کاشان ترجمه ( ترجمه فوری مقاله و متون تخصصی انگلیسی )

ترجمه در کاشان،ترجمه تخصصی مقاله و متون تخصصی انگلیسی ، ترجمه فوری مقاله و کتاب در کاشان با اولین دارالترجمه در کاشان

کاشان ترجمه ( ترجمه فوری مقاله و متون تخصصی انگلیسی )

ترجمه در کاشان،ترجمه تخصصی مقاله و متون تخصصی انگلیسی ، ترجمه فوری مقاله و کتاب در کاشان با اولین دارالترجمه در کاشان

ترجمه در کاشان


* ترجمه انگلیسی به فارسی

* ترجمه فارسی به انگلیسی

* ترجمه تخصصی مقاله و متون

* ترجمه تخصصی و یکپارچه کتاب

0913-890-9738

ادامه مطلب ...

ترجمه انگلیسی به فارسی مقاله - نمونه کار رشته پزشکی


ABSTRACT
PURPOSE OF REVIEW: The dystrophinopathies are among the most common neuromuscular conditions, and they include Duchenne and Becker
muscular dystrophies. This article reviews the epidemiology, clinical manifestations, genetic cause, management, and new and emerging
therapies for this condition. RECENT FINDINGS:Newstudies have highlighted howoral corticosteroids have changed the natural history of the disease, prolonging ambulation in boys with Duchenne muscular dystrophy and reducing the risk of developing scoliosis and subsequent surgical correction, improving cardiac health, and increasing long-term survival. Additionally, recent publications have provided insights into how newer and emerging treatment options are becoming more common for this condition. With gene therapy being approved in the United States for the severe form, the dystrophinopathies represent model diseases to understand the personalization of genetic treatment.


SUMMARY: Improvement in the standardization of care and the use of oral corticosteroids have increased the life expectancy of patients with

dystrophinopathy and changed the natural history of the disease. This article presents a summary of clinical features, diagnostic testing, and new and emerging treatment strategies for the dystrophinopathies

ترجمه مقاله


هدف مطالعه: دیستروفینوپاتی  یکی از شایع ترین اختلالات عصبی عضلانی محسوب می شود که شامل دیستروفی عضلانی دوشن و بکر است. مقاله ی پیش رو به بررسی علل، تظاهرات بالینی، علل ژنتیکی، مدیریت بیماری و درمان های جدید می پردازد.
یافته های اخیر: مطالعات اخیر نشان داده است که مصرف کورتیکوستروئید های خوراکی سبب تغییر ماهیت بیماری، افزایش طول عمر پسران مبتلا به دیستروفی عضلانی دوشن و کاهش خطر بروز اسکولیوز 2 و به دنبال آن نیاز به اعمال جراحی اصلاحی، بهبود عملکرد قلبی و افزایش طول عمر افراد مبتلا می شود. علاوه بر این، مطالعات اخیر نشانه هایی دال بر وجود درمان های جدید این بیماری فراهم کرده اند.
خلاصه: با گسترش استفاده از کورتیکوستروئیدهای خوراکی طول عمر افراد مبتلا به انواع دیستروفینوپاتی افزایش می یابد و ماهیت بیماری را تغییر میدهد.

ترجمه تخصصی مقاله انگلیسی به فارسی

ترجمه تخصصی مقاله انگلیسی به فارسی


ترجمه مقاله انگلیسی به فارسی تخصصی و ترجمه مقاله فارسی به انگلیسی | تحویل فوری به همراه قیمت ترجمه


انجمن مترجمین ایران با داشتن سابقه درخشان در تایپ و ترجمه مقاله و متون انگلیسی به فارسی و فارسی به انگلیسی سعی در ارائه بهترین ترجمه نموده است. از این رو متخصصان ما مترجمان زبده و باتجربه هستند تا بر این امر فائق آیند.


مقاله ترجمه شده روانشناسی - ریشه های مشکل پایداری

عنوان مقاله: ریشه های مشکل پایداری


یقینا حفظ میلیون ها انسان کار بسیار مشکلی است، مشکلی برای هر انسان در حفظ خانواده خود. اما رشد تعداد انسان ها در طول یک هزاره از هزاران و یا میلیون ها نفر ، در شرایط معیشتی پایین، به میلیاردها نفر، در شرایط معیشتی بالا، نشانه امیدوارکننده ای است که این مشکل در طول سال ها، به جای آن که پیچیده تر شود، ساده تر شده است. این روند روبه رشد جمعیت خود امیدوارکننده و ادی آفرین است و نه مایوس کننده و ملال آو.

مارک پارلمن در سیمون و کان(1984) صفحه

63

اهداف یادگیری


در این فصل شما:

·        می آموزید که چگونه فعالیت های اقتصادی به محیط طبیعی وابسته بوده و بر آن تاثیر می گذارند.

·        با برخی از مفاهیم پایه علوم محیطی آشنا می شوید.

·        با محرک های احتمالی تاثیر اقتصاد بر محیط زیست - جمعیت، فراوانی و وفور نعمت و فن آوری آشنا می شوید

·        به بررسی وضعیت فعلی توسعه اقتصاد بشری می پردازید.

·        این استدلال را که وضعیت محیطی به رشد اقتصادی محدود می شود مورد توجه قرار می دهید.

·        در خصوص ظهور نظریه پایداری محیطی مطالبی می آوزید.

 

مقدمه


ما در جهانی زندگی می کنیم که جمعیت ان در یک قرن گذشته ه صورت سر سام آوری رشد نموده و شاید در قرن آینده دوبرابر شود. نیاز به موارد اولیه به سرعت در حال رشد بوده و بسیاری از افراد امروزه در شرایط بسیار فقیرانه زندگی می کنند. از دهه های 1950 و 1960 ، رشد اقتصادی به تدریج به عنوان راه حلی برای مشکل فقر، مورد توجه قرار گرفت. بدون رشد اقتصادی، کاهش فقر مستلزم توزیع مجدد دارایی ها از افراد متول به سمت فقرا می شود، که با مقاومت افراد ثروتمند روبرو می گردد. از سویی، نسبت تعداد افراد فقیر به ثروتمندان بسیار بیشتر بوده و عملا راه حل توزیع مجدد ثروت را غیر ممکن می سازد. هر چقدر هم که تکه های این کیک را نازک ببریم، بارهم برای همه کافی نخواهد بود. رشد اقتصادی، اندازه کیک را بزرگتر  می نماید. اگر اندازه آن به مقدار کافی بزرگ باشد، به هر کس می توان حداقل یک تکه داد، بدون انکه اندازه تکه های بزرکتر تغییر کند.

 البته باید گفت که منابع جهانی محدود می باشند، و شامل مجموعه های اکوسیستمی پیچیده و مرتبطی می باشند، که هم اکنون نشانه هایی از شکنندگی را از خود بروز می دهند. اکنون سوال مهم این است که ایا نظام اقتصادی جهان همچنان می تواند بدون تضعیف سیستم های طبیعی،که پایه های اصلی خود ان می باشند، به رشد خود ادامه دهد. 

 این مجموعه موضوعات، که ما انها را مشکلات پایداری می نامیم، به این موضوع می پردازد که چگونه می توان بدون تاثیر گذاری بر منابع طبیعی، به گونه ای که بر چشم انداز اقتصادی آینده تاثیر بگذارد، فقر را کاهش داد. در این فصل به مبانی وجود چنین مشکلی پرداخته خواهد شد. ابتدا به رابطه متقابل اقتصاد و محیط می پردازیم، و اشاره ای مختصر خواهیم داشت به برخی پایه های علم محیط زیست  که به این موضوع مرتبط می باشند. در بخش دوم، محرک های احتمالی تاثیر اقتصاد بر محیط زیست مورد توجه قرار خواهند گرفت. در بخش سوم داده هایی را در خصوص وضعیت فعلی توسعه بشری در ارتباط با فقر و نابرابری، ارائه خواهیم نمود. در این بخش به دلبستگی اقتصاددانان به رشد اقتصادی، به عنوان راه حلی برای حل مشکل فقر ، اشاره می نماییم. در بخش بعد محدودیت های رشد بیان خواهند شد. در پایان نیز نگاهی خواهیم داشت به بروز توسعه پایدار در دهه 1980-رشدی که به محیط زیست آسیب نمی رساند- و حرکت به سمت تحقق بخشیدن به این ایده.

2-1 روابط متقابل اقتصاد و محیط زیست

فعالیت های اقتصادی در داخل سیستمی رخ می دهند که زمین و اتمسفر نام دارد، و در واقع بخشی از ان می باشند. این سیستم را ما محیط زیست طبیعی و یا به اختصار محیط زیست می نامیم. این سیستم نیز خود دارای محیطی می باشدکه در واقع ادامه گیتی است. شکل 2-1 تصویر نمادین روابط متقایل اقتصاد و میط زیست را نشان می دهد.

 

خط تیره و ممتد بیرونی نشان دهنده محیط زیست می باشد، که از نظر ترمودینامیکی یک سیستم بسته است، که در آن انرژی را تبادل می کند اما مواد نمی توانند تبادل شوند. این محیط، انرژی را از سیستم خورشیدی دریافت می کند. بخش از این تابش، جذب شده و فرایندهای محیطی را باعث می شود،  بخش از آن نیز مجددا به فضا بازتاب می شود. این فرایند توسط فلش هایی که  در بالای باکس تیره رنگ از خط عبور کرده اند نشان داده شده است. ماده از این خط تیره عبور نمی کند. توازن میان میزان انرژی جذب شده و بازتاب شده عملرد سیستم آب و هوا را تعیین می کند. فلش های ورودی و خروجی انرژی از سه جعبه عبور می کنند، که نشان دهنده سه عملکردی می باشند که محیط زیست، در ارتباط با فعالیت اقتصادی ، انجام می دهد. عملکرد چهارم، که توسط خود خط تیره نشان داده شده است، ارائه دهنده خدوات پشتیبانی حیات و همچنینی خدماتی می باشد  که کل سیستم را در کنار هم نگاه می دارد. توجه داشته باشید که این سه جعبه بایکدیگر تقاطع داشته و جعبه سیاه بزرگ نیز از آنها عبور می کند. این نشان می دهد که این چهار عملکرد با یکدیگر در تعامل بوده، که در ادامه به آین تعاملات می پردازیم.

شکل 2-1 نشان می دهد که فعالیت اقتصادی در داخل محیط زیست قرار داشته  وشامل تولید و مصرف می شود، که هر دوی آنها به خدمات زیست محیطی متکی می باشند. توجه داشته باشید که همه تولیدات به مصرف می رسند. بخشی از خروجی تولید، به دست ساخته های انسان، بازیافت، سرمایه های انسانی، خدمات مصرفی، و خدمات نیروی کار اضافه می شوند. شکل 2-1 ، تولیدی را نشان می دهد که از ورودی نوع سوم ، یعنی منابع استخراج شده از محیط زیست، استفاده می کند. مصرف نیز، به طور مستقیم از جریان خدمات سازگارانه از محیط به سوی افراد، بدون مداخله فعالیت های تولیدی، بهره می برد.

در  ادامه به جزئیات این چهار عملکرد محیزی و روابط میان انها می پردازیم.

2-1-1 خدماتی که محیط زیست فراهم می آورد

همانگونه که در فصل قبل گفته شد، منابع طبیعی مورد استفاده در فرایند تولید/ف انواع مختلفی می باشند. یکی از ویژگی های تمایزی این است که ایا این منبع به صورت انباشته می باشد و یا به صورت جاری. اهمیت این تفاوت در این است که آیا سطح مصرف کنونی بر مقدار آینده این منبع تاثیر می گذارد. برجسته ترین نمونه منابع جاری، نور خورشید می باشد. چنانچه بر روی یک پشت بام سیستم گرمایش خورشیدی وجود داشته باشد، میزان تابش مصرفی امروز این سیستم، تاثیری بر کارایی فردای این سیستم ندارد. موج و باد نیز جزو منابع جاری محسوب می شوند. منابع انباشته، عبارتند از منابعی که میزان مصرف فعلی آنها بر مقدار موجودیت آینده انها تاثیر می گذارد. در گروه منابع انباشته، تمایز استاندارد دوم مربوط به ماهیت ارتباط بین استفاده فعلی و در دسترس بودن آینده است.منابع تجدید پذیر، جمعیت های زنده جهان می باشند - گیاهان و جانوران. منابع غیر قابل تجدید، مواد معدنی از جمله سوخت های فسیلی هستند. در مورد اول، میزان منابع انباشته شده در یک دوره زمانی، امکان افزایش یافتن، از طریق تولید مثل طبیعی، را دارا می باشد. اگر در یک دوره، میزان استفاده از منابع، کمتر از رشد این منابع باشد، حجم انباشته افزایش می یابد. چنانچه میزان مصرف، برابر با رشد طبیعی باشد، این منابع را می توان تا بی نهایت مورداستفاده قرار داد. این میزان برداشت از منابع طبیعی را اصطلاحا  ارائه پایدار  می نامیم. نرخ برداشت بالاتر از ارائه پایدار موجب کاهش اندازه انباشته می شود.

برای منابع تجدید ناپذیر، هیچگونه بازتولید طبیعی وجود ندارد، مگر در بازه های زمانی  زمین شناسی. در نتیجه زیاده روی در مصرف کنونی، منجر به کاهش مصرف در آینده می شود. در گروه منابع تجدبد ناپذیر، باید میان منابع فسیلی و غیر فسیلی، تمایز قائل شد. اولا، استفاده از سوخت های فسیلی در اقتصادهای صنعتی بسیار فراگیر است، و باید گفت یکی از ویژگی های متمایز اصلی انها می باشد. ثانیا، احتراق سوخت های فسیلی یک فرایند بازگشت ناپذیر است، و در واقع هیچگونه اهی وجود ندارد که بتوان لااقل بخشی از سوخت محترق شه را دوباره بازگرداند. تا زمانی که زغال سنگ، نفت و گاز ، به جای انکه به عنوان ورودی فرایندهای شیمیایی استفاده شوند، برای تولید گرما مورد استفاده قرار می گیرند، نمی توان آنها را بازیافت نمود. مواد معدنی که به عنوان ورودی تولید استفاده می شوند را می توان بازیافت نمود. این بدان معنا است که در مورد مواد معدنی، امکان به تاخیر انداختن تاریخ اتمام انباشته اولیه وجود دارد، اما برای سوخت های فسیلی این امکان وجود ندارد. ثالثا، احتراق سوخت های فسیلی، منشا تولید و انتشار بسیاری از گازهای گلخانه ای به اتمسفر می باشد.

 بسیاری از این فعالیت ها، منجر به تولید زباله و پسماندهایی می شود که وارد طبیعت می شوند. در واقع، همانگونه که در بحث پیرامون اصول تعادل مواد خواهیم دید،  این ورود پسماندها به طبیعت، لازه استخراج منابع مواد از ان می باشد. در علم اقتصاد، سوالات مربوط به ورود پسماندها به محیط زیست، تحت عنوان آلودگی بررسی می شوند. تا حدی و تنها تا حدی که تخلیه زباله ها منجر به مشکلات انسانی می شود، اقتصادانان ان را الودگب می نامند. مسائل آلودگی را می توان به دوشیوه مفهوم سازی نمود. مورد اول، که مورد توجه اقتصادانان نیز می باشد، آلودگی را به عنوان انباشته ای از مواد پسماندی در طبیعت، تلقی می کند. و روش دوم، که بیشتر مورد توجه زیست شناسان است، آلودگی را به عنوان جریانی می داند که بر محیط طبیعی تاثیر می گذارد.  در روش اول، آلودگی را عنوان یک منبع انباشته می دانند، با درنظر داشتن این مهم که این انباشته دارای ارزش منفی است. جریان پسماندها به طبیعت، به انباشته می افزاید، و در نتیجه فرایند کاسته شدن از ان به تعویق می افتد. در فصل 16، میتوایم آلودگی را که به این شیوه مدل سازی شده است مشاهده کنیم. مدل جریان، محیط زیست را به گونه ای در نظر می گیرد که دارای ظرفیت پذیرش آلودگی است، و این ظرفیت را به عنوان نرخ جریان پسماند تعریف می نماید. در این مدل، آلودگی عبارت است از افزایش نرخ جریان پسماند نسبت به ظرفبت پذیرش آلودگی. چنانچه، نرخ جریان پسماند، برابر و یا کمتر از ظرفیت پذیرش باشد، هیچگونه آلودگی رخ نمی دهد. چنانچه نرخ جریان پسماند به صورت مداوم بیشتر از ظرفیت الودگی باشد، مورد دوم در طول زمان کاهش یافته و ممکن است به صفر برسد.

 در شکل 2-1، خدمات ر به طور مستقیم از محیط به فرد جریان می یابد. زیست کره امکانات تفریحی و سایر منابع لذت و تفریح را در اختیار بشر می گذارد به عنوان مثال، شنا کردن در ساحل اقیانوس نیازمند فعالیت های تولیدی برای تبدیل نمودن منابع محیطی به منابع خشنودی بشر، نیست. تفریحات حیات وحش، به وسیله عدم وجود سایر فعالیت های انسانی تعریف می شود. برخی انسان ها مایلند که در جلوی نور خورشید دراز بکشند. نقش محیط طبیعی در خصوص خدمات رفاهی را می توان با تصور نمودن عدم وجود آن، درک نمود، مانند کسانی که در یک سفینه فضایی زندگی می کنند. دربسیاری از موارد، جریان خدمات رفاهی به افراد مستقیما شامل جریان مواد مصرفی نمی شود. به عنوان مثال، تفریحات حیات وحش، در وهله اول به بهره برداری از منابع در ناحیه حیات وحش نمی شود، هرچند ممکن است بعدا برای تهیه چوب و آتش، و یا شکار غذا، شامل این موضوع بشود. استفاده از ساحل، شامل مصرف آن نمی شود، در حالی که استفاده از منابع نفت، مستلزم مصرف ان است. البته نمی تان گفت که جریان خدمات رفاهی هرگز تاثیری بر محیط فیزیکی نمی گذارد. استفاده افراطی از نواحی ساحلی ممکن است منجر به تغییر ویژگی آن شود، مانند فرسایش تپه های شنی و یا از بین رفتن پوشش گیاهی. نشان دادن چهار عملکرد محیطی، که در شکل 2-1 بیان شد، به شیوه ای ساده  و مختصر ، بسیار مشکل است . فراتر و بالاتر از فراهم نمودن منابع،ارائه خدمات رفاهی و فروخوردن پسماندها، زیست کره عملکردهای پشتیبانی حیاتی را نیز برای بشر فراهم می آورد. در حالی که طیف شرایط محیطی که بشر برای سازگاری، از نظر بیولوژیکی به آنها مجهز است، بسسیار بیشتر از گونه های دیگر می باشد، محدودیت هایی نیز در تاب اوری وجود دارد. به عنوان مثال، ما الزامات خاصی را از نظر هوای قابل تنفس داریم. طیف دماهایی که ما می توانیم در ان دوام بیاوریم، در روی کره زیمن بسیار گسترده است، اما در میان سیارات و کهکشان های دیگر بسیار محدود است. بشر حداقل ملزومات مورد نیاز را برای ورودی آب دارد. عملکردهای محیطی اکنون به گونه ای هستند که بشر می تواند بر روی آن وجود داشته باشد. یک مثال شاید بتواند به روش شدن موضوع کمک کند

تشعشعات خورشیدی را در نظر بگیرید. این یکی از عناصر منابع پایه است، و برای برخی افراد، گرفتن حمام آفتاب یکی از خدمات رفاهی محیطی می باشد. در واقع، تشعشات خورشید، هنگامی که به جو زمین می رسند، برای بشر مضر می باشند. چرا که دارای طول موج فرابنفش UV-B می باشند که باعث بروز سرطان پوست، تاثیر منفی بر سیستم ایمنی و بروز آب مروارید می شوند. ارگانیسم های بسیار کوچک ممکن است تحت تاثیر قرار بگیرند، چرا که اشعه ماورا بنفش تنها  می تواند به چند لایه از پوست نفوذ کند. این می تواند یک مشکل جدی برای سیستم های دریایی باشد، چرا که پایه های زنجیره غذایی شامل ارگانسیم های بسیار کوچکی است که در لایه های سطحی اقیانوس زندگی می کنند. اشعه ماورا بنفش همچنین بر سیستم فتوسنتز گیاهی تاثیر مخرب دارد.

 اشعه خورشیدی که به سطح زمین می رسد دارای میزان اشعه ماورا بنفش بسیار کمتری نسبت به زمانی که به جو می رسد، می باشد. لایه ازن، اشعه ماورابنفش را در استراتوسفر جذب می نماید، و با عملکرد فیلترینگ خود، یک عملکرد حمایتی را انجام می دهد. در غیاب وجود لایه استراتوسفر، این سوال مطرح بود که آیا حیات بشری می توانست وجود داشته باشد. اکنون لایه ازن استراتوسفر، به وسیله انتشار کلروفلوروکربن(CFCs) در حال آلوده شدن می باشد، ترکیباتی که تنها به واسطه فعالیت های اقتصادی بشر به وجود امده اند. این موارد از دهه 1940 مورد استفاده قرار گرفته اند. ویزگی های تخریب کنندگی آنها بر روی لایه ازن، در دهه 1980 کششف شد، و همانگونه که در فصل 10 بیان خواهد شد، سیاست های کاهش این نوع از الودگی در حال اجرا می باشند.

 روابط درونی میان فعالیت های اقتصادی و محیط زیست بسیار پیچیده و گسترده می باشند. این پیچیدگی زمانی بیشتر می شود  که بدانیم هر یک از چهار خدمات محیطی نیز با یکدیگر در ارتباط می باشند. در شکل 2-1 ، این موضوع با تداخل چهار مربع کوچک و همچنین با مربع سیاه و بزرگی که نشان دهنده حمایت های حیاتی می باشد،  نشان داده می شود. آنچه در این روابط درگیر می شود را می توان با مثال زیر نشان داد.

مصب یک رودخانه در نظر بگیرید. این رودخانه به عنوان یک منبع اصلی برای اقتصاد محلی عمل می کند که در آن فعالیت های ماهی گیری انجام می شود؛ همچنین به عنوان محلی برای تخلیه فاضلاب محلی. این رودخانه همچنین به عنوان یک منبع رفاهی مورد استفاده قرار می گیرد، که در آن فعالیت های تفریحی همچون، شنا و قایق سواری صورت می گیرد. از این رودخانه همچنین به عنوان منبع پشتیبانی حیات استفاده می شود، به گونه ای که به منظور پرورش گونه های دریایی مورد بهره برداری قرار می گیرد، البته این فعالیت جنبه تجاری ندارد، بلکه نقشی را در اکوسیستم دریای ایفا می نماید. هنگامی که نرخ ورود فاضلاب به مصب رودخانه، کمتر و یا برابر با ظرفیت پذیرش آلودگی آن باشد، هر چهار عملکرد می تواند وجود داشته باشند. اما هنگامی که میزان تخلیه فاضلاب به رودخانه بیش از میزان ظرفیت پذیرش آن باشد، نه تنها مشکل آلودگی بروز می کند، بلکه عملکردهای دیگر این رودخانه نیز متوقف می شوند. آلودگی در ظرفیت تولید مثل انباشته ماهی تجاری رودخانه، مداخله می کند و مکن است موجب توقف فعاالیت های ماهی گیری شود. البته این لزوما به معنی انقراض بیولوژیکی انها نیست. فعالیت های ماهی گیری ممکن است به دلیل خطرات سلامت عمومی متوقف شود. آلودگی همچنین ممکن است ظرفیت مصب رودخانه را برای ارائه خدمات رفاهی نیز کاهش دهد، و در برخی موارد همچون شنا، ممکن است به صفر برسد. آلودگی همچنین ممکن است بر گونه های غیر تجاری نیز تاثیر بگذارد و ممکن است موجب انقراض آنها شود.

 یک مثال در سطح جهانی از روابط میان خدمات زیست محیطی ناشی از فرایندهای زیست محیطی  متاثر از فعالیت های اقتصادی ، عبارت است از تغییرات آب و هوایی در سطح جهان ، که در ادامه به ان می پردازیم. و در فصل 10 نیز به تفصیل به آن می پردازیم.

2-1-2 جایگزینی برای خدمات محیط زیست

یکی دیگر از ویزگیی های شکل 2-1 هنوز باقی مانده که باید مورد توجه قرار گیرد. در شکل مورد نظر بخی خط چین ها نیز وجود دارند که نشان دهنده امکانات و جایگزین هایی برای خدمات محیط زیست می باشند. اولین بازیافت را در نظر بگیرید. این مرحله شامل رهگیری جریان زباله قبل از رسیدن به محیط زیست، و بازگشت بخشی از آن به تولید ، می شود. بازیافت، به دو شیوه جایگزین کارکردهای محیط زیست می شود. اولا، نیاز به عملکرد فروبردن زباله را کاهش می دهد، ثانیا نیاز به منابع پایه را نیز کاهش می دهد، به این صورت که مواد بازیافت شده جایگزین مواد استخراجی می شوند.

 در شکل 2-1 همچنین چهار خط چین دیده می شوند که از سرمایه به سمت چهار مربع کوچک و مربع بزرگ تیره حرکت می کنند. این خطوط برای نشان احتمالات جایگزین کردن خدمات سرمایه تجدید پذیر برای خدمات زیست محیطی می باشند. برخی از اقتصاددانان محیط زیست را همچون سرمایه ای تلقی می کنندکه جریانی از خدمات را فراهم می آورد و این مجموعه خدمات را سرمایه های طبیعی می نامند. این خط چین ها اصطلاحا به احتمالات جایگزین خدمات سرمایه تجدید پذیر برای خدمات سرمایه طبیعی اشاره دارند.

 در ارتباط با عملکرد فروبری زباله ها، تخلیه فاضلاب را به مصب رودخانه در نظر بگیرید. سطوح مختلفی از تصفیه فاضلاب قبل از تخلیه شدن به رودخانه، وجود دارد. بر اساس روش تصفیه مورد استفاده، تقاضا برای ظرفیت پذیرش زباله، کاهش می یابد. سرمایه، به شکل روش تصفیه فاضلاب، جایگزین عملکرد فروبری محیط زیست طبیعی می شود، که میزان این جایگزینی به سطح تصفیه بستگی دارد. یک مثال از حوزه صرفه جویی در مصرف انرژی، جایگزینی سرمایه را برای کارکردهای منابع پایه نشان می دهد. برای یک سطح مورد نظر از رفاه بشری، میزا مصرف یک خانه را می توان با نصب عایق ها و سیستم های کنترلی، کاهش داد. این به آن بخش از انباشته سرمایه ای تجهیزات سرمایه ای که خانه و تمامی اتصالات آن می باشد، و در نتیجه به کل سرمایه انباشته ای،اضافه می شود. البته توجه داشته باشید که عایق بندی و سیستم های کنترلی، خود از موادی تشکیل می شوند که باید از محیط زیست استخراج شوند. احتمالات جایگزینی مشابهی نیز در زمینه صرفه جویی سوخت می تواند وجود داشته باشد.

 به چند مثال دیگر در زمینه خدمات رفاهی توجه کنید. فردی که به شنا علاقمند است می تواند این کار را در رودخانه و یا دریاچه انجام دهد، و یا در ساحل یک اقیانوس و یا در یک استخر دست ساخت. البته تجربه همه این موارد یکسان نیست، اما به هر حال می توانند در ابعاد مختلف جایگزینی های مناسبی باشند. به همین ترتیب، امروزه برای لذت بردن از تماشای یک منظره، لزوما نیازی نیست به آنجا برویم. تجهیزات سرمایه در صنعت سرگرمی، به این معنی است که امکان مشاهده مناظر گیاهی و حیوانی بدون آنکه نیازی به ترک کردن فضای شهری باشد، فراهم می شود. ظاهرا، تکنولوژی کامپیوتر تین امکان را فراهم نموده که بسیاری از احساسات مرتبط با بودن در یک محیط طبیعی را بدون آنکه واقعا در آن محیط باشیم، تجربه کنیم.

 ظاهرا، دانشمندان حوزه عملکرد حمایت حیاتی را حوزه ای می دانند که کمترین احتمال جایگزینی برای آن وجود دارد. اما از نقطه نظر فنی، هنوز کاملا مشخص نیست که این دیدگاه درست باشد. محیط های مصنوعی، که قادر به حمایت از حیات بشری هستند، هم اکنون ساخته شده اند، و در قالب وسایل فضایی و تجهیزات مرتبط با آنها، بشر را قادر ساخته اند تا در فضای بیرون از زیست کره به حیات ادامه دهد، هرچند فقط در برخی موارد و آن هم برای مدتی محدود. ظاهرا این امکان وجود دارد که، با وجود پر هزینه بودن، شرایطی را در ماه ایجاد نمود که بشر در آن زندگی کند. البته نباید فراموش کرد که کیفیت زندگی بشر در غیاب کارکردهای طبیعی محیط زیست، بسیار پایین خواهد بود. البته نمی توان گفت که این کارکردها کاملا غیر قابل جایگزین شدن هستند، اما امکان جایگزین نمودن آنها در همان مقیاسی که عمل می کنند، غیر ممکن به نظر می رسد. نکته دوم مربوط به کیفیت زندگی است. از نظر منطقی شاید بتوان گفت که امکان حیات بشر بر روی زمینی که از نظر بیولوژیکی مرده است، امکان پذیر می باشد، اما یقینا این حیات در حداقل مطلوب نخواهد بود.

احتمالات جایگزین برای خدمات سرمایه های طبیعی از لحاظ تجهیزات سرمایه مورد توجه قرار گرفته است. هنگامی که خروجی تولید فعلی ، برای مصارف فعلی ورد استفاده قرار نگیرد، سرمایه انباشته می شود. تولید کنونی تنها از ساختارهای مادی نیست. و سرمایه های تجدید پذیر تنها شامل تجهیزات - ماشین آلات، ساختمان ها، جاده ها و غیره نمی شود. هنگامی که تولید فعلی برای اضافه شدن به انباشته دانش، مورد استفاده قرار بگیرد، سرمایه انسانی افزایش می یابد، و این همان چیزی است که مبنای تغییرات فنی خواهد بود. با این حال، در حالی که انباشت سرمایه انسانی به وضوح از اهمیت زیادی در ارتباط با مشکلات زیست محیطی برخوردار است، برای آنکه تغیرات فنی بر فعالیت های اقتصادی تاثیر بگذارند، مستلزم وجود تجهیزات جدید می باشند. دانشی که می تواند موجب کاهش تقاضا برای عملکردها زیست محیطی شود، در واقع تا زمانی که با تجهیزات لازم همراه نشود، نمی تواند چنین کاری را انجام دهد. سرمایه برای جایگزینی خدمات زیست محیطی، تنها شکل جایگزینی، که با روابط اقتصاد و محیط زیست مرتبط می باشد، نیستدر شکل 2-1 ، جریان ها بین اقتصاد  و محیط زیست بوسیله خط های واحد نشان داده شده اند. البته، هر خط نشان دهنده طیف وسیعی از جریان های مختلف است. با توجه به هر یک از جریان های نشان داده شده در شکل 2-1، جایگزینی های بین اجزاء جریان نیز امکان پذیر بوده و بر تقاضا برای خدمات زیست محیطی تاثیر می گذارد. پیامدهای هر جایگزینی بسیار فراتر از عملکرد زیست محیطی مورد نظر می باشد. به عنوان مثال استفاده از منابع هیدروالکتریک به جای سوخت های فسیلی، موجب کاهش میزان مصرف این سوخت ها و پسماندهای ناشی از احتراق آنها می شود، و علاوه بر این بر جریان خدمات رفاهی نیز تاثیر می گذارد، چرا که باعث آب گرفتگی یک منطقه تفریحی می شد.


 2-1-3 برخی علوم زیست محیطی


تا اینجا به اختصار به برخی از عناصر علوم زیست محیطی  که برای درک وابستگی های درونی اقتصاد و محیط زیست ضروری می باشند، پرداختیم. این بررسی تا حد زیادی انتخابی می باشد. منابع بیشتر برای مطالعات تکمیلی در پایان همین بخش ارائه شده اند.


2-1-3-1 ترمودینامیک


ترمودینامیک، دانش انرژی است. انرژی پتانسیل انجام کار و یا تامین حرارت است. این مفهوم درواقع، ویژگی یک چیز است و نه خود آن چیز. کار هنگامی انجام می شود که ساختار مواد، ماهیت شیمیای انها و یا موقعیت آنها تغیر کند. در علم ترمودینامیک، شفاف بودن ماهیت سیستم مورد نظر، بسیار حائز اهمیت است.  یک سیستم باز سیستمی است که با محیط خود تبادل انرژی و ماده می کند. یک ارگانیسم فردی، به عنوان مثال یک انسان، یک سیستم باز است. یک سیستم بسته، انرژی تبادل می کند اما ماده نه. سیاره زمین و اتمسفر آن یک سیستم بسته هستند. یک سیستم ایزوله، سیستمی است که نه انرژی تبادل می کند و نه ماده. جدای از کل جهان، یک سیستم ایزوله، ایده آل و یک مفهوم انتزاعی است.

 قانون اول ترمودینامیک می گوید انرژی نه تولید می شود و نه از بین می رود تنها از شکلی به شکل دیگر تبدیل می شود. بسیاری از کسانی که دغدغه های زیست محیطی دارند، مردم را به صرفه جویی در مصرف انرژی تشویق می کنند. اما قانون اول ترمودینامیک می گوید،هرچقدر هم که مردم انرژی مصرف کنند،  100 درصد آن باقی می ماند. در اینجا هیچگونه تناقضی وجود ندارد. و تنها در سخن کسانی که از صرفه جویی در مصرف انرژی صحبت می کنند، نوعی ابهام وجود دارد. آنچه این افراد می خواهند بگویند این است که مردم همان کاری را که می خواهند انجام دهند، اما به گونه ای که گرمای کمتری تولید شده و کار کمتری انجام شود و در نتیجه، تبدیل انرژی کمتری صورت بگیرد.

 قانون دوم ترمودینامیک، به قانون آنتروپی مشهور است. این قانون می گوید که گرما به صورت خود به خودی از جسم گرم به جسم سرد منتقل می شود و این که گرما نمی تواند با صد درصد بهره وری به کار تبدیل شود. این قانون بر این باور است که تیدیل هر گونه انرژی به گونه دیگر در میزان بهره وری کمتر از 100% صورت می گیرد. به نظر می رسد که این قانون با قانون اول تناقض دارد، اما این گونه نیست. نکته در اینجاست که تمام انرژی از یک گونه، مثلا سوخت فسیلی، آماده تبدیل شدن نیست. انرژی ها از نظر نسبت انرژی که آماده تبدیل شدن می باشد، متفاوت هستند. آنتروپی، مقیاس انرژی ناموجود می باشد. تمامی تبادلات انرژی، آنتروپی یک سیستم ایزوله شده را افزایش می دهد. تمامی تبادلات انرژی برگشت ناپذیر هستند. بنابراین، این واقعیت که تبدیل انرژی در کمتر از 100 درصد بهره وری هستندبه این معنی است که کار مورد نیاز برای بازگرداندن حالت اصلی، در حالت جدید موجود نمی باشد. احتراق سوخت فسیلی، بازگشت ناپذیر است و این حاکی از افزایش آنتروپی سیستم، که همان محیط زیستی است که فعالیت اقتصادی در آن رخ می دهد، می باشد. با این وجود، این محیط زیست، یک سیستم بسته ایت، نه یک سیستم ایزوله و دائما از محیط خود ، به صورت تابش خورشیدی، انرژی دریافت می کند.  و این همان چیزی است که زندگی را امکان پذیر می سازد.

 درک علم ترمودینامیک برای افراد غیر متخصص دشوار است. حتی در علم فیزیک نیز ، این مفهوم با مناقشات م مخالفت های روبرو بوده ات ، که در ادامه به انها می پردازیم. افسانه های جالبی در خصوص ترمودینامیک و تاثیرات ان وجود دارد. به عنوان مثال، گفته می شود که انتروپی همواره افزایش می یابد. این موضوع تنها برای یک سیستم ایزوله صحیح می باشد. ترمودینامیک کلاسیک، شامل مطالعه سیستم های تعادل می شود، اما سیستم هایی که مستقیما با فعالیت های اقتصادی در ارتباط می باشند، سیستم های باز هستند، که از تعادل بسیار دور هستند. چنین سیستم هایی از محیط خود انرژی دریافت می کنند. همانگونه که در بالا گفته شد، ارگانیسم های زنده ، سیستم های باز هستند. برای آنکه ساختار خود را حفظ کنند به ورودی انرژی نیاز دارند.

 رابطه علم ترمودینامیک با ریشه های مشکل پایداری کاملا روشن است. اقتصاددانی که تلاش نمود همکاران خود را نسبت به علم ترمودینامیک و تاثیرات آن آگاه سازد،  نیکولاس گورجسکو روگن، قانون دوم ترمودینامیک را تحت عنوان  ریشه های کمیابی اقتصادی مطرح می نماید.  وی بر این باور است که اگر تبدیل انرژی با بهره وری 100% صورت می گرفت، یک لامپ ذغالی تا ابد روشن می ماند. تبادل ماده مستلزم کار است، که نیازمند انرژی می باشد. با در نظر گرفتن یک نرخ ثابت از دریافت انرژی خورشیدی، یک حد بالایی برای مقدار کاری که می توان بر اساس آن انجام داد، وجود دارد. در طول تاریخ بشریت، تعداد افراد انسانی و سطوح مصرف انرژی در معرض این محدودیت بوده است. بهره برداری از سوخت های فسیلی این محدودیت را از بین می برد. سوخت های فسیلی، انرژِ خورشیدی را که به صورت سلول های زنده تبدیل و تحت فرایندهای زمین شناختی قرار گرفته است، انباشته می کند. با در نظر گرفتن این اصل، الزاما یک مقدار محدود از سوخت های فسیلی در دسترس است. در غیاب منبع انرژی جایگزین با کیفیت مشابه سوخت های فسیلی، مانند همجوشی هسته ای، بی شک نوعی بازگشت به وضعیت قبل از تاریخ صنعتی بشر وجود خواهد داشت، که شامل اتکای کامل به تابش خورشیدی و سایر انرژی های جاری می باشد. البیته، فناوری به کار گرفته شده در چنین شرایطی با آنچه در دوران قبل از صنعتی شدن وجود داشته، متفاوت خواهد بود. به عنوان مثال، امروزه امکان استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید برق وجود دارد.


 2-1-3-1-1 بازیافت


قوانین ترمودینامیک به طور کلی به این معنی هستند که ، که با اعمال انرژی مناسب، تمامی تبدیلات مواد امکان پذیر هستند. بر اساس این درک، می توان چنین استنباط نمود که، حداقل به طور نظری، بازیافت کامل مواد امکان پذیر است. بر ان اساس، با توجه به انرژی، ضرورتی ندارد که کمبود مواد ، فعالیت های اقتصادی را محدود نماید. موادی را که در گذشته استخراج شده اند، می توان از طریق بایافت مجددا احیا نمود. در ازن دیدگاه است که قانون دوم ترمودینامیک، منبع بی نهایت کمیابی است. با توجه به انرژی موجود، هیچگونه کمیابی در مواد معدنی وجود ندارد. این همان چیزی است که ما را  به سوی نیروی اتمی ، و مخصوصا سوخت هسته ای، ترغیب می کند که ممکن است چشم اندازی از یم کنبع انرژی پاک و نامحدود را ارائه نماید. نیکولاس جورجسکو، اقتصاددانی که در بالا به عنوان نظریه پرداز این ایده که قانون دوم مبنای نهایی کمبود اقتصادی است، مطرح شد، پس از آن به ایده ای که تحت عنوان باور انرژی، مطرح شد حمله می کند و اصرار دارد که ماده مهم است. او بر این باور است که حتی با در اختیار داشتن انرژی کافی، بازیافت کامل مواد، حتی از نظر تئوری، غیر ممکن است. این موضوع تحت عنوان قانون چهارم ترمودینامیک لقب گرفته و اعتبار آن رد شده است: به عنوان مثال، "بازیافت کامل فیزیکی ممکن است اگر مقدار کافی از انرژی در دسترس باشد" (بیانکاردی و همکاران، 1993). مبنای این انکار این است که قانون چهارم ترمودینامیک با قانون چهارم سازگار نیست. این عدم توافق بر سر آنچه یک اصل ابتدایی علمی است، از دو نظر جالب می باشد. اولا، اگر دانشمندان بزرگ بر سر چنین نکات بنیادینی، اختلاف نظر داشته باشند، پس می توان گفت که بسیاری از مسائل مربوط به پایداری ، با ابهام روبرو خواهند شد. ثانیا هر دو طرف این مناقشه باید بپذیرند که، به عنوان یک موضوع عملی، حتی در حضور انرژی کافی، بازیافت کامل مواد غیر ممکن است. بنابراین، بیانیه فوق در رد قانون چهارم را می توان بلافاصله چنین پیگیری نمود که : مشکل اینجاست که چنین مصرف عظیم انرژی منجر به افزایش چشم گیر آنتروپی محیط می شود، که برای زیست کره پایدار نخواهد بود. هیچ یک از طرفین این مناقشه بر این باور نیستند که سیاست گذاری ها باید بر اساس این دیدگاه باشد که مواد را واقعا می توان به طور کامل بازیافت نمود.


 2-1-3-2 اصل تعادل مواد


اصل تعادل مواد، اصطلاحی است که اقتصاددانان مایلند به ان به عنوان قانون بقای جرم اشاره کنند، و این قانون چنین بیان می دارد که مواد نه ایجاد می شوند ونه از بین می روند. اولین کاربرد این اصل در فعالیت اقتصادی در مطالعات کینز و همکاران(1970) دیده می شود. تا آنجا که به علم اقتصاد مربوط می شود، اساسی ترین کارکرد اصل تعادل مواد این است که فعالیت اقتصادی شامل تبدیل مواد استخراج شده از محیط می باشد. فعالیت اقتصادی نمی تواند چیزی ایجاد کند. بلکه این فعالیت تنها مواد استخراج شده از طبیعت را به شکلی که برای بشر کاربردی تر باشد، تبدیل می کند. اما، دیگر کاربرد آن این است که تمامی مواد استخراج شده از محیط باید ، در نهایت، دوباره به ان برگردند، هرچند به صورتی تغییر یافته. استفاده از کلمه "نهایتا"، در این تعریف الزامی است، چرا که برخی از مواد ممکن است برای مدت طولانی در فرایند اقتصادی باقی بمانند، مانند مصالح ساختماتی ، جاده ها، ماشین الات و غیره.

 شکل 2-2 روابط فیزیکی برآمده از اصل تعادل مواد را نشان می دهد.  این از وقفه در جریان چرخه مواد به دلیل انباشت سرمایه در اقتصاد، استنباط می شود. این موضوع، تصویر استخراج مواد از، و اضافه شدن مجدد انها به، طبیعت را در شکل 2-1 برجسته می نماید. مواد اولیه (سنگ معدن، مایعات و گازها) از محیط زیست گرفته و تبدیل به محصولات مفید (سوخت پایه، مواد غذایی و مواد خام) می شوند. این خر.جی ها، در ادامه به ورودی فرایندهای تولیدی بعدی (که به عنوان جریان تولید به شرکت های غیر زیست محیطی نشان داده شده است) تبدیل شده و یا مستقیا به مصارف خانگی می رسند. خانواده ها، محصولات نهایی بخش شرکت های غیر زیست محیطی را دریافت خواهند نمود. اصل تعادل مواد، به عنوان یک ماهیت بین جرم موادی که از محیط جریان می باند(جریان A) و مواد پسماندی که به سمت محیط جریان می یابند بیان می شود(جریان های B+ C+D). بنابراین، از نظر جرم، داریم A= B+C+D.. در واقع، ماهیت های مختلفی بوسیله شکل 2-2 بیان می شوند. هریک از چهار بخش که توسط باکس های مستطیلی نشان داده می شوند، حجم یکسانی از جرم ورودی ها نسبت به جرم خروجی ها را دریافت می کنند. بنابراین، چهار هویت زیر را داریم:


شکل 2-2: یک مدل تعادل مواد تعامل اقتصاد محیط ؛ منبع: برگرفته از هرفیندال و نیز(1974).

محیط :    A=B+C+D

شرکت های زیست محیطی:   A=A1+A2+C

شرکت های غیر زیست محیطی:      B+R+E=R+A1+F

خانوارها:       A2+E=D+F

دیدگاههای مختلفی را می توان از این مدل استنباط نمود. اولاف در یک اقتصاد بسته از نظر مواد، که در آن هیچگونه تجمع انباشت خالص رخ نمی دهد( یعین ، دارایی های فیزیکی از نظر مقدار تغییر نمی کنند)، حجم پسماندهای ورودی به محیط(A+B+C) باید برابر با حجم سوخت ها، غذاها و مواد خامی باشد که از محیط استخراج می شوند و همچنین اکسیژنی که از اتمسفر گرفته می شود(جریان A).  ثانیا، فراوری مواد باقیمانده از فعالیت های اقتصادی، نباید باعث کاهش حجم آنها شود، هرچند شکل آنها را تغییر می دهد. با این وجود، در حالی که فراوری پسماندهاف باعث خلاص شدن از شر زباله ها نمی شود، اما مدیریت پسماندها می تواند از طریق تبدیل این مواد به مواد بهتر ( و یا تغییر محل آنها) مفید باشد.

 ثالثا، میزان بازیافت مهم است. برای مشاهده چگونگی آن،  مجددا به عبارت B+R+E=R+A1+F توجه کنید. برای هر مقدار ثابت از خروجی نهاییE، چنانچه بازیافت پسماندهای خانگی F، را بتوان افزایش داد، کمیت ورودی ها به تولید نهاییA1 را نیز می توان افزایش داد. این به نوبه خود حاکی از ان است که، استخراج اولیه کمتری از محیطA مورد نیاز خواهد بود. بنابراین، مقدار نهایی توان عملیاتی مواد در سیستم(مقدار A) را می توان بر ای هر سطح تولید و مصرف کاهش داد، اگر بهره وری استفاده از مواد ، از طریق فرایندهای بازیافت، افزایش یابد.


2-1-3-2-1 مشخصات تابع تولید

در بسیاری از اقتصادهای خرد، تولید، در برگیرنده سرمایه ورودی و نیروی کار می شود. برای شرکت  iام ، تابع تولید به صورت زیر نوشته می شود:


که در آن Q نشان دهنده خروجی، L نشان دهنده نیروی کار و K ورودی سرمایه است. بر اساس اصل تعادل مواد، این نمی تواند نماد عمومی کافی آن چیزی باشد که در تولید وجود دارد. اگر Qi ، دارای تجسم مادی باشد، پس باید ورودی مواد به تولید نیز وجود داشته باشد- مواد نمی توانند ایجاد شوند.

 اگر فرض کنیم R نشان دهنده منابع طبیعی استخراج شده از محیط باشد، تابع تولید را می توان به صورت زیر نوشت:


توابع تولید، به صورت گسترده ای در ادبیات مربوط به اقتصاد منابع مورد استفاده قرار می گیرند. در مقابل در ادبیات اقتصاد محیطی تاکید بیشتر بر روی محیط زباله های ناشی از تولید  و زباله های مصرفی- بوده و یک تابع تولید به صورت زیر به کار می رود:


که در آن Mi جریان زباله ناشی از فعالیت شرکت i ام است. معادله 2-3 ممکن است در نگاه اول عجیب به نظر برسد، چرا که جریان زباله را به عنوان ورودی تولد در نظر می گیرد. اما با توجه به این که کاهش در زباله ها به معنی کاهش در خروجی سطوح مورد نظر سایر ورودی ها می باشد، این یک روش معقول است، چرا که سایر ورودی ها نیز باید به وظیفه کاهش زباله ها تبدیل شوند.

 یک نسخه عمومی تر از معادله 2-3 به صورت زیر خواهد بود:


که در آن A نشان دهنده سطح غلظت محیطی برخی آلاینده ها می باشد و به کل زباله تولید شده در تمامی کارخانه ها بستگی دارد. بنابراین، معادله 2-4 تایید می کند که آلودگی محیطی می تواند بر امکانات تولید تاثیر بگذارد.

 با یان وجود، همانگونه که گفته شد، معادله 2-4 با اصل تعادل مواد در تضاد است. اکنون می بینیم که مواد به شکل زباله توسط فعالیت اقتصادی تولید می شوند، که این غیر ممکن است. یک تجزیه و تحلیل توابع تولید اقتصادی محیطی و منابع، مطلوب است. که بیان می دارد، ورودی های مواد( در قالب منابع زیست محیطی) وارد تابع تولید شده و خروجی های مواد( در قالب زباله ها) از فرایند تولید نشات می گیرند. این موضوع، تابع تولید زیر را ارائه می دهد:


در جایی که برخی فرایندهای مدل سازی نیازمند استفاده از یک تابع تولید می باشند، استفاده از فرمی مانند معادله 2-5 دارای این ویزگی جذاب است که ، به طور کلی، تولید باید دارای مبنای مادی باشد، و این که انتشار زباله ضرورتا از این مبنا ناشی می شود. این با یکی از قوانین اساسی طبیعت سازگار می باشد. این تابع تولید، شامل  تاثیرات بازخورد زباله ها بر تولید نیز می شود، که از سطح قابل قبولی از آلودگی ناشی می شود. البته ، استفاده از چنین تابع تولید ویزه ای در کارهای نظری و و عملیاتی اقتصاد، متداول نیست. در موارد خاص، آن را می توان با این استدلال تعدیل نمود که برای یک هدف خاص- مثلا بررسی عواقب کاهش منابع- هیچ چیز ضوروی بوسیله مشخصات ناقص مفقود نمی شود و تجزیه و تحلیل ساده و شفاف می شود. ما ممکن است از این استدلال به صورت ضمنی در بخش های دیگر این کتاب استفاده کنیم و با نسخه ویژه ای از معادله 2-5 کار کنیم. با این وجود، باید به خاطر داشت که این خود معادله 2-5 است که مشخصه صحیح یک فرایند تولید می باشد.

 2-1-3-3 بوم شناسی (اکولوژی)

اکولوژی مطالعه توزیع و فراوانی گیاهان و حیوانات است. یکی از مفاهیم اساسی در اکولوژیریال اکوسیستم است، که عبارت است از مجموعه تعاملات جمعیت های حیوانی و گیاهی  و همچنین محیط غیر زنده. اکوسیستم را می توان در مقیاس های مختلف ، در اندازه کوچک، همچون یک آبگیر  و یا مزرعه، تا انئازه بزرگ ، مثلا کل بیوسفر، تعریف نمود.


 2-1-3-3-1 پایداری و انعطاف پذیری


دو مفهوم بسیار مهم در اکولوژی عبارتند از پایداری و انعطاف پذیری. اکولوژیست ، هولینگ(1986) بین این دو مفهوم تمایز قائل شده و پایداری را ویژگی می داند که به جمعیتی که توسط یک اکوسیستم تشکیل شده، الحاق می شود، در حالی که انعطاف پذیری را از ویژگی های اکوسیستم می داند. پایداری ، تمایل ذاتی یک جمعیت برای بازگشت به حالت تعادل، پس از یک اغتشاش، است. انعطاف پذیری تمایل ذاتی یک اکوسیستم برای بازیابی مجدد ساختار سازمانی و عملکردی خود، پس از یک اغتشاش است. این حقیقت که یک اکوسیستم انعطاف پذیر است، لزوما به این معنی نمی باشد که تمامی اجزاء آن پایدار می باشند. این امکان وجود دارد که اغتشاش در یک اکوسیستم منجر به از بین رفتن یک جمعیت شود، در حالی که خود اکوسیستم به عنوان یک کل، به همان شکل به عملکرد خود ادامه دهد، و همچنان انعطاف پذیر باشد.

کامون و پرینگز(1992) این موضوع را به روشی متفاوت بیان نموده اند. پایداری ویژگی است که به متغیرهای یک اکوسیستم مربوط می باشد. به عنوان مثال، چنانچه جمعیت ماهی های کاد، پس از پایان فصل ماهی گیری، مجددا به همان سطح قبلی بازگردد، این جمعیت پایدار است. انعطاف پذیری به اندازه پارامترهای ارتباطاتی که ساختار و عملکرد اکوسیستم را ، مثلا از نظر انرژی تعیین می کنند، مربوط می شود. هنگامی یک اکوسیستم را انعطاف پذیر می دانیم که پس از وارد شدن یک شوک به آن، مجددا به حالت اول برگردد، و این بدان معنا است که این سیستم ، در هنگام مواجه با شوک، سازمان خود را حفظ می کند، بدون انکه متحمل تغییرات فاجعه بار و غیر مستمر شود.

 ظاهرا بخی از فعالیت های اقتصادی، انعطاف پذیری اکوسیستم را کاهش می دهند، به گونه ای که سطح اغتشاشی که یک اکوسیستم می تواند، بدون متحمل شدن تغییرات پارامتریک ، تحمل نماید، کاهش می یابد. به عبارت دیگر، سطوح آستانه برخی متغیر های سیستم، که فراتر از آن تغییرات اساسی  در یک سیستم گسترده تر رخ می دهد، می تواند در نتیجه رفتارهای اقتصادی، کاهش یابد. حاشیه امن تنگ تر می شود و یکپارچگی و ثبات سیستم با خطر بیشتری مواجه می شود. این موضوع با مفاهیمی که در بالا به ان اشاره کردیم، همراستا می باشد، یعنی هنگامی که جریان زباله از ظرفیت پذیرش فراتر رود و همینطور هنگامی که  این امر رخ دهد، ظرفیت پذیرش اکوسیستم را کاهش می دهد.


شکل 2-3 غیرخطی و ناپیوستگی در روابط پاسخ به دوز


هنگامی که چنین تغییراتی رخ دهد، روابط دوز پاسخ، ممکن است ویژگی های بسیار غیر خطی و ناپیوسته ای را بروز دهد. به عبارت دیگر می توان گفت روابط دوز- پاسخ ، در برگیرنده آستانه می شود. به عنوان مثالف الودگی یک سیستم آب، ممکن است در سطوح پایین آلودگیف تاثیرات نسبتا کمی داشته باشد، اما در سطوح بالای آلودگی، واکنش ها ممکن است به شدت افزایش یابندو به صورت ناپیوسته به دامنه بسیار گسترده تری بروند. این رابطه روز پاسخ، در شکل 2-3 نشان داده شده است.


2-1-3-3-2 تنوع زیستی


یک تعریف برای تنوع زیستی عبارت است از:

تعداد، تنوع و پراکندگی موجودات زنده موجود  در بخش های زمینی، دریایی و دیگر اکوسیستم های آبی و پارک های زیست محیطی که آنها بخشی از آن هستند.

آنچه از این تعریف بر می آید این است که تنوئع زیستی دارای دو بعد می باشد: اولا، تعداد ارگانیسم های بیولوژیکی و ، ثانیا، تنوع انها. تنوع زیستی را در سه سطح می توان مورد توجه قرار داد:


1-    جمعیت: تنوع ژنتیکی در جمعیت هایی که یک گونه را تشکیل می دهند مهم است، چرا که بر پتانسیل تکاملی و تطبیقی گونه ها تاثیر می گذارد، بنابراین، اممکن است تنوع زیستی را از نظز تعداد جمعیت ها اندازه گیری کنیم.


2-    گونه ها: ممکن است بخواهیم که تنوع زیستی را از نظر تعداد و گونه ها متمایز را در یک منطقه خاص اندازه گیری کنیم، این که تا چه حد یک گونه بومی است (منحصر به فرد به یک مکان خاص)، و یا از نظر تنوع گونه ها و نه تعداد  انها.

3-     اکوسیستم ها: در بسیاری از شیوه ها، تنوع اکوسیستم ها مهمترین مقیاس یک تنوع زیستی می باشد. متاسفانه، هیچگونه معیار جهانی برای تعریف و اندازه گیری تنوع زیستی در این سطح وجود ندارد.


در جهت اهداف این طبقه بندی سطوح، یک گونه را می توان مجموعه ای از ارگانیسم ها دانست که دارای ظرفیت تولید مثل هستند؛ در حالی که یک جمعیت، مجموعه ای است که واقعا تولید مثل می کنند. در واقع می توان گفت، یک جمعیت، یک زیر شاخه تولید مثلی ایزوله از یک گونه است. تنوع زیستی معمولا از لحاظ گونه ها در نظر گرفته می شود، و تعداد گونه های متمایز اغلب به عنوان شاخص تنوع زیستی استفاده می شود.اما ای مقیاس مشکلاتی دارد. به عنوان مثال در داخل یک جمعیت از هر گونه ممکن است تنوع ژنتیکی قابل توجهی وجود داشته باشد. فرض کنیم یک برنامه جمع آوری ، به دنبال افرادی از آن جمعیت باشد که یک ویژگی خاص دارند( مثلا اندازه بزرگ). افراد هدف به احتمال زیاد دارای مواد ژنتیکی هستند که در جهت ان ویزگی است و بنابراین، برنامه جمع اوری، تنوع انباره ژن را در جمعیت باقی مانده کاهش می دهد. در این صورت، برنامه جمع آوری ترتیب داده شد، حتی اگر در تعداد گونه ها تغییری حاصل نشود، منجر به فقدان تنوع های زیستی می شود.

 تنوع زیستی، به گونه های مختلف در ارائه خدمات زیست محیطی به فعاایت های اقتصادی، حائز اهمیت می باشد. در زمینه خدمات پشتیبانی حیات، سیستم های زیست محیطی متنوع ، عملکردهای  زیست محیطی، مانند چرخه کربن، حفظ حاصلخیزی خاک، تنظیم آب و هوا و دمای سطح و جریان حوضه آب را تسهیل می کند. تنوع گیاهان و جانوران در اکوسیستم همچنین به خدمات رفاهی که ما از محیط دریافت می نماییم نیز کمک می کند. در رابطه با ورودی به تولید، این گیاهان و جانوران منبع بسیاری از محصولات مفید، به ویژه دارو، مواد غذایی و الیاف می باشند. ژن های موجود در ای گونه ها نیز شامل موادی است که آینده توسعه در علم بیوتکنولوژی به انها بستگی دارد. در ارتباط با کشاورزی، تنوع زیستی مبنایی برای تنوع محصولات و دام و توسعه گونه های جدید است. زیست شناسان، بزرگترین اهمیت دراز مدت تنوع زیستی را از نظر انعطاف پذیری اکوسیستم و پتانسیل تکاملی ، می دانند. انباره ژنی متنوع خود نوعی بیمه شدگی در برابر فروپاشی زیست محیطی است: هر چه تنوع گسترده تری وجود داشته باشد، ظرفیت پذیرش فشارها و حفظ ساختار عملیاتی و سازمانی اکوسیستم، بیشتر خواهد بود.

 هم اکنون اطلاعات بسیار ضعیفی در خصوص تنوع زیستی در اختیار ما است. تعداد گونه هایی که هم اکنون وجود دارند، حتی از نظر دامنه و وسعت نیز شناخته شده نیست. آنچه از تحقیقات و مطالعات پیشین به دست می آید، طیفی بین 3 تا 10 میلیون (مای ، 1988) و 50 تا 100 میلیون( ویلسون، 1992) را نشان می دهد . بهترین حدثی که هم اکنون در خصوص تعداد گونه ها زده می شود 5/12 میلیون است(گرومبریج، 1992). حتی تعداد فعلی گونه ها نیز در معرض مناقشه است، به گونه ای که یک شکل مادین حدود 7/1 میلیون گونه را نشان می دهد. هرساله حدود 13000 گونه جدید معرفی می شود. جدول 2-1 دانش کنونی در خصوص گونه ها  ارائه می دهد.


جدول 2-1 تعداد گونه توصیف شده و برآورد تعداد واقعی برای گونه های انتخاب شده (هزار)

گونه

گونه های توصیف شده

برآورد تعداد واقعی گونه ها

برآورد تعداد واقعی گونه ها

 

ویروس ها

 باکتری ها

قارچ ها

تک یاخته ها و جلبک ها

گیاهان

نماتودها

حشرات

نرم تنان

 طنابداران

 

 

 

 

 

2-2 تنوع تاثیرات محیطی


تاثیرات زیست محیطی فعالیت های اقتصادی را می توان از نظر میزان استخراج از طبیعت و یا میزان پسماند وارد شده به ان مورد توجه قرار داد. در هر حال، برای هر مورد خاص، عوامل فوری سطح کلی تاثیر عبارتند از اندازه جمعیت انسانی و سرانه تاثیر.  تاثیر سرانه به این موضوع بستگی دارد که هر فرد چقدر مصرف می نماید. این شیوه ای ساده، اما بسیار سودمند برای اندیشیدن در خصوص محرک های تاثیرات اقتصاد بر محیط زیست، می باشد. که می توان ان را به صورت IPAT فرموله نمود.

باکس 2-1 برآوردهای یک مقیاس تاثیر جهانی  که به تنوع زیستی  و کاهش آن مربوط می شود، نشان می دهد.

 

2-2-1 ماهیت IPAT

ماهیت IPAT عبارت است از:


که در  آن:

I    تاثیر است، که به صورت حجم و یا جرم اندازه گیری می شود.

P  اندازه جمعیت است

A فراوانی سرانه است، که با واحد ارز اندازه گیری می شود

T فناوری است، به صورت مقدار منابع استفاده شده و یا تلف شده در هر واحد تولیدی

اکنون بیایید به این تاثیر از نقطه نظر حجم نگاه کنیم، و GDP را برای درآمد ملی به کار ببریم. در این صورت،T منابع و یا اتلاف برای هر واحد GDP می باشد. بنابراین، برای مورد استخراج منابع، سمت راست معادله 2-6 به صورت زیر نوشته می شود:

که به حذف دو عبارت "جمعیت" و دو عبارت "GDP" منابع مورد استفاده به دست می آید، به گونه ای که (2-6) یک ماهیت است. چنانچه حجم را برمبنای تن، GDP را با دلار و جمعیت را با n اندازه گیری نماییم، خواهیم داشت:


که در سمت راست، ns و $s حذف می شوند تا تن ها باقی بمانند. ماهیت IPT تاثیر کلی را به اجزاء چندگانه خرد می کند: جمعیت، فراوانی و فناوری. برای نشان دادن شیوه استفاده از IPAT به انتشار گاز دی اکسید کربن در سطح جهانی توجه کنید. ردیف اول جدول 2-4 وضعیت فعلی را نشان می دهد. ارقام ردیف اول برای P,A به عنوان سرانه GDP در سال 1999 به صورت 1999 PPPUS$ و I به عنوان انتشار دی اکسید کربن جهانی که از منبع نشان داده شده، اتخاذ شده است: رقم برای T از این ها محاسبه شده، با تقسیم I بر P بار A برای به دست آوردن تن دی اکسید کربن بر $  GDP. ردیف دوم ، رقم T در ردیف اول را برای نشان دادن مفاهیم I افزایش 50 درصدی جمعیت جهان،برای رفاه و فناوری ثابت، مورد استفاده قرار می دهد. ردیف سوم نیز T را از ردیف اول برای نشان دادن مفاهیم آن افزایش در جمعیت همراه با دوبرابر شدن سرانه GDP ، مورد استفاده قرار می دهد. یک افزایش 50 درصدی در جمعیت جهان مد نظر قرار گرفت چرا که این یک عدد محافظه کارانه برای افزایش احتمالی در سال 2100 می باشد. و دو برابر شدن سرانه GDP به عنوان یک عدد محافظه کارانه ، از آنچه برای از بین بردن فقر ضروری است، در نظر گرفته شد. همانگونه که در فصل 10 به آن خواهیم پرداخت، بسیاری از متخصصین هواشناسی بر این باورند که میزان انتشار فعلی دی اکسید کربن، در وضعیت خطرناکی قرار دارد. چهارمین ردیف جدول 2-4، IPAT را برای T، هنگامی حل می کند که I مساوی با سطح آن در ردیف اول، در نظر گرفته شده باشد. ، و P و A به صورت ردیف سوم هستند- در مقایسه با ارقام T در ردیف اول، این نشان می دهد که انتشار دی اکسید کربن بر سرانه GDP باید به یک سوم میزان فعلی آن کاهش یابد، تا سطح آن ، با افزایش 50 درصدی جمعیت جهان، در سطح فعلی باقی بماند.

جدول 2-4 سناریوهای جهانی دی اکسید کربن

 

اکنون نگاهی گذرا خواهیم داشت بر وضعیت فعلی ، یک تاریخچه کوچک و چشم انداز آینده برای هر یک از P, A و

T

2-2-2 جمعیت


جمعیت جهان در گذشته، حال و آینده در شکل 2-4 نشان داده شده است. هنگامی که کار نوشتن این فصل شروع شد، اوایل 2002، اولین سالی که داده های مربوط به جمعیت جهان در دسترس قرار داشت، سال 1999 بود. در آن سال جمعیت جهان حدود 8627/5 میلیار نفر بود. میزان نرخ رشد تخمینی  برای 1975 -1999  حدود 6/1% در هر سال بود. با اعمال این عدد برای سال 1999، تعداد 9565/5 میلیارد نفر را برای سال 2000 نشان می دهد. روش مناسب برای بیان جمعیت جهان در سال 2000، شش میلیارد نفر است. افزایش سرسام آور در جمعیت انسانی در نیمه دوم قرن بیستم را می توان با این واقعیت سنجید که در سال 1950 جمعیت جهان کمتر از نصف این مقدار ، یعنی، 2.5 میلیارد نفر بود.

پیش بینی بخش جمعیت سازمان ملل متحد نشان می دهد که جمعیت جهان به حدود 8.3 میلیارد در سال 2025 خواهد رسید، در سال 2100 به حدود 4/10 میلیارد نفر و در نهایت در سال 2200 به 11 میلیارد نفر می رسد. این پیش بینی ها بر اساس نرخ متوسط باروری ها انجام می شود( حدود 2 بچه برای هر زن، نسبت جایگزینی جمعیت).


شکل 2.4 روند رشد جمعیت جهان، 1750-2150

منبع: شکل 8.1، منابع جهانی 1996-1997

بر اساس اسنادی که شکل 2-4 بر پایه آنها طراحی شده است، برون دادهای جمعیتی شدیدا نسبت به نرخ باروری حساس هستند. این موضوع در شکل 2-5 نشان داده شده است. تحت فرضیات پایه در مورد نرخ باروری. جمعیت جهان در سال 2200 به حدود دوبرابر میزان ان در سال 1999 خواهد رسید. با این وجود، تحت نرخ بالای باروری( اضافه شدن نیم بچه دیگر برای هر زن، در مقایسه با مورد متوسط) ، چنین حاتی پیش نخواهد آمد و افزایش جمعیت به حدود 30 میلیارد نفر و فراتر از آن می رسد. اما تحت مفروضات نرخ باروری پایین، ( نیم بچه کمتر از میزان متوسط)، رشد جمعیت به پایان خواهد رسید ، و جمعیت جهان در سال 2050 به 8 میلیارد نفر می رسد، و پس از آن نیز به سرعت کاهش خواهد یافت. همانگونه که در ادامه خواهیم گفت، سیاست هایی که هدف آنها کاهش نرخ باروری است می توانند نوید چشم انداز از بین رفتن افزایش سرسام آور جمعیت را در جهت حل مشکل پایداری، را داشته باشند.


شکل 2.5 برآوردهای جمعیتی با  استفاده از مفروضات نرخ باروری جایگزین


منبع: با اقتباس از منابع جهانی 1996-

1997

در واقع، نسبت درصد افزایش کنونی جمعیت جهان زیر نقطه  اوج تاریخی آن قرار دارد و در در تمامی مناطق جهان روند کاهشی داشته است. نرخ رشد در حال حاضر کمتر از 0.5٪ در هر سال در کشورهای توسعه یافته و بیش از 2٪ در کشورهای در حال توسعه است. چندین کشور در حال حاضر روند کاهش جمعیت دارند (به عنوان مثال، آلمان، اتریش، دانمارک و سوئد)، و انتظار می رود بسیاری دیگر نیز رد آینده نزدیک به این گروه بپیوندند. در بسیاری از کشورها (از جمله تمام کشورهای صنعتی و چین)، نرخ باروری کمتر از نرخ های جایگزین است که این امر برای حفظ ثبات جمعیت در دراز مدت ضروری می باشد. برای این کشورها، رشد جمعیت در نقطه ای در آینده کاهشی خواهد شد، با وجود انکه گشتاور جمعیتی حاکی از آن است که جمعیت در سال های  آتی به روند افزایشی خود ادامه خواهد داد. به عنوان مثال، اگرچه نرخ باروری در چین به کمتر از نرخ جایگزینی در سال 1992 رسید، اما جمعیت همچنان از 2/1 میلیارد نفر در سال 1995 به 2 میلیارد نفر در سال 2050 افزایش یافته و همچنان نیز به رشد خود ادامه می دهد. البته اگر نرخ باروری کمی کاهش یابد، جمعیت به 5/1 میلیارد نفر خواهد رسید و سپس کاهش خواهد یافت. یک بار دیگر، ما می بینیم که تغییرات بسیار کوچک در نرخ زاد و ولد می تواند اثرات قابل توجهی بر رشد جمعیت جهانی داشته باشد.

2-2-3 فراوانی

همانگونه که در جدول 2-4 نشان داده شده است، متوسط جهانی در سال 1999، برای سرانه GDP، در واحد رند 1999 PPPS$ برابر با 7000 بود. برای درک این موضوع ، به ارقام زیر توجه کنید. برای سرانه 1999GDP در 1999PPPS$  برای چند کشور انتخابی

آمریکا    31872

آلمان    23742

بریتانیا  22093

پرتغال  16064

جمهوری چک   13018

مجارستان 11430

 چین     3617

هند 2248

سیرا لئون  448


متوسط جهانی حدود دو برابر این میزان برای چین است  حدود 20 درصد آن برای امریکا.

 در طول دوره 1975 تا 1999 ، متوسط سرانه تولید ناخالص داخلی جهان 1.3 درصد در سال رشد داشته است. با این نرخ رشد، در طول  50 سال متوسط تولید ناخالص داخلی جهان حدود دوبرابر می شود. که حدود سطح فعلی جمهوری چک می باشد. یک چشم انداز دراز مدت تر در مطالعه مادیسون (1995) ارائه شده است، که در آن سرانه تولید ناخالص ملی ، برای 182 کشور از سال 1820 تا 1992 نشان داده شده است. برای این تعداد کشور که اکنون بیش از 90 درصد جمعیت جهان را در خود جای داده اند، میانگین سرانه تولید ناخالص ملی از 100 دلار در سال 1820 به حدود 8500 دلار در سال 1992 رسیده است. با وجود عدم دقت لازم در برآوردهایی از این نوع، مشخص است که در دو قرن گذشته متوسط فراوانی( رفاه عمومی) به صورت چشمگیری افزایش یافته است. مشخص است که توزیع این ثروت به صورت نامتعادلی در سطح جهان صورت گرفته است. و این موضوعی است که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

2-2-4 فناوری

با توجه به طیف چیزهایی که از محیط استخراج نموده و یا به آن وارد می کنیم، ارائه مستنداتی در خصوص مقدار حجم استخراج شده و یا وارد شده به طبیعت، بر هر دلار فعالیت اقتصادی، یقینا بسیار طولانی بوده و از حوصله این کتاب خارج است. یک روش برای ارائه خلاصه ای از نقش فناوری در تاثیرات محیطی، توجه به میزان انرژی مصرف شده می باشد. سه دلیل برای این امر وجود دارد. اولا، انرژی پتانسیل انجام کار است و با افزایش کار انجام شده، مصرف انرژی نیز افزایش می یابد. جابجایی و انتقال مواد مستلزم مصرف انرژی است و مقدار انرژی مصرف شده مستقیما نشان دهنده میزان جابجایی و یا انتقال می باشد. این سطح استخراج از محیط و وارد نمودن به آن است که تاثیر محیطی آن را تعیین می کند. و این سطوح که به قانون بقای جرم مربوط می باشند، بوسیله میزان انرژی مصرف شده، اندازه گیری می شوند. هرچند درست است که برخی استخراج ها و یا وارد کردن مواد به طبیعت، مخرب تر می باشند، اما در وهله اول میزان انرژی مصرف شده معیار خوبی برای تخمین سطح تاثیرات محیطی اقتصاد می باشد.

 دلایل دوم و سوم هر دو از این حقیقت منشا می گیرند که در اقتصادهای صنعتی مدرن، که اکنون بر اقتصاد جهانی حاکم هستند، حدود 90 درصد انرژی مصرف شده بر پایه احتراق سوخت های فسیلی-ذغال سنگ، نفت و گاز- می باشد. اینها منابع بازگشت ناپذیری هستند که امکان بازیافت انها وجود ندارد. بنابراین دومین دلیل توجه به مقوله انرژی این است که هرچه امروزه بیشتر از این منابع استفاده کنیم، میزان کمتری برای نسل آینده باقی می ماند. دلیل سوم این است که احتراق سوخت های فسیلی یکی از منابع اصلی ورود آلودگی به محیط و مخصوصا اتمسفر می باشد.  به طور خاص، بیش از 80% در اکسید کربن از احتراق سوخت های فسیلی نشات می گیرد. و گاز دی اکسید کربن مهمترین گاز گلخانه ای می باشد که در ایجاد اثر گلخانه ای مشارکت دارد.

 انرژی که یک حیوان از غذا به دست آورده و ان را تبدیل به کار، رشد و گرما می کند، انرژی جسمانی نامیده می شود. هنگامی که انسان حدود 500000 سال پیش چگونگی کنترل نمودن آتش را آموخت، شروع به بهره برداری کردن از انرژی برون جسمانی نمود. و این بدان معناست که آموخت انرژی بیش از توان ماهیچه های خود به دست آورد.

انرژی انسانی، HEE، یک واحد اندازه گیری برای مقدار انرژی مورد نیاز جسمی توسط یک فرد انسان است. این مقدار بین افراد مختلف و در شرایط مختلف، متفاوت می باشد. مقدار مناسب استفاده از HEE حدود 10 مگاژول در روز می باشد. که متوسط مصرف یک فرد بزرگسال که در شرایط آب و هوایی متعادل، فعالیت های روزمره را انجام می دهد.

 تاریخ انسانی را می توان به سه دوره تقسیم نمود: که ویژگی مشخصه آن فناوری می باشد. دو دوره اول ، بر اساس فناوری تولید غذا مشخص می شوند. مرحله اول مرحله شکار است، که از بدو حیات بشری شروع شده و تا 12000 سال پیش طول می کشد. این مرحله شامل جمع آوری گیاهان وحشی و شکار حیوانات وحشی می باشد. چنین برآورد می شود که میزان استفاده هر فرد از آتش  در این دوره حدود 1HEEE بوده است. سرانه مصرف آتش حدود مقدار انرژی بوده است که در بدن یک فرد جریان دارد. بر این اساس کل سرانه مصرف انرژی برای هر فرد حدود 2HEE بوده است. مرحله کشاوری، در تاریخ بشری از حدود 12000 سال پیش شروه و حدود 200 سال پیش به پایان رسید. کشاورزی شامل تولید مواد غذایی از طریق اهلی کردن برخی از گونه های گیاهی و جانوری، می شود، و همچنین مدیریت محیط به گونه ای که به نفع گیاهان و جانواران اهلی و بر علیه گونه های وحشی باشد. فناوری استفاده از انرژی در طول دوره کشاور متحول شد. در انتهای این دوره هر انسان حدود 3-4HEE انرژی مصرف می نمود، چرا که علاوه بر انرژی ماهیچه ای، او از انرژی برون جسمانی نیز بهره می برد. علاوه بر اتش، که عمدتا بر پایه احتراق زیست توده( چوب) می باشد، سایر منابع برون جسمانی عبارتند از عضلات حیوانات ، باد و آب. حیوانات - اسب، گاو، الاغ - به طور عمده به عنوان نیروی محرکه در حمل و نقل و کشاورزی مورد استفاده قرار می گرفتند. از آب برای به حرکت در آوردن قایق، پمپ محرک برای بالاکشیدن آب،  و به حرکت درآوردن آسیاب نمودن غلات، استفاده می شد. از آسیاب آب همچنین برای خرد نمودن ذرت، و همچنین تأمین انرژی ماشین آلات اولیه برای تولید منسوجات و مانند آنها استفاده می شد.

 با مقایسه وضعیت در پایان دوره کشاوزی، با پایان دوره شکار، میانگین سرانه مصرف انرژی حدود دوبرابر شد، و جمعیت حدود 200 برابر افزایش یافت به گونه ای که کل انرژی مصرفی توسط انسان حدود 400 برابر شد.

 دوره صنعتی تاریخ بشر حدود 200 سال پیش ، و در حدود سال 1800، شروع شد. و ویژگی مشخصه آن استفاده سیستماتیک و گسترده از سوخت های فسیلی بود. در مراحل اول، ابن موضوع بیشت بع مصرف ذغال سنگ در در ساخت ساز معطوف می شد و پس از ان در صنعت حمل و نقل. در قرن بیستم، استفاده از نفت اهمیت بیشتری پیدا کرد، که از آن هم همانند ذغال سنگ، به منظور تهیه الکتریسیته استفاده می شد. در قرن بیستم، استفاده از سوخت های فسیلی و الکتریسیته، استاندارد شد. در اقتصادهای پیشرفته تر، در بخش خانگی و در تولیدات کشاورزی. در اقتصاد مدرن، هیچ چجیزی تولید نمی شود که مستلزم استفاده از انرژی برون جسمانی نباشد، و اغلب آن نیز بر پایه احتراق سوخت های فسیلی می باشد.  تا سال 1900، بشر به طور متوسط 14HEE انرژی برون بدنی استفاده می کرد. در پایان قرن بیستم، این مقدار به به 19HEE رسید. این مقدار متوسط برای سال 1997، از طیف گسترده از کشورهای منفرد به دست می آید. در سال 1997، سرانه انرژی برون جسمانی در ایالات متحده برابر با 93HEE بود. در حالی که در بنگلادش این مقدار برابر 4 بود( که عمده شامل زیست توده ها می شد). جمعیت جهانی در پایان قرن بیستم نسبت به پایان قرن نوزدهم به طور تقریبی با ضریب 6 داشتهطی 200 سال، میزان مصرف انرژی برون جسمانی با ضریب 35 افزایش یافته است.  و این درحالی است که سرانه مصرف انرژی برون بدنی نیز با ضریب 6 رشد نموده است. همانگونه که در بالا نیز به آن اشاره داشتیم، این بدان معناست که کار انجام شده برای جابجایی و انتقال مواد نیز با ضریب 35 رشد نموده است.


2-2-5 روابط رفتاری


IPAT یک ماهیت حسابداری است، با توجه به روش محاسبه P,A و T همواره، I برابر با PAT است. همانگونه که دیدیم، IPAT می تواند برای ترسیم مفاهیم مفروضات، برای تولید سناریوها، مفید است. در جدول 2-4، به عنوان مثال، ما از ان برای محاسبه I ، با این فرض که P تا 50 درصد افزایش یابد، A تا 100 درصد افزایش یابد و T به همان میزان باقی بماند، استفاده می کنیم. P,A و T محرک های تقریبی I هستند. اما می توان پرسید، محرک P,A و T چیست؟ جدای از این که این یک سوال جالب است، این موضوع حائز اهمیت است که آیا ما می خواهیم سیاست ها را برای تحریک I در نظر بگیریم، به عنوان مثال انتشار دی اکسید کربن؛ و این بدان معناست که به مدلی بیاندیشیم که روابط رفتاری را در برمی گیرد که از نظر ما تعیین کننده P,A و T  و سایر متغیرها در طول زمان، هستند. 

 روابط رفتاری متعددی وجود دارند که بر تحرکات P,A و T تاثیر گذاشته و از آنها متاثر می شوند. به عنوان مثال، اقتصادانان بسیار به توابع عرضه و تقاضا علاقمند هستند. این توابع قیمت های نسبی این ورودی ها را تعیین می کنند، و بنابراین بر T تاثیر می گذارند- قیمت بالای سوخت های فسیلی، میزان مصرف آنها را کاهش می دهد و در نتیجه باعث کاهش انتشار دی اکسید کربن می شود. مابقی این کتاب عمدتا به  نقش مکانیزم های قیمت در رابطه با تعیین سطح استخراج از محیط و وارد کردن به آن می پردازد. در اینجا به ذکر دو مثال از روابط رفتاری می پردازیم که در انها رفاه یک محرک است.


2-2-5-1 رفاه و رشد جمعیت:  گذر جمعیتی


یکی از روابط آماری که معمولا بر آن تاکید می شود، همبستگی منفی میان سطح درآمد و نرخ رشد جمعیت می باشد. تلاشهای متعددی در جهت تشریح این رابطه صورت گرفته است، که شناخته شده ترین آنها  نظریه گذار جمعیتی است. این نظریه چهار مرحله را مفروض می دارد که از طریق آنها  پویایی جمعیت  به پیش می رود. این چهار مرحله در شکل 2-6 نشان داده شده اند. در مرحله اول، جمعیت توسط میزان زاد و ولد بالا و میزان مرگ و میر بالا مشخص می شود. در برخی موارد، نرخ مرگ و میر  منعکس کننده تمایل به حفظ ثبات جمعیت است، و بنابراین شامل نوزاد کشی، سقط جنین و پیرکشی می شود.  در مرحله دوم، افزایش درامدهای واقعی باعث بهبود تغذیه و ارتقای سطح سلامت عمومی شده   و منجر به افزایش نرخ رشد جمعیت می گردد. در مرحله سوم از گذر جمعیتی، فشارهای اقتصادی منجر به کاهش نرخ باروری می شود. این فشارها شامل افزایش هزینه های باروری و مراقبت از خانواده، کاهش مزایای خانواده بزرگ، هزینه های بالاتر اشتغال در خانه، و تغییرات در نقش اقتصادی و وضعیت زنان است. در مرحله نهایی، اقتصاد با درآمد سرانه نسبتا بالا، با نسبت یکسان نرخ تولد به مرگ و میر مشخص می شود، و در نتیجه اندازه جمعیت ثابت می ماند.


شکل 2.6 نظریه گذار جمعیتی


نظریه گذار جمعیتی در توصیف پویایی جمعیت مشاهده شده بسیاری از کشورهای توسعه یافته به خوبی موفق می باشد. اگر این نظریه کاربرد عمومی داشت، می شد چنین نتیجه گرفت که افزایش جمعیت یک مرحله گذار است. و برنامه هایی که نرخ رشد درآمد را در کشورهای در حال توسعه افزایش می دهند، در دراز مدت منجر به کاهش جمعیت جهانی خواهند شد. اما واقعا مشخص نیست که آیا این نظریه کاربرد عمومی دارد یا نه. برای بسیاری از کشورهای در حال توسعه مرحله دوم نتیجه افزایش درآمد واقعی نیست بلکه در واقع پیامد انتقال دانش و فناوری می باشد. در واقع، مقیاس های سلامت عمومی و تکنیک های  کنترل بیماری با سرعت زیادی از فراسوی مرزها وارد می شود. اتخاذ چنین اقداماتی در دوره زمانی بسیار کوتاهتری ، نسبت به کشورهای صنعتی اولیه، صورت می گیرد و نرخ مرگ و میر به صورت بی سابقه ای کاهش می یابد. در قرن نوزدهم، کشورهایی با درآمد بالا، بلافاصله پس از یک دوره کاهش در میزان مرگ و میر، کاهش در نرخ زاد و ولد را تجربه می کنند. و این در حالی است که در کشورهای در حال توسعه، کاهش در میزان زاد و ولد با تاتخیر پس از یک دوره کاهش در مرگ و میر رخ می دهد و واین موضوع ، تئوری گذر جمعیتی را به چالش می کشد.

داسگوپتا (1992) استدلال می کند که انفجار جمعیت ، پتانسیل یک دور باطل فقر را ایجاد می کند، که در آن منابع مورد نیاز برای توسعه اقتصادی (و به همین ترتیب برای یک جنبش به مرحله سوم گذار جمعیتی) بواسطه گسترش سریع جمعیت از بین می رود. دو مولفه مهم که در آنها یک جمعیت در طول زمان تغییر میکند، عبتارتند از:  تعداد کودکان متولد شده از هر زن در سن باروری، و امید به زندگی هر کودک. با توجه به بهود در سطح خدمات پزشکی و بهداشت عمومی، افزایش قابل توجهی در امید به زندگی رخ داده است. تعداد کودکان متولد شده در هر خانوار در درجه اول نتیجه تصمیم والدین می باشد. اندازه خانواده یک متغیر انتخابی است؛ روش های تنظیم خانواده و جلوگیری از بارداری مفاهیمی هستند که بر این انتخاب تاثیر می گذارند. نظریه اقتصاد خرد نشان می دهد که هزینه های نهایی و مزایای حاشیه ای کودکان در خانواده (شکل 2.7 را ببینید) اندازه خانواده را تعیین می کنند. هزینه های نهایی کودکان به هزینه های بارداری، تربیت و پروشبستگی دارند و در برگیرنده هزینه های فرصتی زمان والدین در این فعالیت ها نیز می شود. مزایای حاشیه ای کودکان برای خانواده شامل مزایای روانی، مشارکت در درآمد و میزان ارتقا امنیت سنین پیری توسط خانواده های بزرگتر، می شود.

 یکی از مزایای مهم این تجزیه و تحلیل  این است که چشم اندازی را برای راهکارهای سیاست های جمعیتی ارائه می نماید. تلاش برای تغییر اندازه مطلوب خانواده باید با تغییر هزینه نهایی تربیت و پرورش کودکان، و یا مزایای حاشیه ای وجود کودکان در خانواده، صورت گیرد. دولت چه چیزهایی را باید اندازه گیری نماید، و یا چه اهداف میانی را باید دنبال کند، تا اندازه مطلوب خانوده را کاهش دهد؟ در این جا به چند راه کار می پردازیم:

·        افزایش سطح آموزش و به ویژه آموزش بانوان. این امر از سه راه بر باروری تاثیر می گذارد. اولا، آموزش ، تاثیرگذاری برنامه های طراحی خانواده را ارتقا می بخشد: خانواده ها در داشتن تعداد فرزندانی که انتخاب می کنند، مهرات بیشتری کشب می نمایند. ثانیا، مشارکت زنان در آموزش، وضعیت آنها را بهبود می بخشد. اکنون به صورت گسترده ای بر این اصل اتفاق نظر وجود دارد که هر چه  زنان از نقش های ضعیف تری برخوردار باشند، نرخ باروری بالاتر می رود. ثالثا، افزایش سطح آموزش، باعث از بین رفتن تبعیض های جنسیتی در بازار کار می شود، و این امکان را فراهم می آورد تا زنان نیز در درآمد بازار سهمی داشته باشند و نرخ دستمزدهای واقعی انها در بازار کار بالاتر رود. این تغیر باعث می شود هزینه های فرصتی مربوط به بچه ها بیشتر شود، و در نتیجه مزایای حاشیه بچه ها را کاهش می دهد( به عنوان مثال ، کارکران حقوق بگیر می توانند در زمان بازنشستگی برنامه مراقبت از سالمندان را ارائه نمایند).

·        مشوق های مالی نیز می توانند بر اندازه مطلوب خانواده تاثیر بگذارند. جریمه های نقدی نیز می تواند بر خانواده هایی با تعداد بچه های زیاد تحمیل شود. از سوی دیگر، مقررات مالی و رفاهی دولت می تواند خسارت هایی را برای خانوارهایی بافرزند زیاد ایجاد نماید، که در صورت کاهش فرزندان این مقررات برداشته می شود. شیوه های مخالفی برای اعمال این مشوق ها وجود دارد، از جمله سیستم های کمک هزینه مالیاتی و مزایای کودک، مواد غذایی یارانه ای، و هزینه های دسترسی به امکانات بهداشتی و آموزشی. البته چنانچه این محدودیت های مالی به شدت بر خانواده ها وارد شود ممکن است شاعبه هایی در خصوص عدالت به وجود بیاید، اما تجربه چین نشان می دهد که چنانچه دولت مصمم بوده و حمایت های سیاسی کافی را به دست آورد، مقررات مالی که باعث افزایش هزینه های حاشیه ای کودکان و یا کاهش مزایای حاشیه ای کودکان می شوند،  می توانند ابزارهای بسیار قدرتمندی باشند.

·        ارائه مراقبت و حمایت مالی از افراد مسن، که توسط مالیات بر گروه های جوان در جمعیت تامین مالی می شود. اگر مزایای حاشیه ای مربوط به مراقبت کودکان از والدین مسن کاهش یابد، تعداد کودکان مورد نظر در خانواده نیز کاهش می یابند. از آنجا که ابزارهای مالیاتی صرفا به توزیع مجدد درآمد می پردازند، تاثیر آنها بر رفاه می تاند خنثی باشد. اما با کاهش مزایای حاشیه ای کودکان، این امر می تواند رد کاهش اندازه مطلوب خانواده موثر باشد.

·        بی شک مهمترین ابزار برای کاهش اندازه خانواده ، توسعه اقتصادی است. جایگزین نمودن سبک کشاورزی معیشتی با روش های کشاورزی مدرن، این شانس را به کارگران می دهد تا از بازار این کار کسب درآمد نمایند. بی شک ضرر و زیان های فرهنگی زیادی بر چنین دروه گذاری مترتب است که می تماند بر مزایایی که توسعه اقتصادی و کشاورزی به همراه دارد، بچربد. با این وجود تا زمانی که امرار معاش و مزرعه داری غیر بازاری بر بخش کشاورزی یک اقتصاد حاکم باشد، می تواند مشوق قوی در بزرگ شدن اندازه خانواده باشد. فرزندان بیشتر به عنوان دارایی های ارزشمند خانواده محسوب می شوند و این تضمین را می دهند که مزایای حاشیه ای کودکان نسبتا بالا است. علاوه بر این، درآمدهای بازار از دست نمی روند، بنابراین هزینه های حاشیه ای زمان تربیت کودک  همچنان پایین خواهد بود. گام های مهم در جهت ایجاد بازار برای کار (و کاهش اندازه مطلوب خانواده) را می توان با تعریف شفاف تر حقوق مالکیت ، کنترل بیشتر بر استفاده از منابع محلی و ایجاد  مشوق های مالی  برای مدیریت منابه به شیوه ای پایدار، برداشت.

 

 

2-2-5-2 رفاه و فناوری:EKC


گزارش توسعه جانی سال 1992( بانک جهانی)، "توسعه و محیط " نام گرفت. این گزارش بیان می دارد که" این دیدگاه که فعالیت های اقتصادی بر محیط زیست آسیب وارد می کنند، صرفا بر اساس مفروضات ساکن و غیر پویای تکنولوژی، سلیقه ها و سرمایه گذاری های زیست وحیطی، بنا شده است". به عنوان مثال اگر میزان انتشار یک آلاینده به محیط زیست را،e، در نظر بگیریم و میزان درآمد سرانه را y، دیدگاهی را که به آن اشاره شدمی توان به صورت زیر نوشت:


به گونه ای که e به صورت خطی با y افزایش می یابد، همانگونه که در شکل 2-8 نشان داده شده است. اکنون فرض کنیم که ضریب  خود تابعی خطی از y باشد:


بنابراین، با جایگزینی معادله 2-8 در معادله 2-7، رابطه میان e و y به دست می آید:


چنانچه میزان  نسبت به  به اندازه کافی کوچک باشد، این رابطه شکل یک U معکوس را به خود می گیرد، که در شکل 2-8 نشان داده شده است. با این شکل رابطه، رشد اقتصادی به معنی بالاتر رفتن سرانه انتشار خواهد بود تا زمانی که درآمد سرانه به نقطه عصف برسد، و در واقع سرانه انتشار را کاهش دهد. چنین فرض می شود که رابطه ای مانند آنچه در شکل 2-8 نشان داده شده است، برای تخریب محیط زیست برقرار می باشد. چنین رابطه ای را منحنی کوزنتس محیط زیستی (EKC) می نامند. به نام کوزنتس(1955) ، که یک رابطه U شکل معکوس را بین نابرابری در توزیع درآمد و سطح درآمد، مفروض داشت.  اگر فرضیه EKC به طور کلی برقرار باشد، این موضوع حاکی از آن خواهد بود که رشد اقتصادی برعکس آنچه تصور می شود که تهدیدی برای محیط زیست است،  ابزاری خواهد بود برای توسعه زیست محیطی. به این معنی که، وقتی کشورها از نظر اقتصادی توسعه می یابند، از سطح درآمد پایین به سطح درآمد بالا حرکت خواهند نمود. ، و در نتیجه سطح کلی تخریب زیست محیطی کاهش خواهد یافت.


استدلال فرضیه EKC به اختصار به شرح زیر می باشد:


در سطوح پایین توسعه، هم مقدار وهم شدت تخریب محیط زیست ، به اثرات فعالیت های اقتصادی امرار معاش  بر روی منابع پایه، و به مقدار محدودی به ضایعات زیست تخریب پذیر، محدود می شود.هنگامی که توسعه اقتصادی، با ارتقا کشاورزی و استخراج منابه و بروز صنعتی شدن، سرعت می یابد، نرخ کاهش منابع بر نرخ بازسازی منابع فزونی می یابد، و تولید زباله از نظر کمیت و سمیت افزایش می یابد. در سطوح بالاتر توسعه، تغییر ساختار به سمت صنایع و خدمات توسعه، همراه با افزایش آگاهی های زیست محیطی، اجرای مقررات زیست محیطی، فن آوری بهتر و هزینه های زیست محیطی بالاتر، منجر به کاهش تخریب های زیست محیطی می شود.

واضح است که وضعیت تجربی فرضیه EKC از اهمیت ویژه ای برخوردار است. اگر رشد اقتصادی به طور کلی و واقعا برای محیط زیست خوب باشد، به نظر می رسد هیچ نیازی به محدود نمودن فعاالیت های اقتصادی در جهت حفاظت از محیط زیست نیست. در سال های اخیر مطالعات زیادی با استفاده از تکنیک ای اقتصادسنجی به منظور راستی آزمایی این فرضیه EKC صورت گرفته است. در ادامه به بررسی برخی از نتایج به دست آمده از این تحقیقات می پردازیم. به عقیده یک اقتصادان، این نتایج تایید می کنند که:

اگر چه فعالیت های اقتصادی در مراحل اولیه موجب تخریب محیط زست می شوند، اما در نهایت ، بهترین و شاید تنها- راه رسیدن به یک محیط زیست مناسب، ثروتمند شدن است. ارزیابی درستی این نتیجه در برگیرنده دو پرسش است: اولا آیا داده ها همواره با فرضیه EKC سازگار می باشند؟ ثانیا، اگر فرضیه EKC برقرار باشد، آیا می توان چنین استنباط نمود که رشد اقتصادی برای محیط زیست جهانی خوب است؟ اکنون به بررسی هر یک از این سوالات می پردازیم.


2-2-5-2-1 شواهدی درمورد فرضیه EKC


در یکی از اولین مطالعات تجربی، شفیق وباندیوپادی(1992) ضرایب روابط بین تخریب محیط زیست و درآمد سرانه را در خصوص  ده شاخص مختلف زیست محیطی به عنوان بخشی از یک مطالعه پس زمینه برای گزارش توسعه جهانی، برآورد نمودند. این شاخص ها عبارتند از  کمبود آب سالم، عدم بهداشت شهری، سطح ذرات معلق در محیط مناطق شهری، غلظت شهری دی اکسید گوگرد، تغییر در منطقه جنگلی بین سال های 1961 و 1986، نرخ سالانه جنگل زدایی بین سال های 1961 و 1986، اکسیژن محلول در رودخانه ها، کلیفرم مدفوعی در رودخانه ها، سرانه زباله های شهری و سرانه انتشار دی اکسید کربن. برخی از نتایج این مطالعات، از نظر رابطه برازش داده شده اولیه، در شکل 2.9 نشان داده شده است. فقدان آب سالن و عدم بهداشت شهری، با افزایش درآمد، به طور یکنواخت کاهش می یابند. دو مولفه مربوط به جنگلزدایی، رابطه ای را با درآمد شنان ندادند. کیفیت آب رودخانه با افزایش درآمد، بدتر شد. همانگونه که در شکل 2-9 نشان داده شده است، دو آلاینده هوا با فرضیه EKC همراستا هستند. توجه داشته باشید که انتشار گاز CO2، به عنوان یکی از عمده ترین گازهای گلخانه ای که در فصل 10 به آن خواهیم پرداخت، با این فرضیه همراستا نیست و با افزایش درآمد به صورت مستمر افزایش می یابد.

پانایوتو(1993) فرضیه EKC را از جهت موارد زیر مورد بررسی قرار داد: دی اکسید گوگرد (SO2)، اکسید نیتروژن (NOx) ذرات معلق و جنگل زدایی. این سه آلاینده بر اساس سرانه انتشار  در مبنای ملی، مورد سنجش قرار گرفتند. جنگل زدایی به صورت میانگین نرخ سالانه جنگل زدایی در اواسط دهه  1980 اندازه گیری شد.


شکل 2-9 شواهدی برای EKC: براوردها بر اساس تحلیل رگرسیون داده های به دست آمده از دهه 1980 صورت گرفته اند.

تمامی روابط متناسب ، U های معکوس می باشند، که با فرضیه EKC سازگارند. نتایج مربوط به SO2 در کل 2-10 نشان داده شده ، که در آن نقطه عطف ، سرانه 3000 دلار است. هم اکنون مطالعات گسترده ای در خصوص وضعیت تجربی فرضیه EKC وجود دارد. برخی از اقتصادانان، نتایج موجود در این مطالعات را به عنوان تایدی بر EKC برای تاثیرات محلی و منطقه ای تلقی نموده اند، به عنوان مثال برای گوگرد ، اما نه برای تاثیرات جهانی، مانند دی اکسید کربن. با این وجود استرن و کامون(2001) نتایجی را ارئه نموده اند که با وجود یک EKC برای گوگرد، سازگار نمی باشند. فرضیه EKC ممکن است برای برخی تاثیرات محیطی برقرار باشد اما برای همه آنها برقرار نیست.

2-2-5-2-2 مفاهیم EKC


اگر فرضیه EKC تایید شود، به چه معنا خواهد بود؟ روابطی ماند آنچه در شکل 2-10 نشان داده شده است، ممکن است این باور را ایجاد نماید که، با توجه به سطوح احتمالی سرانه درآمد، دغدغه های تاثیرات زیست محیطی جهانی در آینده نه چندان دور مرتفع خواهند شد. در شکل 2-10، نقطه عطف، نزدیک به میانگین درآمد جهانی است. در واقع، به دلیل توزیع بسیار اریب درآمد سرانه، در بالا و پایین این میانگین، این آن چیزی نخواهد بود که چنین رابطه ای نوید می دهد.

 این موضوع توسط استرن و همکاران(1996) مورد برسی قرار گرفت، که ادبیات این موضوع را به صورت نقادانه ای در خصوص وجود روابط معنادار EKC، تجزیه و تحلیل نمودند. استرن و همکاران استفاده از برآوردهای رشد اقتصادی جهان و رشد جمعیت جهان در گزارش توسعه جهانی 1992 (IBRD، 1992) ، در کنار برآوردهای پانایوتو از EKC برای انتشار CO2 و جنگلزدایی، برای پیش بینی بآوردهای جهانی این متغیرهای در سال های 1990 تا 2025 استفاده می کند. این موارد از دیدگاه توسعه پایدار مهم  می باشند. انتشار SO2 یک عامل در مشکل باران اسیدی است: جنگل زدایی، به ویژه در مناطق استوایی، به عنوان  منبع اصلی از دست رفتن تنوع زیستی محسوب می شود. استرن و همکاران جمعیت و رشد اقتصادی هر کشور با جمعیت بیشتر از 1 میلیون را در سال 1990 براورد نمودند. پیش بینی های جمع آوری شده نشان دهنده رشد جمعیت جهان از 5265 میلیون در سال 1990 به 832 میلیون در سال 2025، و افزایش درآمد سرانه جهانی از 3957 دلار در سال 1990 به 7127 دلار در سال 2025 است.  سپس انها به پیش بینی جنگلزدایی و انتشار SO2 برای هر کشور ، یا استفاده از ضرایب پانایوتو پرداختند. این پیش بینی ها برای برآورد میزان جنگ و SO2 جهانی ، جمع آوری شدند. با وجود رابطه EKC نشان داده شده در شکل 2.10، کل انتشار SO2 جهانی از 383 میلیون تن در سال 1990 به 1181 میلیون تن در سال 2025 افزایش یافت؛ انشار سرانه SO2 نیز از 73 کیلوگرم در سال 1990 به 142 کیلوگرم در 2025  افزایش می یابد. سطح زی پوشش جنگل نیز از 4/40 میلیون کیلومتر مربع در سال 1999 به کمتر از 2/37 کیلومتر مربع در سال 2016، کاهش می یابد، و در ادامه ، در سال 2025 به 6/37 کیلومتر مربع افزایش می یابد. از دست رفتن تنوع زیستی به دلیل جنگل زدایی، یک  تاثیر زیست محیطی غیر قابل برگشت است، به جز در بازه های زمانی تکاملی، به طوری که حتی در این مورد نیز مفاهیم EKC اطمینان بخش نیستند. به طور کلی، کار استرن و همکاران نشان می دهد که پاسخ سوال دوم این است که حتی اگر داده ها ظاهرا تناسب  EKC در خصوص تجارب کشورهای منفرد تایید نمایند، اما نمی توان چنین استنباط نمود که رشد بیشتر ، برای محیط زیست جهانی خوب است. آرو و همکاران(1995) نیز به نتایج مشابهی در این زمینه دست یافتند و بیان می دارند که:

این نگرش کلی که رشد جمعیت برای محیط زیست جهانی خوب است، با وجود رابطه میان درآمد سرانه  و برخی اقدامات زیست محیطی، قابل توجیه است. آنها در متذکر می شوند که رابطه ECK ، تنها بر برخی از آلاینده های انتخابی اعمال می شود. اما برخی از اقتصاددانان، حدس زده اند که این منحنی به کیفیت کلی محیط زیست مربوط می شود. آرو و همکاران در نهایت چنین نتیجه گیری می کنند که :

 رشد اقتصادی یک نوشدارو برای محیط زیست نیست، و در واقع باید گفت موضوع چندان مهمی نیز نمی باشد.

 و این که :

سیاست های رشد تولید ناخالص ملی جایگزین سیاست های زیست محیطی نمی شوند.

در کادر 2-2، گزارش از نتایج شبیه سازی هایی را ارائه می نماییم که  نشان می دهد حتی اگر رابطه EKC بین درآمد و اثرات زیست محیطی به طور کلی قابل اجرا باشد، با توجه به ادامه رشد نمایی درآمد ،تنها در شرایط بسیار خاص، و ان هم در دراز مدت ممکن است رابطه ای بین رشد اقتصادی و اثرات زیست محیطی وجود نداشته باشد.


2-3 فقر و نابرابری


برنامه توسعه سازمان ملل(UNDP) هر ساله یک گزارش توسعه انسانی ارائه می نماید، که از گزارشات مختلف سازمان ملل و سایر سازمان های بین المللی استخراج شده و تنها مرجعه بسیار مفید داده ها و تحلیل ها در خصوص اوضاع بشرزی می باشد. این بخش از کتاب عمدتا بر پایه این گزارش می باشد و مخصوصا گزارش سال 2001، که جملات زیر از آن برگرفته شده اند:

چالش های توسعه انسانی در هزاره جدید همچنان عظیم باقی مانده اند... در سراسر جهان شاهد محرومیت های غیر قابل قبول در زندگی انسان ها می باشیم. از 4.6 میلیارد نفر در کشورهای در حال توسعه، بیش از 850 میلیون نفر بی سواد هستند، نزدیک به یک میلیارد  نفر به منابع آب سالم دسترسی ندارند ، و 2.4 میلیارد  نفر به امکانات بهداشتی اولیه دسترسی ندارند. بیش از 325 میلیون پسر و دختر به مدرسه نمی روند. 11 میلیون کودک زیر پنج سال از بیماری های قابل پیشگیری می میرند- که معادل 30000 نفر در روز می باشد. حدود 2/1 میلیارد نفر با درآمد کمتر از یک دلار در روز زندگی می کنند و حدود 8/2 میلیار نفر با در آمد کمتر از 2 دلار در روز.

 این سازمان در گزارش سال 1998 خود همچنین می افزاید که: 1/1 میلیارد نفر فاقد خانه مناسبل می باشند و 9/0 میلیارد نفر از سوء تغذیه رنج می برند و حدود 9/0 میلیلارد نفر به انکانات اولیه بهداشتی دسترسی ندارند.

 در مقابل این پیشینه، گزارش سال 2001 بیان می دارد که: دامنه این چالش ها ترسناک به نظر می رسد. با این وجود افراد معدودی بر این باورند که دستاوردهای چشمگیر جهان در 30 سال گذشته به ریشه کن نمودن فقر خواهد انجامید. کودکانی که امروز به دینا می آیند نسبت به کودکان سی سال پیش ، 8 سال بیشتر عمر می کنند. افراد بسیار بیشتری قادر به خواندن و نوشتن هستند، نرخ باسوادی بزرگسالان از 47% در سال 1970 به 73% در سال 1999 رسید. دسترسی روستانشینان به آب سالم  بیش از 5 برابر شده است. افراد بسیار بیشتری از روند رو به رشد استاندارد های زندگی لذت بهره مند می شوند. به گونه ای که میانگین درامد افارد در کشورهای در حال توسعه در بازه زمانی 1975 تا 1998تقریبا دو برابر شده است.

 اکنون به بررسی دقیق تر وضعیت و روند فعلی می پردازیم. برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص این گزارش، خواننده می تواند به بخش پایانی این فصل مراجعه نماید.

 2-3-1 وضعیت فعلی توسعه انسانی

جدول 2-5 داده هایی را در خصوص برخی شاخص های برگرفته از گزارش توسعه انسانی ارائه می نماید. این داده ها مربوط به 162 کشور می شوند. داده های مربوط یه 29 کشور عضو سازمان ملل در این گزارش نیامده چرا که اطلاعات دقیق در خصوص انها در دسترس نمی باشد. کشورهای حذف شده، حدود 100 میلیون از کل جمعیت جهان را تشکیل می دهند. بزرگترین کشورهای حذف شوند عبارتند از: افغانستان، کوبا، جمهوری دموکراتیک کره، عراق و یوگسلاوی.

جدول 2-5 مقایسه های بین المللی در پایان قرن بیستم

 

امید به زندگی

مرگ و میر نوزادان

میزان کالری در روز

تولید ناخالص داخلی

 

سرانه برق

جهان

OECD

ایالات متحده آمریکا

ترکیه

EE و کشورهای مستقل مشترک المنافع

مجارستان

ازبکستان

در حال توسعه

کمتر توسعه یافته

کشورهای جنوب صحرا

 

 

 

 

 

 

کشورهای جهان به شیوه های مختلف و در زمینه های مختلف دذسته بندی می شوند. سه شکل دسته بندی ارائه شده در جدول فوق، از جمله روش های طبقه بندی در گزارش توسعه انسانی می باشند. OECD مخفف سازمان همکاری و توسعه اقتصادی ، می باشد. این سازمان دارای 30 عضو بوده، و به مجموعه ای از کشورهای صنعتی پیشرفته گفته می شود که گاهی اوقات به عنوان "کشورهای توسعه یافته" یا "شمال" شناخته می شوند. همانطور که نشان داده، ترکیه یک عضو است، همانگونه که مکزیک یک عضو است. 'EE و CIS مخفف کشورهای شرق اروپا و کشورهای مستقل مشترک المنافع می باشد، یعنی اتحاد جماهیر شوروی سابق. این گروه بندی شامل کشور در سطوح بسیار متفاوت از توسعه می باشد، همه کشورهای تحت پوشش این داده ها، به جز OECD،EE و CIS، تحت عنوان کشورهای در حال توسعه شناخته می شوند. برای بسیاری از شاخص ها، گزارش توسعه انسانی، داده هایی را ارائه نموده است، که دو مود از آنها در جدول 2-5 ارائه شده اند. بسیاری از این کشورهای کمتر توسعه یافته، در جنوب صحرای آفریقا واقع شده اند؛ اعضای غیر آفریقایی کشورهای کمترتوسعه یافته شامل بنگلادش، کامبوج، هائیتی، جمهوری دموکراتیک خلق لائوس، میانمار و نپال می شوند. در سال 1999 اندازه جمعیت برای سه این س گروه از کشورها به صورت زیر است: OECD  1122 میلیون نفر؛ EE و CIS 398 میلیون؛ در حال توسعه 461 میلیون. مجموعه کشورهای کمتر توسعه یافته 609 میلیون ، و برای کشورهای جنوب صحرای آفریقا 591 میلیون نفر.

 انتظار می رود که جمعیت OECD، به طور متوسط 12 سال بیشتر از افراد کشورهای در حال توسعه عمر کنند. میزان مرگ و میر نوزادان در OECD حدود یک چهارم این تعداد در کشورهای در حال توسعه است. یک فرد بزرگسال به طور متوسط حدود 2500 کالری در روز نیاز دارد. بر این اساس، نظام تغذیه در کشورهای در حال توسعه، به طور متوسط کافی می باشد، اما در کشورهای کمتر توسعه یافته، ناکافی است. افراد در کشورهایOECD به طور متوسط 35% بیش از میزان مورد نیاز ، کالری دریافت می کنند. گزارش توسعه انسانی، به دنبال گزارش بانک جهانی، فقر را به صورت درامد کمتر از 600 دلار در سال تعریف می کند، که معادل 1 دلار در روز است. بر اسن اساس، با توجه به جدول 2-5، حتی برای کشورهای کمتر توسعه یافته نیز، میزان درآمد بالاتر از خط فقر است. با این وجود، آنچنان که در بالا گفته شد، با نگاهی ورای میانگین، حدود 2/1 میلیارد نفر  زیر خط فقر زندگی می کنند. از نظر میانگین ها، سرانه درآمد ناخالص ملی، در کشورهای OECD حدود شش برابر کشورهای درحال توسعه است و حدود 19 برابر کشورهای کمتر توسعه یافته. در خصوص سرانه مصرف الکتریسیته نیز شرایط تقریبا به همین صورت است.

 داده های جدول 2-5، تنها برای تعداد بسیار کمی از شاخص های گزارش توسعه انسانی می باشند. این تصویر ارائه شده تقریبا برای تمامی شاخص ها به همین صورت است. بسیاری از انسان ها از فقر و محرومیت رنج برده و نابرابری عظیمی در جهان مشاهده می شود. در خصوص نابرابری درآمدها، گزارش توسعه انسانی سال 2001، نتایجی را از مطالعات انجام شده بر مبنای بررسی های خانگی، ارائه می نماید. این مطالعه ، دوره زمانی 1988 تا 1993 و 91 کشور، که 84 درصد جمعیت جهان را تشکیل می دهند، تحت پوشش قرار می دهد. براساس این مطالعه:


·        درآمد فقیر ترین کشورهای 10 درصدی، 6/1% غنی ترین کشورهای 10 درصدی می باشد. .

·        جمعیت یک درصدی غنی ترین ها، درآمدی معادل جمعیت 57 درصدی ففقیرترین ها دارند.

·         حدود 25 درصد از جمعیت، 75 درصد از درآند را به خود اختصاص  داده اند.


2-3-2 روندهای اخیر


سوال مهم در این میان این است که ایا اوضاع در سال های اخیر بهتر شده است. جدول 2-6، نسبت مقادیر برگفته از جدول 2-5  را با مقادیر ربع قرن پیش نشان می دهد. امید به زندگی به تناسب، در کشورهای در حال توسعه نسبت به OECD افزایش بیشتری داشته است. و به طور کلی برای EE و CIS کاهش یافته است. در فدراسیون روسیه، امید به زندگی از 69.7 برای 1970-1975 به 66.1 در سال 1999 کاهش یافته است. که این امر به  فروپاشی اقتصادی و اختلال در مراقبت های بهداشتی پیشگیرانه مربوط می باشد. همچنین دلیل آن می اواند اثرات تجمعی آلودگی زیست محیطی چندین ساله در اتحاد جماهیر شوروی باشد؛ به ویژه ضایعات سمی کارخانه های شیمیایی، آفت کش های کشاورزی و تابش های هسته ای منابع مختلف.


جدول 2-6 نسبتهای تغییر در سه ماهه آخر قرن بیستم

 

امید به زندگی

مرگ و میر نوزادان

میزان کالری در روز

تولید ناخالص داخلی

 

سرانه برق

جهان

OECD

ایالات متحده آمریکا

ترکیه

EE و کشورهای مستقل مشترک المنافع

مجارستان

ازبکستان

در حال توسعه

کمتر توسعه یافته

کشورهای جنوب صحرا

 

 

 

 

 

 


برای مرگ و میر نوزادان، نسبت کمتر از یک نشان دهنده بهبود در این دوره است. با در نظر گرفتن سه گروه، این بهبود برای EE و CSI کمترین مقدار بوده است. با نگاهی به تغذیه، می بینیم درحالی که شرایط تغذیه برای کشورههای در حال توسعه به طور کلی بهبود یافته است، اما برای کشورهای کمتر توسعه یافته، تغییری دیده نمی شود و برای کشورهای جنوب صحرا اوضاع بدتر هم شده است. نمودار میزان مصرف کالری برای کشورهای EE و کشورهای مستقل مشترک المنافع، برای سال 1970، در دست نمی باشد. برای مجارستان متوسط مصرف کالری روزانه با شیب ملایم از سال 1970 تا 1997 کاهش یافته است. در حالی که برای فدراسیون روسیه این کاهش 25 درصدی بوده است.

 در کشورهای در حال توسعه سرانه تولید ناخالص ملی با سرعت بیشتری نسبت به کشورهای OECD رشد نموده است. البته، بین کشورهای در حال توسعه نیز اختلافات بسیار زیادی مشاهده می شود. برای کشورهای کمتر توسعه یافته، سرانه درآمد، طی 24 سال تنها 5% افزایش نشان می دهد. و برای کشورهای صحرای جنوبی این کاهش به میزان 20 درصد بوده است. در طول دهه 1990، تعداد کل افرادی که زیر خط فقر زندگی می کرده اند، کم و بیش حدود 2/1 میلیارد نفر بوده است. با توجه به اینکه جمعیت جهان در این مدت افزایش یافته است، بنابراین، نسبت افرادی که در زیر خط فقر زندگی می کنند، تا حدودی کاهش یافته است.

 اما درباره نابرابری، اوضاع چگونه است؟ گزارش توسع انسانی2001، براساس درآمد سرانه، نشان می دهد که از سال 1970 تا 1997، نسبت درآمد 10 درصد غنی ترین ها به 10 درصد فقیرترین ها ، از 4/19 به 9/26 افزایش یافته است، که نشان دهنده افزایش نابرابری می باشد. از سوی دیگر اگر این نسبت بین 20 درصد بالا و پایین یررسی شود، از 9/14 به 1/31 افت را نشان می دهد، که نشان دهنده کاهش نابرابری است.


 جدول 2-7 سرانه تولید ناخالص ملی مربوط به آمریکا

 

1975

1999

OECD

USA

ترکیه

EE و CIS

مجارستان

ازبکستان

کشورهای در حال توسعه

کشورهای کمتر توسعه یافته

جنوب صحرا

 

 

 

جدول 2-7 براساس داده های سرانه GDP ، مورد استفاده در جداول 2-5 و 2-6 است. بر این اساس، برای OECD سرانه درآمدناخالص ملی 69 درصد این مقدار برای آمریکا بوده است. OECD و USA با نرخ یکسان رشد نموده اند. به گونه ای که مورد دوم نسبت به مورداول نه بهتر شده است و نه بدتر. وبدین صورت، نابرابری بدون تغییر باقی می ماند. در مورد ترکیه، نیز اوضاع به همین صورت است. نمودار این مورد برای ازبکستان وجود ندارد. برای مجارستان  این نسبت از 48/0 به 36/0 کاهش یافته است، به گونه ای که نابرابری بین مجارستان و آمریکا افزایش را نشان می دهد. شاید چنین تصور شود که این وضعیت برای همه کشورهای EE و CIS نیز وجود دارد. برای بیشتر اعضای فدراسیون روسیه ازن نسبت از 50/. در سال 1975 به 24/. در سال 1999 کاهش داشته است.

برای کشورهای در حال توسعه، نابرابری، نسبت به آمریکا، کمی کاهش یافته است، به گونه ای که از 10/. به 11/. رسیده. و این در حالی است که برای کشورهای کمتر توسعه یافته و کشورهای جنوب آفریقا، نسبت به آمریکا، نابرابری درآمدها افزایش یافته است. در مورد آفریقای جنوبی، سرانه تولید ناخالص ملی، تا 20 درصد افت داشته، و این در حالی است که سرانه تولید ناخالص ملی آمریکا تا حادود 60 درصد افزایش داشته است. بدین صورت نسبت کشورهای کمتر توسعه یافته به آمریکا، تا 50 درصد افت داشته است.

2-3-3 رشد به عنوان یک راه حل

اقتصاددانان توجه ویژه ای به رشد اقتصادی به عنوان یک هدف عمده، دارند. و علت آن هم این است که آن را تنها راه حل مشکل فقر می دانند. و استدلال آنها نیز ان است که با رشد اقتصادی، فقرا می تواند ، بدون آنکه چیزی از ثروتمندان، کاسته شود، شرایط خود را بهبود بخشند. به طور کلی، ثروتمندان در مقابل توزیع مجدد دارایی ها به سمت فقرا مقاومت می کنند. به طوری که این روند کاهش فقر به ایجاد تنش های اجتماعی و درگیری های خشونت آمیز خواهد انجامید. علاوه بر این، و بالاتر از چنین ملاحظاتی، کاهش فقر از طریق توزیع مجدد، حتی اگر از نظر سیاسی و اجتماعی امکان پذیر باشد، نمی تواند فایده ای داشته باشد. مساله این است که به طور کلی تعداد افراد فقیر بسیار بیشتر از افراد ثروتمند است و سرمایه کافی برای انتقال از ثروتمندان به فقرا، به گونه ای که بالای خط فقر قرار بگیرند، وجود ندارد. و این در حالی است که در سال های پس از جنگ جهانی دوم، اقتصاددانان فکر می کردند که می دانند چگونه به رشد اقتصادی برسند و اکنون می توانند مشکل قدیمی فقر را حل کنند. در واقع، شاید اقتصاد دان معروف قرن بیستم، جی. ام. کینز، در رشد اقتصادی این چشم انداز را دید که مهمترین مشکل اقتصادی، یعنی کمبود، باید حل شود. وی در مقاله ای که در اوایل دهه 1930 ، در خصوص چشم انداز اقتصادی بچه های مهد کودک  نوشت، به موضوع، زباله های ناشی از صرفه جویی در مصرف منابع، و به ویژه نیروی کار، پرداخت. او بر این باور است که چنانچه ابزارهای چنین اتلافی شناخته و پذیرفته شوند، رشد اقتصادی، یعنی افزایش سرانه تولید ناخالص ملی، با رشد 2% در سال محقق و تثبیت می شود. این بدان معناست که طی مدت یک سال ، میزان خروجی هفت برابر خواهد شد. کمبود، از بین رفته و شرایطی پیش می اید که در آن اقتصاد و اقتصاددانان چندان اهمیتی نخواند داشت. در سال های پس از جنگ جهانی دوم، بسیاری از اقتصاددانان فکر می کردند که اقتصاد کلان کینزی وسیله ای برای دستیابی به اشتغال کامل و رشد پایدار در سراسر جهان خواهد بود.

حساب و کتاب علم مرکب-رشد با نرخ ثابت و متناسب- درواقع بسیار قابل توجه است. و بدون شک، رشد اقتصادی در طول تاریخ ، سطوح مصرف توده جمعیتی را در جهان صنعتی ثروتمند افزایش داده است و به جایی رسانده که در ابتدای راه صنعتی شدن،یعنی 200 سال پیش، هرگز کسی فکر آن را نمی کرد. همچنین شکی نیست که برای کشورهای در حال توسعه به عنوان یک کل، رشد اقتصادی در بخش دوم قرن بیستم ، میزان فقر را کاهش داده است. البته، رشد اقتصادی، لزوما به معنی کاهش نابرابری اقتصادی نیست. اگر درآمد فقرا و ثروتمندان به یک نسبت رشد یابد، تفاوت نسبی بین آنها همچنان یکسان باقی خواد ماند. و تفاوت مطلق - به دلار در هر سال - در واقع افزایش می یابد. فرضیه منحنی کوزنتس حاکی از آن بود که، با رشد اقتصادی، نابرابری درآمد، اول افزایش و سپس کاهش می یابد. همانگونه که پیش از این نیز گفته شد، نابرابری های جهانی در آمد ، در سال های اخیر به طور کلی کاهش نیافته است. در برخی اتصادهای پیشرفته، این نابرابری، حتی افزایش نیز یافته است.


2-4 محدودیت های رشد


یک رخداد مهم در خصوص مشکلات پایداری، انتشار کتاب  محدودیت های رشد، در سال 1972 بود(مادوس و همکاران، 1972). این کتاب ادعا می کند که محدودیت های زیست محیطی، منجر به فروپاشی سیستم های اقتصادی در میانه قرن بیست و یکم می شود. این کتاب صریحا توسط بسیاری از اقتصاددانان محکوم شد، اما بسیاری از مردم دیگر را تحت تاثیر قرار. البته باید متذکر شد که این کتاب محرکی برای توجه دوباره به منابع طبیعی در اواخر دهه 1970 شد. یک اقتصاددان دیگر در همان زمان ادعا می کند که این محدودیت ها بیش از ان که زیست محیطی باشند، اجتماعی هستند.


2-4-1 محدودیت های زیست محیطی


محدودیت های رشد، نتایج مطالعه ای را گزارش نمود که در آن یک مدل کامپیوتری، World3، به منظور شبیه سازی آینده جهان به کار گرفته شد. این نرم افزار، اقتصاد جهان را به صورت یک اقتصاد واحد، ارائه می نماید و در برگیرنده تعاملات میان اقتصاد و محیط می باشد. به گفته سازنده World3:

این برنامه  به بررسی پنج روند عمده نگرانی جهانی می پردازد - افزایش سرعت صنعتی شدن، رشد سریع جمعیت، سوء تغذیه گسترده، کاهش منابع غیر قابل تجدید، و یک محیط زیست وخیم. این روند ها دارای روابط داخلی هستند. و توسعه آنها در واحدهای دهه و قرن اندازه گیری می شود، نه ماه و سال. با این مدل، ما در پی درک دلایل این روندها، روابط میان انها،  و کاربرد آنها در یکصد سال آینده هستیم.

الف) محدودیت در مقدار زمین موجود برای کشاورزی

ب) محدودیت در مقدار خروجی کشاورزی قابل تولید در هر واحد از زمین

ج) محدودیت در مقدار منابع غیر قابل تجدید موجود برای استخراج؛

د) محدودیت در توانایی محیط زیست برای جذب ضایعات ناشی از تولید و مصرف، که حد مجاز سطح آلودگی را افزایش می دهد.

رفتار نظام اقتصادی به عنوان یک پیوستار از  روند گذشته در متغیرهای کلیدی نشان داده شد، مشروط به این که این روند تحت تاثیر متغیرهای ارائه شده در مدل قرار گیرد. این روابط از نظر اثرات منفی و  مثبت نشان داده شده اند. بنابراین، برای مثال، رشد جمعیت توسط نرخ تولد و مرگ تعیین می شود ، که این تحت  تاثیر باروری و مرگ و میر می باشد، که به نوبه خود توسط متغیرهایی مانند سرانه تولید صنعتی ، میزان تنظیم خانواده و آموزش، برای باروری و و در دسترس بودن سرانه غذا، سرانه تولیدات صنعتی ، آلودگی، و در دسترس بودن مراقبت های بهداشتی، برای مرگ و میر،  مشخص می شود.

 برخی از نتایج به دست آمده از این مدل شبیه سازی عبارتند از :

1)     اگر روند رشد جمعیت ، صنعتی شدن، آلودگی، تولید مواد غذایی و کاهش منابع بدون تغییر ادامه یابد،محدودیت های رشد در این سیاره، طی یکصد سال آینده بروز خواهند نمود. محتملترین نتیجه کاهش ناگهانی و غیر قابل کنترل در جمعیت و ظرفیت های صنعتی خواهد بود.

2)     امکان تغییر این روند و ایجاد شرایط ثبات زیست محیطی و اقتصادی وجود دارد که برای آینده مناسب باشد. حالت تعادل جهانی را  می توان به گونه ای  طراحی نمود که نیازهای اولیه مادی، هر فرد بر روی زمین برآورده شود. و هر فرد از فرصت برابر برای تحقق بخشیدن به پتانسیل های انسانی فردی خود برخوردار باشد.

3)     اگر مردم جهان تصمیم بگیرند که به جای پیامد اول، به نتیجه دوم دست یابند، هرچه زودتر اقدام به این کار کنند، به موفقیت عظیم تری دست می یابند.

آنچه محدودیت های رشد، واقعا می خواهد بگوید، به صورت گسترده ای بد جلوه داده  شده است. همگان بر روی یک پیش بینی بی قید و شرط از فاجعه ای در آینده نزدیک، متفق القول هستند، که نتیجه بقای جهان بدون وجود منابع تجدید پذیر است. در واقع، همانگونه که گفته شد، آنچه در این مر دخیل است به نوعی مشروط به تداوم روندهای فعلی است. علاوه بر این، این پیش بینی مشروط، بر مبنای تمام شدن منابع نیست.


شکل 2-13: پیش بینی های اجرای مدل "محدودیت های رشد"


 اولین مدل ارائه شده، فروپاشی را نتیجه کاهش منابع می داند. شکل 2-13 بازتولیدی از شکل محدودیت های رشد می باشد که نتایج را برای "اجرای استاندارد مدل جهان" گزارش می کند. این اجرا، هیچگونه تغییرات عمده ای را در روابط اجتماعی، اقتصادی یا فیزیکی مفروض نمی کند. متغیرها، بر مبنای مقادیر تاریخی واقعی تا سال 1970 می باشند. از این پس، رشد مواد غذای ، تولیدات صنعتی و جمعیت به صورت نمایی ادامه یافته تا جایی که موجب نابودی منابع پایه و کاهش رشد صنعتی می شوند. عقب ماندگی های سیستم، تا مدتی پس از به اوج رسیدن تولیدات صنعتی، منجر به رشد جمعیت و آلودگی  می شود. در نهایت، رشد جمعیت، باافزایش میزان مرگ و میر ناشی از کاهش مواد غذایی و خدمات بهداشتی، متوقف می شود.

با این حال، اجرا گزارش بعدی شامل مدل اصلاح شده توسط افزایش حد در دسترس بودن منابع می شود، به گونه ای که کاهش، منجر به بر.ز مشکلاتی برای سیستم اقتصادی نمی شود. در این اجرا، منبع احتمالی فاجعه، سطح آلودگی ناشی از بهره برداری بی رویه از منابع می باشد.

تعدادی از اجراهای مختلف مدل گزارش شد، که هر کدا بخشی از محدودیت ها را متعادل می سازند. نتایج به دست آمده بر مبنای توجه به اجراهای مختلف مدل می باشد. اجراهای متوالی مدل برای تعیین تغییراتی در پیکربندی استاندارد صورت گرفت که برای رسیدن مدل به یک حالت پایدار ضروری بود.

 اغلب افراد بر این باورند که نتایج World3 می گویند  محدودیت هایی برای رشد اقتصادی وجود دارد. در واقع این نتایج حاکی از آن هستند که محدودیت هایی برای مواد لازم برای فعالیت های اقتصادی جهان وجود دارد. هنگامی کخ رشد اقتصادی اندازه گیری می شود، در برگیرنده خروجی بخش خدمات، و همچنین بخش های کشاورزی و صنعتی می باشد.

 

 

کلیه سفارشات ترجمه متون تخصصی و مقاله از سرتاسر ایران و کاشان پذیرفته می شود.

قمصری   09138909738

 

ترجمه تخصصی انگلیسی به فارسی مقاله پلیمر و ذرات


عنوان مقاله: توزیع نابرابر نانوذرات در مایعات غیر قابل امتزاج، توسعه ی مورفولوژی در پیوندهای پلیمری


چکیده مقاله


هدف بررسی حاضر خلاصه کردن دانش فعلی پیرامون چگونگی سازماندهی نانوذرات جامد درپلیمرها است. نخست، عملکرد امولسیون های مایع با ویسکوزیته ی پایین حاوی ذرات جامد کلوئیدی به صورت مختصر ارائه می شود. در مقابل آمیزه های پلیمری[1]، آنها موضوع مطالعات فشرده برای یک مدت زمان طولانی با هدف عملی و جامع نیز می باشند. امولسیون های مایع با ویسکوزیته ی بالا[2] مانند آمیزه های پلیمری بارگذاری شده با پرکننده های نانویی تا جدیت و شور و شوق اخیر در مورد فناوری نانو و به طور خاص تر نانوکامپوزیت پلیمری نیز توجه کمتری دریافت کرده اند. برخی شباهت ها و تفاوت ها میان دو نوع امولسیون ها نیز مشخص می شوند. ذرات جامد برای توزیع یکنواخت در آن نوع از مایعات مرکب از چند جزء نیز معروف هستند و عواملی که توزیع آنها در آمیزهای پلیمری را تعیین می کنند نیز مورد بحث قرار می گیرند. ذرات جامد برای توزیع یکنواخت در آن نوع از سیالات مرکب[3] نیز معروف هستند و عواملی که توزیع آنها در آمیزهای پلیمری را تعیین می کنند نیز مورد بحث قرار می گیرند. تاکید خاص بر رقابت میان ترمودینامیک خیس شوندگی جامد[4] توسط فازهای پلیمری و کنترل جنبشی[5] بومی سازی پرکننده به طور مستقیم با میزان فرایند ترکیبی نیز ارتباط دارد. این باور وجود دارد که این دیدگاه یکی از ویژگی های آمیزه های پلیمری پرکننده است و دارای یک اثر شدید و گاهی اوقات غالب در بومی سازی ذرات نیز می باشد. این دیدگاه نیز توضیح می دهد که کنترل دقیق شکل شناسی ها را می توان در جایی بدست آورد که در آن ذرات، موضع تعادل[6] خود را اشغال نمی کنند.


واژگان کلیدی مقاله: نانو ذرات، ذرات کلوئیدی، آمیزه های پلیمری، شکل شناسی


1.     مقدمه مقاله


یک امولسیون، مخلوطی از دو مایع غیر قابل امتزاج است که در آن یک از مایعات به شکل قطرات با اندازه ی کوچک از میلی مترها به کمتر از 1 میلی متر نیز پراکنده می شود. این تعریف کوتاه بدون در نظر گرفتن ویسکوزیته ی مایعات، معتبر در نظر گرفته می شود، به طوری که آمیزه های گداخته ی پلیمری ممکن است به عنوان امولسیون های بالای مایع ویسکوزیته نیز در نظر گرفته شود. هدف می تواند بدست آوردن مواد نرم با بافت های خاص، امولسیون های مایع با ویسکوزیته ی پایین، خواص لمسی و ویژگی های سیال باشد (امولسیون های پایدار مایع، کف، ژل، پودرهای سیال.). امولسیون های پایدار نیز در زمینه ی استخراج نفت، صنایع غذایی، لوازم آرایشی و بهداشتی نیز به کار گرفته می شود. با این حال، امتزاج ناپذیری و ناهم سازی مایعات ممکن است پس از همگن سازی، دلیل جدایی فاز ماکروسکوپی باشد و بسته به کاربرد آن، فوق العاده مهم است که این اتفاق رخ نمی دهد. یک قرن پیش، رامسدن [1] و پیکرینگ [2] متوجه شده اند که نه تنها سورفاکتانت قادر به تثبیت امولسیون های مایع با ویسکوزیته ی پایین هستند بلکه بخش کوچکی از ذرات نامحلول دقیق می تواند تاثیر گذار باشد. از آن پس، چندین تیم تحقیقاتی در حال بررسی امولسیون حاوی ذراتی مانند سیلیس، کربن سیاه و سفید، اکسیدهای فلزی یا لاتکس پلیمری نیز می باشد. به وضوح نشان داده می شود که این کلوئیدها به شدت می تواند در رابط مایع-مایع جذب نماید ودر نتیجه قادر به ایجاد ثبات در آن نیز می باشد. در حوزه ی امولسیون های ویسکوزیته ی بالا مانند آمیزه های پلیمری غیر قابل امتزاج، همان نتیجه حاصل می شود اما دلالیل پالایش و تثبیت شکل شناسی با وضوح  کمتری مشخص می شود. اولین مطالعات در دهه ی شصت، الزاما مربوط به آمیزه های الاستومر با کربن سیاه و سفید به عنوان پرکننده های تقویت کننده نیز می باشد [3،4]. در این زمان کربن سیاه هنوز به '' پرکننده های نانویی '' و لاستیک های بارگذاری شده ی کربن به عنوان '' نانوکامپوزیت ها '' اشاره ندارد اما هر دو آنها را می توان تحت عنوان'' نانومواد '' در نظر گرفت. پس از آن، مطالعات در آمیزه های ترموپلاستیک[7] گسترش می یابد [5]. در این زمینه، کربن سیاه لزوما برای تولید پلیمرها با بهره گیری از یک وضعیت بهینه سازی شده ی تجمع و توزیع پرکننده از طریق مفهوم نفوذ دوگانه نیز با خواص آنتی استاتیکی (قابلیت رسانایی) نیز ترکیب می شود [6،7]. به تازگی، فناوری نانو به یکی از محبوب ترین موضوعات تحقیق تبدیل شده است و بررسی ها درزمینه ی ماتریس پلیمری[8] بر پایه ی نانوکامپوزیت ها یک حوزه ی بزرگ در سوابق علمی اشغال می کنند. پرکننده های نانویی شامل سیلیکاهای کروی و متراکم، نانو رس ها، میکاها، نانو لوله های کربنی، silsesquioxane های الیگومریک چند وجهی[9] و غیره نیز می باشد. این پرکننده ها دیدگاه های جدیدی بوجود می آورد، چرا که آن ها با توجه به عواملی از قبیل شکل خود (کره ها، صفحات کوچک، الیاف ها)، انرژی سطحی و توانایی آن ها در غیرآگلومرا یا لایه برداری به شرایط ترکیبی و درمان های سطحی اعمال شده نیز بستگی دارد [8].

در حال حاضر، تاثیر پرکننده ها در آمیزه های پلیمری، شکل شناسی و ثبات امولسیون های مایع - مایع یکی از موضوعات تحقیقات فشرده نیز می باشد. با این حال، مکانیزم هایی که بوسیله ی آن ذرات مانع انعقاد می شوند، در پلیمرهای ویسکوزیته ی بالا نسبت به امولسیون مایع که از آغاز قرن 20 بررسی شده است نیز کمتر دریافت می شوند. موضوع دوم توسط تامب و شارما [9] و اخیرا توسط آویارد و همکاران [10] و کلگ [11] که تثبیت ژل های دوپیوسته بوسیله ی کلوئیدها و اختصاص یک بخش به مایعات پلیمری را نشان می دهد نیز مورد بررسی قرار می گیرد. هدف بررسی حاضر در این زمینه، گزارش و بحث در مورد دانش فعلی پیرامون توزیع نانوذرات در داخل یک ترکیب پلیمری باینری می باشد. به عنوان موضوع اولیه، در بخش 2، مورد امولسیون های مایع وزن مولکولی حاوی کلوئید به صورت خلاصه با دیدگاه درک بهتر خصوصیات مواجه در امولسیون پلیمری ویسکوز نیز مورد بحث قرار می گیرد. بررسی ها پیرامون آمیزه های پلیمری به طور دقیق در بخش 3 و 4 با تاکید خاص بر روی مکانیزم های جداسازی ذرات جامد در رابطه با ویژگی های شکل شناسی این آمیزه ها نیز ارائه می شود. سپس، جنبه های مختلف تثبیت فهرست می شود و اگر چه درک اساسی از پدیده ها به طور کامل بدست نیامده است، اما پارامترهای مهم نیز شناسایی می شوند.


2. امولسیون های مایع ویسکوزیته ی پایین


کارهای اصلی در زمینه ی پایداری و ساختار امولسیون تثبیت شده توسط ذرات جامد، آن دسته از کارهای انجام شده توسط بینک و همکاران نیز می باشد. بررسی های مختلف توسط این نویسندگان در حوزه ی ذرات در رابط های مایع - مایع [12] ود آماده سازی و خواص این امولسیون های تثبیت شده نیز بررسی می شود [10].اخیرا، بینکز و هوروزو [13] به یک کتاب پیرامون ذرات کلوئیدی در رابط های مایع نیز پرداخته اند.

2.1. خیس شوندگی

تاثیر خیس شوندگی ذرات توسط مایعات با اثر غلظت ذرات و نسبت فاز، اولین پارامتر در جذب عملکرد ذرات در رابط مایع-مایع نیز می باشد.

انرژی سطحی آزاد در حالت تعادل، DG رابط باید مینیمم باشد. اگر هندسه ی نشان داده شده در شکل 1 را در نظر بگیریم، DG می تواند با معادلات زیر بیان شود (معادله ی (1)) که شامل کمک سه نوع رابط می شود: جامد / مایع 1،جامد / مایع 2 و مایع 1 / مایع 2.

شکل. 1. نمایش نموداری یک ذره ی کروی در ارتباط میان مایعات1 و 2. سه نوع رابط جامد / مایع 1، جامد / مایع 2 و مایع1 / مایع 2 نیز در نظر گرفته می شود.

که در آن  شعاع ذره،  کشش سطحی میان ذرات و مایع  و  کشش سطحی بین دو مایع و  حوزه ی رابط و  زاویه ی تماس نیز می باشد (شکل 1). انرژی های سطحی را می توان برای بیان خیس شوندگی پارامتر، ، با توجه به معادله ی یانگ مورد استفاده قرار داد. این موضوع توانایی ذره ی خیس شده توسط مایع 1 و 2 نشان می دهد و مستقیما به زوایه ی تماس   تعریف شده در شکل 2 برای امولسیون نفت /  آب نیز مرتبط می شود (1: آب، 2: روغن) (معادله ی (2).):

ذرات در رابط متراکم می شوند به شرطی که  با  مرتبط باشد. از سوی دیگر اگر  یعنی  باشد پس ذرات جامد از در یکی از دو فاز نیز متمرکز می شود.

اگر این ذرات آب دوست باشند، زاویه ی تماس  با ما (تعریف شده در سراسر آب) تقریبا کمتر از  می باشد، بنابراین تجمع یک لایه از ذرات دقیقا در ارتقاء رابط تشکیل یک رابط منحنی به سمت فاز نفت نیز بسته بندی می شود (شکل 2). در نتیجه، نفت در امولسیون آب به دست می آید. اگر این ذره آبگریزتر باشد،  بیشتر از  می باشد و این انحنا اجازه ی تشکیل آب در امولسیون روغن نیز می دهد.

انرژی آزاد نیازمند حذف ذرات از رابط ماایع بسیار بیشتر از انرژی حرارتی است و برای زاویه ی تماس برابر با 90 نیز بالاترین است. این ویژگی توضیح می دهد که ذرات را می توان به صورت برگشت ناپذیر و به شدت جذب شده (اگر زاویه ی تماس بیشتر از 90 نباشد) در مقابل سورفاکتانت های کلاسیک که جذب و واجذب می کند نیز در نظر گرفت [12،14].

از سوی دیگر، اگر ذرات خیلی آب دوست و یا بیش از حد آبگریز باشند ( بیش از 90)، در فاز آبی یا نفتی جداسازی می شوند که اغلب موجب ثبات ضعیف می شود. سپس ساختار لایه های ذرات سطحی بوسیله ی تعادل اثر متقابل ذره-مایع و ذره -ذره نیز کنترل می شود.

شکل. 2. ذرات کروی در رابط روغن / آب. زاویه ی تماس، س، از طریق فاز آب تعریف می شود.a) و : این ذره ترجیحا با آب مرطوب خیس می شود. این ذرات در رابط جذب می شود، به طوری که نفت در امولسیون آب تشکیل می شود. b) . این ذرات در رابط منحنی جذب می شود، به طوری که آب در امولسیون نفت تشکیل شده است. از [12] با اجازه ی الزویر مجددا چاپ می شود.

2.2. جنبه های امولسیون

بنابراین، در تعادل ترمودینامیکی[10]، تشکیل یک لایه ی ذره در رابط مایع-مایع توسط خیس شوندگی ذرات نیز کنترل می شود. با این حال، تشکیل امولسیون یک فرآیند پویا شامل دو فرایند رقابتی است: تکه تکه شدن فاز مایع در قطرات کوچکتر و انعقاد این قطرات موجب تشکیل قطره های بزرگ می شود. در واقع، شکل شناسی نهایی از تعادل بین کاهش تفکیک وانعقاد ناشی می شود. به طور کلی، این تعادل بوسیله ی غلظت های فاز، کشش بین سطحی و سرعت برشی (تعداد دقیق تر مویرگ)، غلظت ذرات و زمان امولسیون نیز کنترل می شود. بینکس و ویتبی [15] به طور دقیق تر تاثیر کسر حجمی نفت، غلظت ذرات و زمان امولسیون در ثبات پلی (دی متیل سیلوکسان) (PDMS) / امولسیون آب در حضور ذرات سیلیکا مونودیسپرس آبگریز را بررسی می کند. همانطور که در بسیاری از آثار گزارش شده است، قطر متوسط افت با افزایش غلظت ذرات تا حداقل اندازه کاهش می یابد. علاوه بر این، برای غلظت دور ازوارونگی فاز، اندازه ی قطره با زمان اختلاط به عنوان فروپاشی غالب در طول امولسیون سازی کاهش می یابد. جالب توجه است که انعقاد غالب تر می شود، یعنی اندازه ی قطره با زمان ترکیب برای کسر حجمی نفت نزدیک به شرایط فاز وارونگی نیز افزایش می یابد.

مکانیزم های ثبات مورفولوژی در امولسیون توسط ذرات جامد هنوز هم یک بحث باز در سوابق می باشد. همانطور که توسط اوکوبو [16] و ویگناتی و پیازا نشان داده می شود [17]، تنش سطحی بین دو مایع امولسیون تحت تاثیر جذب ذرات می باشد. با این حال، این حوزه ی رابط نفت-آب کاهش می یابد که مقدار انرژی مورد نیاز برای شکل دادن رابط را پایین می آورد. بنابراین، کشش بین سطحی موثر و ماکروسکوپی در غیاب ذرات معرفی شده توسط لوین و بون نیز باید پایین تر از رابط نفت-آب بیاید [18]. در واقع، یکی از مکانیسم های متفق القول شناخته شده که بوسیله ی آن انعقاد مهار می شود آن است که لایه های متراکم ذرات به عنوان یک مانع مکانیکی جلوگیری از پارگی غشاء مایع بین دو تصادم قطره ی زیربرشی نیز عمل می کند (شکل 3).

شکل. 3. نازکی غشای بدام افتاده میان دو قطره مایع در طول انعقاد آن ها: الف) قطره ی آزاد، ب) قطرات تحت پوشش یک لایه از ذرات

ثابت شده است که تحرک رابط، یکی از پارامتر مهم تاثیرگذار بر فرایند زهکشی می باشد. در واقع خواص رئولوژیکی غشاء که رابط را محدود می کند نیز حائز اهمیت است. لایه ی وسطی همراه اجازه می دهد غشا سریعتر نازک شود، در حالی که رابط های سخت، سرعت فرایند را کاهش می دهد. بعلاوه، پارگی غشاء مستلزم آن است که ذرات از منطقه ی تماس قطره قطره حذف شوند و این را می توان بوسیله ی دو مکانیسم نیز به دست آورد: جابجایی ذرات از رابط به فاز توده (یا در فاز پراکنده) و یا جابجایی جانبی ذرات به همراه رابط. جا به جایی جانبی ذرات نیازمند انرژی بسیار کمتری نسبت به جابه جایی ذرات می باشد و بنابراین به احتمال زیاد مکانیزم کنترل فرایند می باشد. در این طرح، اثرات متقابل ذره- ذره دارای اهمیت چشمگیری پیرامون ثبات مکانیکی و قدرت لایه ی جامد نیز می باشد، چرا که آن ها حرکات جانبی جامد را دشوارتر ارائه می دهند. اثربخشی مانع مستلزم آن است که پوشش رابط تقریبا کامل باشد. با این حال در برخی موارد، تنها پوشش جزئی مورد نیاز است. هنگامی که ذرات به اندازه ی کافی در طول رابط متحرک باشند، آنها می توانند در حوزه ی تماس قطره قطره حرکت کنند و لایه ی متراکم محلی را شکل می دهد که در برابر انعقاد بدون نیاز به پوشش کامل قطره نیز مقاومت می کند (شکل 4) [19-22]. در واقع، این مکانیزم ذرات، ثبات فرعی را فراهم می کند [23].

سرانجام، مواردی وجود دارد که در آن امولسیون های پایدار را می توان بدست آورد، اگر پرکننده های عامل شکل بالا نیز به کار گرفته شود. آن ها از طریق تعاملات خود می توانند یک شبکه ی جامد سه بعدی شکل دهند که قادر در تله انداختن و ثابت کردن ماتریس (یا قطره) و جلوگیری از انعقاد قطره نیز می باشد [24].

اثر تثبیت کننده ی امولسیون به منظور خلاصه بیان کردن در انتخاب ذرات با خیس شوندگی عاقلانه و متعادل کننده برای اطمینان از قرار دادن آنها در رابط نیز مرتبط می شود. بعلاوه، اندازه ذرات باید ترجیحا کمتر از 1 میلی متر (و در هر صورت به طور قابل توجهی پایین تر از قطر فاز پراکنده باشد) و با درجه ی لازم تعامل بین ذره ای نیز می باشد. مقدارذرات باید به ترتیب تنظیم شود که حوزه ی وسطی را [25] برای جلوگیری از انعقاد قطره بوسیله ی ممانعت فضایی نیز پوشش می دهد.


2.      آمیزه های پلیمری جزئی قابل امتزاج با نانوذرات پر می شوند.


ما قبل از ادامه دادن موضوع آمیزه های پلیمری کاملا غیر قابل امتزاج، اثر نانوذرات در آمیزه های پلیمری تا حدی قابل امتزاج را بر می انگیزیم. پلیمرها با توجه به قابلیت امتزاج بی اعتبار اثر آنتروپی غالبا غیر قابل امتزاج هستند. اگر چه برخی جفت های پلیمری به ندرت ممکن است قابلیت امتزاج جزئی یا با خنک کننده برای سیستم ها با دمای محلول بحرانی پایین تر (LCST) یا با گرمایش برای سیستم ها با دمای محلول بحرانی بالاتر نیز نشان دهد (UCST). تاثیر پرکننده ها بر عملکرد فاز جفت های پلیمری توسط گروه لیپاتوف نیز مورد بررسی قرار می گیرد [26-30]. به طور کلی، یک تغییر در منحنی های نقطه ی ابری و ترکیبات فاز به دلیل حضور پرکننده های نانویی گزارش می شود. این توضیحات برای چنین رفتاری کاملا محقق نمی شود. پیشنهاد می شود که این تفاوت ها در جدایی آمیزه های فاز پرشده و پر نشده در فعل و انفعالات خاص و ایجاد جذب ممتاز میان پرکننده و یکی ازاجزای آمیزه ای را می توان مرتبط ساخت. به صورت تجربی، برآورد پارامتر تعامل اندازه گیری شده توسط کروماتوگرافی معکوس گازی نشان داده است که به عنوان مثال مقدار آن ممکن است در حضورپرکننده نیز کاهش یابد. نویسندگان مطرح می کنند که یک لایه ی مرزی تشکیل می شود که ترکیب آن متفاوت از حجم است. در چنین حالتی، این سیستم، مناطقی با ترکیب های مختلف پلیمری را در بر می گیرد وغلظت مشخص شده بوسیله ی عملکرد فاز خود متفاوت از آن بر روی سیستم پر نشده نیز می باشد (شکل 5). چهار فاز بر روی فاز جدایی تشکیل می شود: دو فاز در رابط و دو فاز در حجم. این وضعیت تنها در مورد تعاملات نامتقارن با سطح نیز معتبر است.

شکل. 4. تک لایه ی ذرات، دو قطره را در طول رویکرد خود متصل می کند که یک مکانیزم احتمالی برای مهار انعقاد بدون نیاز به پوشش کل سطح قطره می باشد. از بخش [21] با اجازه ی جان وایلی و پسران نیز چاپ مجدد می شود.

یکی دیگر از دلایل تغییر شکل و موقعیت نمودار فاز، جذب احتمالی انتخابی کسری وزن مولکولی پایین (یا بالا) میان پرکننده ی سطح و حجم است که توزیع محلی وزن مولکولی محلی را تغییر می دهد.

 

 شکل. 5. طرح یک آمیزه ی پلیمری تا حدی قابل امتزاج پرشده که در آن یکی از پلیمرها ترجیحا با پرکننده در تعامل است. جذب ترجیحی یکی ازپلیمرها ترکیب محلی و در نتیجه جدایی فاز را تغییر می دهد. آمیزه ی پرشده ی جدایی فاز شامل فازهایی است که ترکیبات و ساختارها به تعاملات مربوطه در هر دو پلیمر و پرکننده نیز بستگی دارد [30].

از آن جا که نمونه های آزمایشی اصلاح جدایی فاز، نستروف و همکاران مشاهده کرده اند که منحنی LCST آمیزه های پلی (وینیل استات) /پلی (متیل متاکریلات) (PVA / PMMA) به درجه حرارت بالاتر تغییر می کند و پنجره ی قابلیت امتزاج در حضور پرکننده نیز در حال بزرگ شدن است[27]. از سوی دیگر، لیپاتوف و همکاران [28] دریافته اند که که معرفی پرکننده سیلیکا در آمیزه های پلی اتیلن کلر /پلی (اتیلن-CO-وینیل استات) (EVA) منجر به افزایش یا کاهش در دمای جدایی فاز بسته به غلظت پرکننده نیز می شود. همچنین، دمای جدایی فاز یک آمیزه ی PMMA / پلی (استایرن-CO-اکریلونیتریل) (SAN)و[31] افزایش می یابد و پارامتر تعامل و ترمودینامیک با توجه به معرفی تعامل پرکننده ی سیلیکا ترجیحا با PMMA نیز کاهش می یابد. وجود کربن سیاه با آمیزه ی قابل امتزاج پلی (فلوراید وینی لیدن) / پلی (متیلمتاکریلات) (PVDF / PMMA) برای القاء نوسانات ترکیب فضایی با توجه به فعل و انفعالات قوی تر PVDF با پرکننده نیز نشان می دهد [32]. نویسندگان فرض می کنند که مناطق غنی از PVDF جایی شکل می گیرد که در آن کربن سیاه و سفید تجمع می یابد. این نتیجه با توجه به قابلیت رسانایی نفوذ کربن در غلظت پایین تر در آمیزه نسبت به پلیمرهای خالص می باشد.

علاوه بر این، نفوذ قدرت پرکننده / تعامل های پلیمربه صورت تجربی توسط کریم و همکاران مشخص شده است. [33]. آنها دریافته اند که منحنی UCST یک آمیزه ی پلی استایرن / پلی بوتادیان به طور قابل توجهی با افزودن سیلیکای گرمازا نیز تغییرمی کند. این تغییر به درمان سطح سیلیکا وابسته است. در واقع، سیلیکای گرمازای درمان شده (آب دوست تر)، نقطه ی ابری کاهش می یابد که مطابق با افزایش امتزاج آمیزه ای نیز کاهش می یابد (شکل 6).

پرکننده ها نه تنها شکل نمودار فاز را تغییر می دهد، بلکه تغییرات در سینتیک جدایی فاز را القا می نماید [30]. نویسندگان موردی را مشخص می کنند که در آن به یک تعادل ترمودینامیکی واقعی می رسد که در آن تحرک کاهشی مولکولهای ماکرو در سطح پرکننده کاهش می یابد که فرایند جدایی را کند می سازد. در واقع، اغلب جداسازی فاز برای آهسته تر پیش رفتن در حضور ذرات به دلیل کاهش تحرک ماکرومولکولی نیز یافت می شود. به عنوان مثال، سیلیکای گرمازا اضافه شده در آمیزه ی پلی استایرن / (وینیل متیل اتر) (PS / PVME)  در ماتریس غنی PVME در طول جداسازی فاز جدا می شود و به عنوان مانعی در خشونت شکل شناسی عمل می کند [34].

در نهایت، پرکننده ها نقشی در تکامل شکل شناسی در طول جداسازی فاز ایفا می کند، چرا که برای امولسیون ویسکوزیته ی پایین نیز گزارش می شود [35]. معرفی مقدار به کمی 0.8 درصد وزنی سه لایه سیلیکات قرمز متفاوت با ابعاد جانبی آن ها در غشاهای پلی استایرین /پلی (وینیل متیل اتر) (PS / PVME) جداسازی فاز را کند می سازد و همچنین حوزه های پراکنده دایره ای درمقیاس طول کوچکتر مواد پر نشده را ایجاد می کند [36].

در زمینه ی مدل سازی، گینزبرگ [37] یک نظریه برای پیش بینی چگونگی تعامل متقابل نانوذرات با پلیمرها نیز به صورت فرمول در می آورد که می تواند عملکرد آمیزه را تحت تاثیر قرار دهد. حضور نانوذرات بسته به شعاع ذرات و طول زنجیره ی پلیمری می تواند ترکیب پلیمرها را ارتقاء دهد یا مانع آن شود. در حقیقت، نانوذرات شکل و موقعیت منحنی اسپینودال[11] را با توجه به اندازه آنها تحت تاثیر قرار می دهد. اگر شعاع نانوذرات کوچکتر از شعاع گردش ابر مولکولی باشدف افزودن جامد، فاز همگن را تثبیت می کند، چرا که آن ها تعداد پلیمر نامطلوب و تعامل پلیمر را کاهش می دهند و در نتیجه آنتالپی آمیزه نیز کاهش می یابد. هنگامی که اندازه ی ذرات بسیار بزرگتر از شعاع گردش پلیمر می شود، فاز غنی ذرات از این آمیزه حتی با غلظت بسیار کم نیز جدا می شود. سپس، نانوذرات می تواند قابلیت امتزاج آمیزه ی پلیمر را تسهیل نماید که اندازه ی آن ها کوچک تر از شعاع گردش پلیمر، معمولا نانومتر ⁓15 نیز می شود. علاوه بر این، آنتروپی بالای این ذرات کوچک نیز می تواند به کاهش انرژی آزاد و سپس به ثبات فاز همگن نیز کمک نماید. این یافته ها نیز توسط گروه بالاز مورد تاکید قرار می گیرد [38،39]. قاراکورلو وگوهرپی [34] براساس این مدل بوسیله ی میکروسکوپ رئولوژی، کالریمتری و نوری نشان داده می شود که نمودار فاز PS / PVME تا حدود 10 C در حضور نانو ذرات با اندازه ی قابل مقایسه باشعاع گردش پلیمرها نیز تغییر می کند.

هور و لارادجی، اثر ذرات کروی شبیه سازی می شود که متقارن با دو سیال در تعامل است ( شرط محقق می شود). نتیجه ی مرکزی آنها آن است که ذرات در سمت راست رابط بعد از القاء فرایند جدایی فاز منجر به کاهش دامنه ی رشد سینتیک می شود. آنها دریافتند که قطر ذرات عامل مهم می باشد که در اندازه ی نهایی دامنه و در سینتیک جدایی نیز عمل می کند. ذرات کوچکتر دارای یک احتمال بسیار بالاتر برای واجذب از رابط می باشد، در نتیجه اندازه ی دامنه ی بزرگتر ایجاد می کند، در حالی که ذرات با قطر بزرگتر در رابط باقی می ماند و منجر به جدایی فاز میکرو نیز می شود[40].

 



[1] polymer blends

[2] high viscosity fluids emulsions

[3] complex fluids

[4] thermodynamic wetting of the solid

[5] kinetic control

[6] equilibrium position

[7] thermoplastic blends

[8] polymer matrix

[9] polyhedral oligomeric silsesquioxane

[10] thermodynamic equilibrium

[11] spinodal curve