تعویض ، سرمایه طبیعی و پایداری

به نظر می رسد جایگزینی سرمایه طبیعی توسط سرمایه انسانی محدود است. هنگامی که سرمایه انسان ساخته شده سرمایه طبیعی را جایگزین می کند ، در حال حاضر اثرات منفی طولانی مدت چنین جایگزینی بر روی ترکیبات سرمایه طبیعی وجود دارد. تأثیرات منفی طولانی مدت بر سرمایه طبیعی را می توان در واریانس عدالت بین نسل ها در نظر گرفت. با توجه به آن ، یک مورد برای تعریف پایداری (زیست محیطی) به عنوان نگه داشتن سرمایه طبیعی برای انتقال به نسل های آینده وجود دارد. یک مشکل اساسی برای چنین حفاظت از منابع طبیعی ایجاد شده توسط فرآیندهای زمین شناسی (تقریباً منابع غیر تجدید پذیر) ، به ویژه در مورد عناصر کمیاب ژئوشیمیایی. جایگزینی منابع تقریباً تجدید پذیر با تولید مقادیر مساوی از تجدید پذیر به عنوان راهی برای حفظ سرمایه طبیعی پیشنهاد شده است. با این حال ، تجدید پذیر جایگزین ترکیبات کربن فسیلی در حال حاضر با تأثیرات منفی بر ترکیبات سرمایه طبیعی که به نسل های آینده منتقل می شود ، همراه است. همین امر در مورد جایگزینی مس به طور گسترده ژئوشیمیایی کمیاب که تقریباً غیر قابل تجدیدن است توسط منابع فراوان تولید شده توسط فرآیندهای زمین شناسی وجود دارد. اگرچه می توان تأثیرات منفی فعلی جایگزینی بر سرمایه طبیعی را به میزان قابل توجهی کاهش داد ، اما حذف آنها فراتر از محدوده آنچه در آینده نزدیک می تواند حاصل شود ، به نظر می رسد."فضای عملیاتی ایمن برای بشریت" کمتر سختگیرانه ، که در "ارزیابی های پایداری مطلق" مورد استفاده قرار گرفته است ، با این حال ، جایگزین مناسبی برای نگه داشتن سرمایه طبیعی برای انتقال به نسل های آینده نیست.

1. معرفی

در تعریف پایداری ، جایگزینی سرمایه طبیعی به عنوان یک موضوع مهم پدید آمده است. استدلال شده است كه جایگزینی سرمایه طبیعی توسط (HU) سرمایه دست ساز (HU) یك عامل مهم در انتخاب بین پایداری به عنوان حفظ سرمایه طبیعی (بحرانی) یا حفظ سرانه مبلغ سرمایه انسانی و سرمایه طبیعی است. به عنوان مثال. Solow (1986) و Arrow et al.(2004) به نفع پایداری به عنوان حفظ سرانه جمع سرمایه و سرمایه طبیعی انسان ، در حالی که ، با توجه به محدودیت هایی در چنین جایگزینی ، گودلند و دالی (1996) ، پیرس (1997) و آیرس (2007)از پایداری به عنوان سرمایه طبیعی حفاظت (بحرانی) دفاع کرده اند. قبل از ورود به این بحث ، مفاهیم (بحرانی) سرمایه طبیعی و تعاریف شایستگی سرمایه بشر.

سرمایه انسانی و طبیعی به طور یکنواخت در ادبیات علمی استفاده نمی شود. کاربردهای سرمایه طبیعی مفهوم ، که برای این مقاله مهم است ، و تاریخ آن توسط آکرمن (2003) ، نادال (2016) ، Missimer (2018) و Desroches (2019) مورد بحث قرار گرفته است. آکرمن (2003) و نادال (2016) سرمایه طبیعی را به عنوان استعاره مشاهده می کنند و دوره های 2000-2008 (Akerman) و 1973-2013 (نادال 2016) را پوشش می دهند. Missimer (2018) سرمایه طبیعی را به عنوان یک مفهوم اقتصادی می داند ، سرمایه طبیعی را به معنای مدرن خود به سال 1908 نشان می دهد و از آن زمان تاریخ این مفهوم را در نظر می گیرد. Desroches (2019) به تاریخچه مفهوم اقتصادی سرمایه طبیعی بحرانی متمرکز است. متفاوت از آکرمن (2003) و نادال (2016) ، سرمایه طبیعی در اینجا به عنوان استعاره استفاده نمی شود. در عوض ، سرمایه طبیعی در اینجا به عنوان سهام دارایی های ارائه شده از محیط زیست تعریف می شود که اکنون و در آینده محصولات و خدمات می توانند حاصل شوند که برای بشریت مفید است. این شامل اکوسیستم ها ، ارائه خدماتی است که به نفع انسان (خدمات اکوسیستم) ، منابع طبیعی (به عنوان مثال سنگ معدن) و محیط فیزیکی ارائه دهنده خدمات مانند بیرحمانه است. سرمایه طبیعی بحرانی به عنوان سرمایه طبیعی تعریف شده است که برای آن هیچ سرمایه انسانی به عنوان جایگزین وجود ندارد (Desroches 2019).(HU) سرمایه ساخته شده توسط انسان ، همانطور که در اینجا تعریف شده است ، شامل سرمایه تولیدی (سهام فیزیکی بشر) و سرمایه انسانی (دانش ، اطلاعات ، مهارت ها ، سلامت) است (Arrow et al. 2004). سرمایه اجتماعی ، یعنی هنجارها ، اعتماد و شبکه هایی که اقدامات جمعی را تسهیل می کنند (به عنوان مثال لیتونن 2004 ؛ گانون و رابرتز 2020) ، همچنین در سرمایه بشر (به عنوان مثال Costanza و همکاران 2021) گنجانده شده است ، اما در اینجا سرمایه اجتماعی گنجانده نشده است. بشرتعریف پایداری که تحت تأثیر جایگزین بودن سرمایه طبیعی توسط سرمایه انسانی قرار گرفته است در بخش 1 مورد بحث قرار خواهد گرفتبشر

تولید ، عملکرد و نگهداری سرمایه انسانی بدون استفاده از سرمایه طبیعی غیرممکن است (Costanza and Daly 1992). به عنوان مثال ، استفاده از سرمایه طبیعی ممکن است سرمایه طبیعی را دست نخورده نگه دارد ، به عنوان مثال ، با استخراج آب شیرین تر از آن که به سرعت دوباره پر شود (Bierkens and WADA 2019). به عنوان مثال ، ممکن است سرمایه طبیعی را افزایش دهد ، به عنوان مثال ، با استفاده از اراضی ترمیم کننده برای معکوس تخریب خاک (LAL 2015). به عنوان مثال ، این ممکن است بر سرمایه طبیعی تأثیر منفی بگذارد ، به عنوان مثال ، با صید ماهی که با تولید مثل طبیعی قابل ترمیم نیستند (Kantoussan et al. 2018). علاوه بر این ، سرمایه تولید شده می تواند تأثیرات مثبت و منفی مختلط بر ترکیبات سرمایه طبیعی ایجاد کند ، به عنوان مثال در مورد امکانات نیروی باد در خارج از کشور (هوپر و همکاران 2017).

اگر پایداری (زیست محیطی) به عنوان نگه داشتن سرمایه طبیعی (مهم) دست نخورده برای انتقال به نسل های آینده تعریف شود ، مهم است که چگونه تأمین فعلی مواد غذایی ، بدون آن تولید ، عملکرد و نگهداری از سرمایه های انسانی غیرممکن باشد ، طبیعی استسرمایه، پایتخت. این مورد در بخش 2 مورد بحث قرار خواهد گرفت. همچنین ، فراتر از تهیه مواد غذایی ، چرخه های تولید سرمایه تولید شده با تأثیرات بر سرمایه طبیعی مرتبط است. این موارد در بخش 3 در نظر گرفته خواهد شد. نتیجه گیری حاصل از بخش های 2 و 3 این خواهد بود که وقتی سرمایه انسان تولید سرمایه طبیعی را جایگزین کند ، در حال حاضر اثرات منفی طولانی مدت چنین جایگزینی بر ترکیبات سرمایه طبیعی وجود دارد. مصرف منابع معدنی تولید شده توسط فرآیندهای زمین شناسی به این تأثیر منفی کمک می کند.

منابع معدنی تولید شده توسط فرآیندهای زمین شناسی شامل ترکیبات کربن فسیلی ، سنگ معدن و رسوبات نمکی است. این منابع نامیده می شوند که فرآیندهای تشکیل دهنده زمین شناسی ممکن است در مورد سوخت های فسیلی ادامه یابد (به عنوان مثال Didyk and Simoneit 1989 ؛ Patzek 2008) ، سنگ معدن (به عنوان مثال Hedenquist and Lowenste 1994) و سپرده های نمکی (به عنوان مثال Melchiorre et al. 2018 2018) ، خواه برای مواد ژئوشیمیایی غیرقانونی مصرف فعلی ممکن است در صورت مقایسه با شکل گیری فعلی بسیار بزرگ باشد (به عنوان مثال پاتزک 2008). با توجه به آن ، در اینجا از اصطلاح غیر تجدید پذیر تقریباً استفاده می شود.

همانطور که توسط هیئت منابع بین المللی سازمان ملل (2011) و بانینلا و همکاران اشاره شد.(2019) ، منابع معدنی تقریباً تجدید پذیر برای اقتصادهای فعلی بسیار مهم هستند. بیست و هفت روش برای اندازه گیری کاهش منابع معدنی تقریباً غیر تجدید پذیر ارائه شده است ، اما هیچ اجماعی در مورد بهترین این روشها پدید آمده است (Sonderegger et al. 2020 ؛ Berger et al. 2020). با این حال ، به نظر نمی رسد که برای اهداف عملی سهام مواد معدنی تقریباً غیر تجدید پذیر محدود باشد و مبالغ بسیاری از این سهام و مشتقات آنها در استفاده اقتصادی فعلی در حال کاهش است. این در مطالعات مربوط به ترکیبات کربن فسیلی (به عنوان مثال Patzek 2008 ؛ Höök et al. 2010) ، نمک های پتاسیم (Dhillon et al. 2019) ، 50 عنصر مشتق از سنگ معدن (Ciacci et al. 2016 ؛ Helbig et al. 2020) و همکاران نشان داده شده است. 47 کالای معدنی (کالو و همکاران 2017).< Pan> همانطور که توسط هیئت منابع بین المللی سازمان ملل (2011) و Baninla و همکاران اشاره شد.(2019) ، منابع معدنی تقریباً تجدید پذیر برای اقتصادهای فعلی بسیار مهم هستند. بیست و هفت روش برای اندازه گیری کاهش منابع معدنی تقریباً غیر تجدید پذیر ارائه شده است ، اما هیچ اجماعی در مورد بهترین این روشها پدید آمده است (Sonderegger et al. 2020 ؛ Berger et al. 2020). با این حال ، به نظر نمی رسد که برای اهداف عملی سهام مواد معدنی تقریباً غیر تجدید پذیر محدود باشد و مبالغ بسیاری از این سهام و مشتقات آنها در استفاده اقتصادی فعلی در حال کاهش است. این در مطالعات مربوط به ترکیبات کربن فسیلی (به عنوان مثال Patzek 2008 ؛ Höök et al. 2010) ، نمک های پتاسیم (Dhillon et al. 2019) ، 50 عنصر مشتق از سنگ معدن (Ciacci et al. 2016 ؛ Helbig et al. 2020) و همکاران نشان داده شده است. 47 کالاهای معدنی (کالوو و همکاران 2017) . AS توسط هیئت منابع بین المللی سازمان ملل (2011) و بانینلا و همکاران اشاره کرد.(2019) ، منابع معدنی تقریباً تجدید پذیر برای اقتصادهای فعلی بسیار مهم هستند. بیست و هفت روش برای اندازه گیری کاهش منابع معدنی تقریباً غیر تجدید پذیر ارائه شده است ، اما هیچ اجماعی در مورد بهترین این روشها پدید آمده است (Sonderegger et al. 2020 ؛ Berger et al. 2020). با این حال ، به نظر نمی رسد که برای اهداف عملی سهام مواد معدنی تقریباً غیر تجدید پذیر محدود باشد و مبالغ بسیاری از این سهام و مشتقات آنها در استفاده اقتصادی فعلی در حال کاهش است. این در مطالعات مربوط به ترکیبات کربن فسیلی (به عنوان مثال Patzek 2008 ؛ Höök et al. 2010) ، نمک های پتاسیم (Dhillon et al. 2019) ، 50 عنصر مشتق از سنگ معدن (Ciacci et al. 2016 ؛ Helbig et al. 2020) و همکاران نشان داده شده است. 47 کالای معدنی (کالو و همکاران 2017).

یک راه بالقوه از مشکلات مربوط به حفاظت از منابع طبیعی که توسط فرآیندهای زمین شناسی ایجاد می شود توسط دالی (1990) و اکینز و همکاران پیشنهاد شده است.(2003). آنها پیشنهاد کرده اند که نگه داشتن سرمایه طبیعی دست نخورده امکان کاهش منابع طبیعی غیر تجدید پذیر را فراهم می کند تا حدی که میزان کاهش آن برابر با ایجاد جایگزین های تجدید پذیر باشد. ظهور فعلی تجدید پذیر به عنوان جایگزینی برای ترکیبات کربن فسیلی تقریباً تجدید پذیر امکان ارزیابی این پیشنهاد را فراهم می کند. این ارزیابی در بخش 4 ارائه خواهد شد. گزینه دیگری برای مقابله با مشکلات مربوط به حفاظت از منابع طبیعی که توسط فرآیندهای زمین شناسی ایجاد می شود ، ممکن است در بهره برداری از تغییر در فراوانی آنها جستجو شود. رسوبات عناصر فراوان آلومینیوم (AL) ، آهن (آهن) و سیلیکیوم (SI) تولید شده توسط فرآیندهای زمین شناسی ممکن است برای اهداف عملی غیرقابل توصیف در نظر گرفته شود ، در حالی که این مورد در مورد رسوبات عناصر کمیاب ژئوشیمیایی نیست. بنابراین ، جایگزینی عناصر ژئوشیمیایی کمیاب توسط عناصر ژئوشیمیایی فراوان و تأثیرات آن بر توجه به شایستگی سرمایه طبیعی. این کار در بخش 4 برای مس از نظر ژئوشیمیایی کمیاب انجام می شود. تولید مس در سراسر جهان در حال حاضر در رده سوم ، پس از Fe و Al قرار دارد و کارهای نسبتاً زیادی در مورد جایگزینی مس توسط Al ، Fe و Si انجام شده است. بخش 4 نتیجه می گیرد که جایگزینی ترکیبات کربن فسیلی تقریباً تجدید پذیر توسط تجدید پذیر و جایگزینی مس از نظر ژئوشیمیایی کمیاب توسط عناصر فراوان در حال حاضر با تأثیرات منفی طولانی مدت بر ترکیبات سرمایه طبیعی همراه است.

در بخش 5 ذکر خواهد شد که برای کاهش قابل توجهی از تأثیرات منفی طولانی مدت فعلی بر ترکیبات سرمایه طبیعی توسط تعویض های مورد نظر در این مقاله ، دامنه فنی وجود دارد ، اما حذف آنها فراتر از محدوده آنچه می توان به دست آورد ، به نظر می رسددر آینده ی نزدیک. به همین دلیل ، بخش 5 در مورد اینکه آیا مفهوم کمتر دقیق از یک فضای عملیاتی ایمن برای بشریت جایگزین مناسبی برای حفظ سرمایه طبیعی در تعیین پایداری (زیست محیطی) است ، بحث خواهد کرد. بخش 6 نتیجه گیری این مقاله را ارائه می دهد.

2. جایگزینی سرمایه طبیعی توسط سرمایه انسانی و تأثیر آن بر تعاریف پایداری

همانطور که در مقدمه اشاره شد ، دیدگاههای واگرا در مورد میزان سرمایه گذاری دست ساز (HU) می تواند جایگزین سرمایه طبیعی شود. بسیاری از اقتصاددانان این دیدگاه را دارند که (HU) سرمایه ساخته شده توسط انسان ، به ویژه سرمایه تولید شده ، می تواند تا حد زیادی سرمایه طبیعی را جایگزین کند (به عنوان مثال Mäler 1986 ؛ Solow 1986 ، 1993 ؛ Arrow et al. 2004 ؛ Cohen et al. 2019). در راستای این دیدگاه ، استدلال شده است که سرانه جمع سرمایه (HU) ساخته شده توسط انسان و سرمایه طبیعی باید دست نخورده باقی بماند ، الزامی که با پایداری برابر است (به عنوان مثال سولو 1986 ، 1993 ؛ Arrow et al. 2004). این فرض که درجه بالایی از جایگزینی سرمایه طبیعی توسط سرمایه انسانی وجود دارد ، مورد اعتراض قرار گرفته است. به عنوان مثال. اکینز و همکاران.(2003) و آیرس (2007) استدلال كردند كه جایگزینی سرمایه طبیعی توسط سرمایه بشر محدود است. دروپ (2018) دریافت که جایگزینی واقعی خدمات اکوسیستم توسط کالاهای تولیدی محدود است. کوهن و همکاران.(2019) مطالعات تجربی موجود در مورد جایگزینی انرژی توسط سایر اشکال سرمایه را مورد بررسی قرار داد. آنها در این مطالعات نواقص اساسی پیدا کردند. کوهن و همکاران.(2019) از نظرسنجی در مورد شواهد موجود مبنی بر جایگزینی انرژی در صنعت سنگین و زمین (خاک) در کشاورزی توسط سایر اشکال سرمایه ، نتیجه گرفت و فقط می تواند به طرز قابل ملاحظه ای کم تا متوسط باشد ، در اینجا برابر با محدود است.

جایگزینی قابل توجه سرمایه طبیعی توسط سرمایه تولید شده در حال حاضر ، کارآیی منابع ، مانند بهره وری انرژی و مواد را در نظر می گیرد. این برای تولید و صنعت سنگین (به عنوان مثال گوتوفسکی و همکاران 2013: کامیلری 2018) ، الکترونیک و وسایل نقلیه (هرتویچ و همکاران 2019) و ساختمانها نشان داده شده است (Kedir and Hall 2020 ؛ Saade et al. 2020). بهبود چنین کارآیی توسط سرمایه های تولیدی منجر به جایگزینی تنها بخشی از ورودی منابع ، انرژی یا مواد می شود. در مورد ، به عنوان مثال ، فسیلی این امر به این معنی است که سرمایه طبیعی تجسم یافته در موجودی ترکیبات کربن فسیلی هنوز هم تأثیر منفی دارد. در حال حاضر تأثیر منفی مشابهی نیز در مورد بهبود کارآیی نسبت به سایر غیرقانونی های عملا ، مانند سنگ معدن و مواد مشتق از سنگ معدن بسیار محتمل است (به عنوان مثال Reijnders 2014 ؛ Ciacci و همکاران 2016). در صورت وجود اشتراک ، سرمایه طبیعی که در شیء به اشتراک گذاشته می شود ، کاربران بیشتری را پیدا می کند اما کاملاً جایگزین نمی شود.

Substitution of natural capital by manufactured capital does not necessarily mean that the pressure on natural capital linked to the resource involved is reduced to the extent of substitution. Firstly, the opposite, substitution of manufactured capital by natural capital, can also occur. For instance, an analysis regarding manufacturing sectors in 10 OECD countries during the 1980–2007 period suggests that the substitution of manufactured capital by energy was actually larger than the substitution of energy by manufactured capital (Kim and Heo 2013 ). Secondly, Jevons ( 1866 ) found that more efficient coal consumption by using improved manufactured capital in the United Kingdom led to an economy-wide increase in coal consumption. This phenomenon, known as Jevons’ paradox, is now often referred to as an economy-wide rebound effect. Brockway et al. ( 2021 ) reviewed the evidence regarding current improvements in energy efficiency and concluded that economy-wide rebound effects may erode more than half of the expected energy savings by using human-made capital for energy efficiency. Skelton et al. ( 2020 ) reviewed economy-wide rebound effects of improved material efficiency on resource demand and found values ranging between 3%, which they viewed as an underestimate, and 68%. Lu and Schandl ( 2021 ) studied economy-wide impacts of improved material efficiency in the Australian iron- and steel, non-ferrous metals and non-metal construction mineral sectors on well-mixed greenhouse gas emissions. They concluded that due to rebound effects in other sectors and other processes there was not necessarily a decrease of well-mixed greenhouse gas emissions and that there even might be an increase. In a study of improved water efficiency in irrigation regarding water-stressed Kansas (USA), Pfeiffer and Lin ( 2014 ) found a rebound effect >100 ٪آبیاری قطره ای به عنوان کارآمدترین فناوری آبیاری در آب توصیف شده است (به عنوان مثال Megersa و Abdulahi 2015). اما مطالعات مربوط به آبیاری قطره ای در قسمت های تحت فشار آب هند و مراکش نتیجه گرفت که به دلیل تغییر در الگوهای کشت ، مصرف آب در واقع هنگام استفاده از آبیاری قطره ای افزایش یافته است (Birkenholz 2017 ؛ Molle and Tanouti 2017). در مورد به اشتراک گذاری اثرات ریباند نیز می تواند رخ دهد. Warmington-Lundström و Laurenti (2020) به طور متوسط 46. 5 ٪ اثر مستقیم (نه اقتصاد گسترده) برای به اشتراک گذاشتن قایق مبتنی بر پلتفرم پیدا کردند. این یافته ها نشان می دهد که در صورت بهبود بهره وری از منابع ، جایگزینی خالص واقعی منابع (های) درگیر ممکن است با اثرات برگشتی بسیار کاهش یابد.

The position that substitutability of natural capital by human-made capital is limited has led to the point of view that natural capital that cannot be substituted by human-made capital should remain intact, a requirement that has been equated with (environmental) sustainability (DesRoches 2019 ). In sections 2–4 it will emerge that commonly current substitutions of natural capital do not keep natural capital intact. For this reason, the conservation of natural capital rather than the conservation of critical natural capital will be considered in this paper. In such conservation, the time-scale of negative impacts on natural capital is important. This follows from considerations of intergenerational justice: the just distribution of resources and environmental burdens between present and future generations. One may assume that there may be many future generations of Homo sapiens, as primate species frequently exist in the order of 10 6 years (Springer et al. 2012 ). Under this assumption, keeping natural capital intact for transferral to future generations is in line with the expected outcome of applying the decision rule that judgment about intergenerational justice as to the use of natural capital should be “behind the veil of ignorance” regarding the generation to which one belongs (Rawls 2001 ). Against this background, in the next sections the focus will be on the conservation of natural capital that is to be transferred to future generations. Long-lasting (>20 سال) تأثیرات انسانی بر سرمایه طبیعی مربوط به انتقال سرمایه طبیعی از نسل به نسل دیگر ، در بخش های بعدی برجسته خواهد بود. نمونه هایی از چنین تأثیراتی در جدول 1 است.< Pan> 100 ٪. آبیاری قطره ای به عنوان کارآمدترین فناوری آبیاری در آب توصیف شده است (به عنوان مثال Megersa و Abdulahi 2015). اما مطالعات مربوط به آبیاری قطره ای در قسمت های تحت فشار آب هند و مراکش نتیجه گرفت که به دلیل تغییر در الگوهای کشت ، مصرف آب در واقع هنگام استفاده از آبیاری قطره ای افزایش یافته است (Birkenholz 2017 ؛ Molle and Tanouti 2017). در مورد به اشتراک گذاری اثرات ریباند نیز می تواند رخ دهد. Warmington-Lundström و Laurenti (2020) به طور متوسط 46. 5 ٪ اثر مستقیم (نه اقتصاد گسترده) برای به اشتراک گذاشتن قایق مبتنی بر پلتفرم پیدا کردند. این یافته ها نشان می دهد که در صورت بهبود بهره وری از منابع ، جایگزینی خالص واقعی منابع (های) درگیر ممکن است با اثرات برگشتی بسیار کاهش یابد.