиям международных организаций, в мире достаточно средств для покрытия потребности в зеленых инвестициях, а большинство необходимых для перехода к новой экономике технологий уже имеется. Т.е. не менее важны и другие необходимые компоненты для ускорения процесса перестройки экономики, которые заключаются в первую очередь в перестройке мышления и политики на всех уровнях.

Инерционность мышления, недостаточная информированность и ориентация на краткосрочные цели руководства стран, их граждан и компаний, приводит к промедлению в выработке и реализации экологических стратегий и политики. Вопреки заявлениям политиков, во многих странах стратегии явно недостаточно сориентированы на сохранение природного капитала. Государственная политика нередко отличается непоследовательностью: наряду со стимулированием экологически чистого производства сохраняется высокий уровень субсидирования ископаемых источников энергии и сельского хозяйства, что приводит к увеличению экологической нагрузки. В 2018 г. только субсидирование потребления ископаемых видов топлива превышало 400 млрд долл [6].

Сложности связаны и с другими причинами — значительной степенью неопределенности перспектив, в частности с неясностью скорости развития процессов деградации окружающей среды. Как показывают последние исследования, в ряде сфер они идут быстрее, чем предполагалось ранее, превышая скорость ответных действий со стороны государств; в перспективе, как предупреждают ученые, процессы деградации экосистем могут резко ускориться. Влияние оказывают и геополитические факторы.

Препятствием служит и противоречие между сущностью любого бизнеса, нацеленного на извлечение прибыли, и задачами построения зеленой экономики. Несмотря на появление новых возможностей, значительное число компаний (включая российские) все еще негативно относятся к «озеленению» своей деятельности, расценивая экологические мероприятия как дополнительные издержки. Зеленые инвестиции, как правило, не приносят немедленной отдачи, и выгоды далеко не всегда очевидны.

Процессы экологизации мировой экономики развиваются неравномерно в разных странах, и до сих пор экологический сектор сконцентрирован в относительно небольшом числе преимущественно развитых (ЕС, США, Япония) и быстроразвивающихся стран (Китай, Индия и Бразилия). Это связано в том числе с уровнем развития и структурой экономики государств, с тем, что экологизация может оказать длительное негативное влияние на страны, зависимые от экспорта энергоресурсов, а также компании, занятые в традиционной энергетике. Ресурсная зависимость большого числа стран Африки, Ближнего Востока и Латинской Америки может привести к потере ими рынков в результате ухудшения условий торговли.

Кроме того, значительная группа развивающихся стран считает однобокой идею экологизации экономики, опасаясь, что она отвлекает ресурсы и внимание от проблем неравенства и развития. Опасения связаны и с возможной коммерциализацией всех природных ресурсов и других аспектов жизни людей, что послужит преимущественно увеличению прибылей компаний и дальнейшему разрушению природной среды вопреки общественным интересам. Так, горнодобывающие компании продолжают наносить серьезный урон природной среде, «компенсируя» его финансовой поддержкой.

Экологически ориентированная стратегия может использоваться развитыми государствами для введения односторонних протекционистских мер, что приведет к дальнейшему усилению неравенства. Противодействие развивающихся стран связано и с возможным форсированием либерализации торговли экологическими товарами и услугами, конкурентные преимущества в которых имеют в основном развитые государства.

Татьяна Шувалова:
В ООН разрабатывают новый документ по сохранению морского биоразнообразия

Существуют и другие препятствия на пути экологизации мировой экономики. Решение ряда проблем заключается в интеграции концепции экологически ориентированного роста в государственные стратегии, усиление роли государства в ее продвижении и инвестировании в зеленые инновации, расширение экономического инструментария государственной природоохранной политики, включая применение экономического стимулирования соответствующей хозяйственной деятельности, повышение внимания к культурной, информационной и образовательной компоненте экологической политики, активизации международного взаимодействия в этой сфере с учетом интересов стран, не получающих немедленных выгод от экологизации экономики, а также преодоление политического недоверия между государствами.

Решение проблемы на уровне правительств, бизнеса и гражданского общества

Несмотря на многочисленные проблемы, процессы экологизации мировой экономики развиваются по целому ряду направлений в результате проведения природоохранной политики. Помимо решения проблемы изменения климата ее важным направлением является урегулирование вопросов сохранения биоразнообразия и здоровья экосистем.

Ряд государств активизировали деятельность в этой области, включая информационную, образовательную и другие виды. В результате высокого уровня информированности населения (до 90%) об экосистемных услугах достигли, например, Франция, Мексика, Бразилия, Перу, Китай и Вьетнам. Расширяется туристическая деятельность в национальных парках и объектах всемирного наследия, что помогает повысить уровень осведомленности людей о ценностях биоразнообразия. Местные сообщества проходят обучение в целях участия в управлении парками, что способствует росту их активности в сохранении биоразнообразия. Во многих странах внедряются схемы развития сельского хозяйства в экологически чувствительных зонах, где фермеры получают платежи за внедрение методов, способствующих сохранению биоразнообразия. Ряд стран ввели налоги, стимулирующие биоразнообразие. Растет использование рыночных инструментов, таких как сертификация Морского попечительского совета. Государства и местные потребители применяют методы совместного управления в достижении более устойчивого рыболовства, например, устанавливают лимиты на вылов рыбы для сохранения ресурсов.

Расширяется применение таких экономических инструментов как налоги, сборы, торгуемые разрешения, платежи за использование экосистемных услуг, экологические субсидии и другие меры, стимулирующие производителей и потребителей к экологически ответственному поведению. Прямые платежи взимаются, например, за охрану водных бассейнов. Торгуемые разрешения позволяют компании покупать разрешения на эксплуатацию естественной среды у другой компании, которая восстановила естественную среду обитания в другом месте.

Растет понимание бизнеса необходимости грамотного управления экосистемами для сохранения их прибыльности. Продукция компаний, демонстрирующих заботу об окружающей среде, пользуется большим спросом. В этой связи они участвуют в деятельности по сохранению биоразнообразия, внедряют добровольные схемы экосертификации и экомаркировки, новые бизнес модели для получения экологических выгод, изучают возможности участия в экосистемных рынках и пр.

Согласно оценке, в отсутствии подобных действий ситуация могла быть значительно хуже [8]. Вместе с тем требуются более активные действия в этом направлении, т.к. несмотря на предпринимаемые усилия, темпы исчезновения животных и растений ускоряются и состояние природы продолжает ухудшаться.

Государственно-частное партнерство: переход к экологически ориентированному развитию

Климатическая повестка 2030. Итоги климатической конференции в Париже 2015 г. Обзор обязательств стран-участников

Примером может служить государственно-частное партнерство Digital Impact Alliance, объединяющего ученых, инвесторов, представителей государства для обеспечения продовольственной безопасности в Африке с помощью использования больших данных в сельском хозяйстве. Например, фермеры в Малави получают доступ к информации о соответствующем местным условиям использовании удобрений.

Такие партнерства могут быть успешными при определенных условиях, включая совпадение целей участников и наличие профессионального управления. Примером может служить созданное в 2011 г. партнерство компании Маркс и Спенсер и Совета графства Сомерсет с целью увеличения переработки собранных по обочинам улиц отходов многоразового использования, включая пластиковые бутылки. Для компании выгода заключалась в снижении объема захоронения отходов и издержек.

Инновационные решения по сохранению экосистем

Быстрое развитие новых технологий и снижение стоимости их применения расширяет возможности сохранения биоразнообразия и экологизации развития в целом. Современные камеры на солнечных батареях дают возможность осуществлять удаленное наблюдение за живой природой, сохранять и передавать огромные массивы информации, что помогает поддерживать биоразнообразие. Например, использование дронов позволило изучить естественную природную среду в Карибском море. В США дроны применяются для мониторинга качества воды в ручьях и болотах. В Японии для снижения потребления ресурсов развивается «прецизионное» сельское хозяйство: с помощью комбинированных технологий, включая дроны, компьютеры и современные датчики, фермеры определяют необходимое количество воды, удобрений и других материалов для каждого квадратного метра. В рыболовстве на кораблях и в портах используются мобильные приложения для фиксации улова с целью получения информации о популяциях рыб и их вылове.

1. Это собирательный термин, элементы которого присутствуют в стратегии устойчивого развития, зеленой экономики, циркулярной экономики и др.

2. IRENA (2019), Global energy transformation: A roadmap to 2050 (2019 edition), International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi.

3. World Economic and Social Survey 2011. Department of Economic and Social Affairs. United Nations. New York, 2011.

4. IRENA (2019), Global energy transformation: A roadmap to 2050 (2019 edition), International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi.

5. Phylipsen GJM, Alsema EA. 2007 [cited December 21, 2008]. Summary ‘Environmental life-cycle assessment of multicrystalline silicon solar cell modules’ Report number 95057.

6. International Energy Agency. https://www.iea.org/weo/energysubsidies/

7. The IPBES Global Assessment Report on Biodiversity and Ecosystem Services. Draft. May 2019. https://wwэкосистемw.ipbes.net/global-assessment-biodiversity-ecosystem-services

8. The IPBES Global Assessment Report on Biodiversity and Ecosystem Services. Draft. May 2019. https://www.ipbes.net/global-assessment-biodiversity-ecosystem-services

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

«Экология России: оценки и прогнозы»

В пресс-центре «ИнтернетМедиаКом» прошла интерактивная пресс-конференция

10 сентября в московском пресс-центре «ИнтернетМедиаКом» состоялась интерактивная пресс-конференция на тему «Экология России: оценки и прогнозы».

В пресс-конференции приняли участие:

· Амирханов Амирхан Магомедович — руководитель Департамента государственной экологической экспертизы и нормирования качества окружающей природной среды МПР РФ

· Кокорин Алексей Олегович — руководитель программы по глобальному изменению климата Всемирного фонда дикой природы;

· Кураев Сергей Николаевич — администратор по экологическим программам и устойчивому развитию Российского регионального экологического центра;

· Пашков Василий Семенович — председатель комитета природных ресурсов Белгродской области;

· Глазунов Егор Владимирович — заместитель председателя комитета природных ресурсов по экологии Белгородской области;

· Дорошенков Олег Петрович — председатель государственного комитета по охране окружающей среды Алтайского края.

Что ждет нас в ближайшие десятилетия? Недостатка в сценариях нет. Они разнятся в деталях, но схожи в главном: если мы будем сидеть сложа руки и не предпримем специальных экстренных мер, то концентрация углекислого газа в атмосфере может повыситься еще на 33 — 242 процента. Она уже сегодня достигла 368 частей на миллион, а в перспективе может увеличиться до 450-1000 частей на миллион и выше. «Парниковое одеяло» станет еще толще, а это повлечет повышение средней приземной температуры на 1,4 — 5,8 градуса. Так называемое среднепланетарное количество осадков тога подскочит на 5 — 20 процентов. Из-за теплового расширения океана и таяния ледников уровень моря может подняться на (0,09 — 0, 88) м.

Характеризуя экологическую ситуация в России, г-н Амирханов отметил, что она достаточно сложная и связана в первую очередь с деятельностью человека. Но он считает также, что пожары, возникшие этим летом, штатная ситуация. «Шатурские торфяники разрабатываются уже более 100 лет, и пожары возникали там уже много раз. Причиной пожаров этим летом стало жаркое, засушливое лето». Г-н Амирханов рассказал о том, что была разработана программа по использованию старых торфяников, но ее пока не приняли. «Необходимо принимать меры, прогнозировать эти ситуации. А сбрасывать с вертолетов воду на уже возникшие пожары эффектно, но не эффективно».

Комментируя вопрос о глобальном потеплении климата Земли, г-н Кокорин отметил, что говорить надо не о потеплении, а об изменении климата. «Температура в среднем увеличилась всего на 0,8 градуса, но стало больше наводнений, и участилась засуха. И основная причина состоит в том, что на 1/3 увеличилась концентрация углекислого газа в атмосфере. Нельзя оставлять эту проблему без внимания. Надо помогать себе, надо помогать экосистеме». Г-н Кокорин подчеркнул, что изменение климата отрицательно влияет на животный мир Земли, на самочувствие людей. «Изменение климата воздействует на психологию человека: болит голова, чаще человек подвергается стрессам, увеличиваются аварии на дорогах».

Журналист в московской студии заметил, что в прессе приводятся различные цифры загрязнения окружающей среды.

«Цифры — это вопрос очень сложный, — заметил г-н Кокорин, — даже в обычный день эти цифры могут превышать норму в 4-5 раз. Кроме того, они разные во всех районах Москвы».

Г-н Амирханов добавил, что на сегодняшний день загрязнение дымовыми частицами намного превышает норму, и это мы можем видеть сами. Он обратил внимание на то, что система нормирования у нас сильно отстала. «Специальных нормативов еще нет. Мы пользуемся санитарными нормами при оценке загрязнения окружающей среды». Он заметил также, что за загрязнение окружающей среды теперь не платят. «Мы первая страна в мире, в которой на законодательном уровне отказались от платы за экологическое загрязнение».

По мнению г-на Амирханова, мы должны следовать Киотскому протоколу, это заставит нас считать объемы загрязнения.

Журналисты ТРК «Катунь» (Барнаул) просили ответить, что же даст Киотский протокол регионам, и существуют ли механизмы финансирования по данному документу.

«Сейчас финансовых механизмов нет, — ответил г-н Кокорин, — потому что Киотский протокол еще не ратифицирован. Есть пока «пилотные» варианты. Что могут получить регионы, сказать точно нельзя, это будет зависеть от российского законодательства». Г-н Кокорин считает, что экологам необходимо помочь депутатам Государственной Думы в разработке этого законодательства, для того, чтобы законы реально заработали, и финансирование было прозрачным. И не было возможности «ловить рыбу в мутной воде».

Комментируя этот вопрос, г-н Кураев заметил, что необходимо говорить не только о финансовой выгоде Киотского протокола. «Важно понимать выгоды от сокращения выбросов парниковых газов. В результате сокращаются выбросы и сопутствующих элементов, что приводит к оздоровлению регионов».

К обсуждению проблемы в студии подключился и Белгород, г-н Пашков рассказал о проведении экологической программы в Белгородской области.

В заключение пресс-конференции г-н Кураев сказал, что решение экологических проблем необычайно сложная задача, но решать их нужно. Саммит в Йоханнесбурге показал, что у России есть очень хороший шанс стать лидером в проведении экологической политики.

#ДажеЛайкПомогает

Помогают не только деньги. Подписывайтесь на нас в социальных сетях, участвуйте в дискуссиях, делитесь с друзьями новостями о деятельности фонда.

Экологическое прогнозирование — Экология — Оксфордские библиографии

Введение

Экологи уже давно пытаются предсказать, как естественные системы будут вести себя в будущем или в ответ на манипулятивное воздействие как для базовых, так и для прикладных целей. Однако только недавно экологи начали отличать вероятностное прогнозирование от других форм моделирования. Кларк и др., «Экологические прогнозы: новый императив», Science (том 293 [2001], стр. 657–660) впервые определили экологическое прогнозирование как «процесс прогнозирования состояния экосистем, экосистемных услуг, и природного капитала, с полностью определенными неопределенностями, и зависит от явных сценариев климата, землепользования, населения, технологий и экономической деятельности» (стр. 657). Ключевым моментом, который отличает прогнозирование от простого запуска модели (статистической или основанной на процессах) в будущее, является переход к вероятностному восприятию мира с использованием распределений вероятностей для фиксации нашего несовершенного понимания мира природы и формального включения и разделения. многочисленные источники неопределенности и естественной изменчивости. Это, в сочетании с упором на прогнозирование реальных систем, а не на теорию, означает, что экологическое прогнозирование, как правило, требует больших объемов данных и ориентировано на статистику (даже при использовании моделей, основанных на процессах). Во многом императив для экологов сосредоточиться на прогнозировании проистекает из необходимости реагировать на множество экологических проблем, стоящих перед обществом, и стремления к тому, чтобы экологические решения принимались с использованием наилучших доступных научных данных. Поскольку принятие всех решений в конечном счете основано на том, что произойдет в будущем, либо при существующем положении дел, либо при различных альтернативных решениях, принятие экологических решений в конечном итоге зависит от прогнозов. Прогнозисты-экологи пытаются сделать эти прогнозы и их неопределенности явными. В то же время ряд авторов утверждали, что повышение прогнозируемости экологии также является ключом к развитию фундаментальной науки и развитию как дисциплины. Создание прогнозов заставляет нас синтезировать то, что мы уже знаем о системе, воплощая это понимание в количественную модель того, как, по нашему мнению, все будет иначе в будущем, в новом месте или при других условиях. Будучи количественно точными как в наших прогнозах, так и в том, насколько мы в них уверены, прогнозы более открыты для прямого опровержения. Прогнозирование на время и место, которые еще предстоит измерить, также делает упор на проверку вне выборки, которая по сути является более надежной проверкой наших теорий и снижает риск переобучения и постфактум рационализации. Этот потенциал для одновременного улучшения фундаментальной науки и повышения социальной значимости представляет собой многообещающий беспроигрышный сценарий.

Общие обзоры

Рассмотрение экологического прогнозирования как отдельной области исследований является относительно новым в экологии, начиная с Clark, et al. 2001 Призыв к оружию. В Соединенных Штатах это положило начало программам экологического прогнозирования как в Национальном управлении океанических и атмосферных исследований, так и в НАСА, за которыми несколько лет спустя последовала сеть координации исследований Национального научного фонда, которая подготовила ряд важных документов, таких как обзор Луо. , и другие. 2011. Совсем недавно Dietze 2017 стала первой книгой на эту тему, в которой представлен обзор концепций, методов и тематических исследований из широкого круга экологических дисциплин. Сосредоточенные на долгосрочных реакциях на изменение климата, большая часть первоначальных исследований в области экологического прогнозирования была сосредоточена на том, что MacCracken 2001 определяет как прогнозы — прогнозы, основанные на сценариях. Однако Дитце и соавт. 2018 доказывает важность сосредоточения внимания на краткосрочных прогнозах (прогнозах, основанных на том, что известно сегодня), которые можно многократно сопоставлять с новыми наблюдениями и обновлять, что является ключом к ускорению темпов обучения и повышению социальной значимости. Хулахан и др. 2017 аналогичным образом утверждает центральную важность прогнозов, которые можно проверить, для развития экологии. Наконец, по мере того, как экологическое прогнозирование совершенствовалось, оно начало разрабатывать передовой опыт, например, описанный Harris et al. 2018 и более подробно обсуждается в Методах.

Кларк, Дж. С., С. Р. Карпентер, М. Барбер и др. 2001. Экологические прогнозы: новый императив. Наука 293:657–660.
DOI: 10.1126/science.293.5530.657
Широко известная основополагающая статья по экологическому прогнозированию; подчеркивает необходимость прогнозирования изменений окружающей среды и разработки политики на основе таких прогнозов.
Дитце М. К. 2017. Экологическое прогнозирование . Принстон, Нью-Джерси: Принстонский университет. Нажимать.
DOI: 10.1515/9781400885459
Первый и в настоящее время единственный учебник по прогнозированию для экологов, он синтезирует широкий спектр концепций прогнозирования в одном месте и подчеркивает, как прогнозирование выходит за рамки традиционного моделирования. Особое внимание уделено байесовской статистической структуре пространства состояний, ее итеративным приближениям (фильтры Калмана и частиц) и количественной оценке неопределенности. Также включает в себя главы тематических исследований из широкого круга экологических дисциплин, поддержки принятия решений и информатики.
Дитце, М. К., А. Фокс, Л. Бек-Джонсон и др. 2018. Итеративное краткосрочное экологическое прогнозирование: потребности, возможности и проблемы. Труды Национальной академии наук 115.7: 1424–1432.
DOI: 10.1073/pnas.1710231115
Излагаются основные аргументы, касающиеся как ускорения фундаментальных исследований, так и повышения значимости экологии для принятия решений, в пользу сосредоточения внимания на краткосрочных прогнозах, которые итеративно обновляются по мере поступления новых данных. Также определяются основные проблемы и возможности в пяти различных основных областях (данные, теория и методы, киберинфраструктура, поддержка принятия решений и обучение, культура и институты) и предоставляется дорожная карта для их решения.
Харрис, Д. Дж., С. Д. Тейлор и Э. П. Уайт. 2018. Прогнозирование биоразнообразия при разведении птиц с использованием лучших практик. PeerJ 6:e4278.
DOI: 10.7717/peerj.4278
В этом документе излагается набор из десяти «лучших практик» экологического прогнозирования, которые необходимо прочитать всем, кто работает в этой области. В документе также представлен хороший пример мультимодельного ретроспективного прогнозирования и оценки, в котором сравнивается ряд моделей временных рядов и моделей распределения видов на предмет их способности прогнозировать данные обследований гнездящихся птиц.
Хулахан Дж., С. МакКинни, Т. Андерсон и Б. Макгилл. 2017. Приоритет прогнозирования в экологическом понимании. Ойкос 126:1–7.
DOI: 10.1111/oik.03726
Обеспечивает сильный аргумент в пользу ценности прогнозирования для развития фундаментальной науки и необходимости проверки количественных, точных гипотез. Связывает отсутствие акцента на прогнозировании в экологии с «кризисом воспроизводимости», медленным прогрессом и отсутствием общности результатов. Предлагает провокационное резюме «вопросов, которые редко задают в экологии», причин, по которым экологи не предсказывают большего, и того, как мы можем изменить то, как мы занимаемся экологией.
Luo, Y., K. Ogle, C. Tucker, et al. 2011. Экологическое прогнозирование и усвоение данных в эпоху, насыщенную данными. Экологические приложения 21.5: 1429–1442.
Продукт Координационной исследовательской сети FORECAST, этот документ представляет собой хороший обзор и краткое изложение того, что такое экологическое прогнозирование, его место в истории того, как мы занимаемся наукой, а также роль моделей и усвоения данных в экологическом прогнозировании.
MacCracken, M. 2001. Прогноз против прогноза — прогноз против возможности. WeatherZine 26:3–4.
Формально определяет разницу между предсказанием (прогнозом, основанным на том, что известно сегодня; например, прогноз погоды) и проекцией (прогноз, зависящий от сценария; например, прогнозы климата Межправительственной группы экспертов по изменению климата).

наверх

Пользователи без подписки не могут видеть весь контент на эта страница. Пожалуйста, подпишитесь или войдите.

Как подписаться

Oxford Bibliographies Online доступен по подписке и с бессрочным доступом к учреждениям. Чтобы получить дополнительную информацию или связаться с торговым представителем Oxford, нажмите здесь.

Управление водными ресурсами Обзор: Новости развития, исследования, данные

Сегодня большинство стран оказывают беспрецедентную нагрузку на водные ресурсы. Население мира быстро растет, и оценки показывают, что при нынешних методах к 2030 году мир столкнется с 40-процентным разрывом между прогнозируемым спросом и имеющимся запасом воды. Кроме того, хронический дефицит воды, гидрологическая неопределенность и экстремальные погодные явления (наводнения и засухи) воспринимаются как одна из самых серьезных угроз глобальному процветанию и стабильности. Растет признание роли нехватки воды и засухи в усугублении нестабильности и конфликтов.

Чтобы накормить 10 миллиардов человек к 2050 году, потребуется 50%-ное увеличение сельскохозяйственного производства (которое сегодня потребляет 70% ресурсов) и 15% увеличение забора воды. Помимо этого растущего спроса, ресурсов во многих частях мира уже не хватает. Оценки показывают, что более 40% населения мира проживает в районах с дефицитом воды, и примерно ¼ мирового ВВП сталкивается с этой проблемой. К 2040 году примерно каждый четвертый ребенок будет жить в районах с острой нехваткой воды. Сегодня водная безопасность является серьезной и часто растущей проблемой для многих стран.

Изменение климата ухудшит ситуацию, изменив гидрологические циклы, сделав воду более непредсказуемой и увеличив частоту и интенсивность наводнений и засух. Примерно 1 миллиард человек, живущих в муссонных бассейнах, и 500 миллионов человек, живущих в дельтах, особенно уязвимы. Ущерб от наводнений оценивается примерно в 120 миллиардов долларов в год (только за счет материального ущерба), а засухи, среди прочего, создают трудности для сельской бедноты, средства к существованию в значительной степени зависящие от изменчивости осадков.

Фрагментация этого ресурса также ограничивает водную безопасность. Существует 276 трансграничных бассейнов, которыми пользуются 148 стран, на долю которых приходится 60% мирового стока пресной воды. Точно так же 300 систем водоносных горизонтов носят трансграничный характер, и 2,5 миллиарда человек во всем мире зависят от подземных вод. Проблемы фрагментации часто повторяются в национальном масштабе, а это означает, что необходимо сотрудничество для достижения оптимального управления водными ресурсами и решений в области развития для всех прибрежных государств. Для решения этих сложных и взаимосвязанных проблем, связанных с водными ресурсами, странам необходимо улучшить методы управления своими водными ресурсами и связанными с ними услугами.

Чтобы укрепить водную безопасность на фоне растущего спроса, нехватки воды, растущей неопределенности, больших экстремальных ситуаций и проблем фрагментации, клиентам необходимо будет инвестировать в институциональное укрепление, управление информацией и (природную и искусственную) инфраструктуру. Институциональные инструменты, такие как нормативно-правовая база, установление цен на воду и стимулы, необходимы для более эффективного распределения, регулирования и сохранения водных ресурсов.