Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Міністерство науки і освіти України

Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем НАН України

УДК 519.863:330.44

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата економічних наук

Еколого-економічне моделювання в розрізі основних видів економічної діяльності України

08.00.11 - математичні методи, моделі та інформаційні технології в економіці

Єдинак Олена Миколаївна

Київ - 2009

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Київському національному університеті імені Тараса Шевченка на кафедрі математичної інформатики.

Науковий керівник:

доктор фізико-математичних наук, професор Ляшенко Ігор Миколайович, Заслужений професор Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Офіційні опоненти:

доктор економічних наук, старший науковий співробітник Скрипниченко Марія Іллівна керівник відділу моделювання економічного розвитку, головний науковий співробітник Державна установа “Інститут економіки та прогнозування НАН України”, Національна академія наук України економіка екологічний галузь

кандидат економічних наук, доцент Бридун Євген Володимирович доцент кафедри фінансів Національного університету "Києво-Могилянська академія"

Захист відбудеться 12 березня 2009 р. о _14 год. на засіданні спеціалізованої ради К 26.171.02 при Міжнародному науково-навчальному центрі інформаційних технологій та систем НАН України та Міністерства науки і освіти України за адресою: 03680, Київ-680, МПС, проспект академіка Глушкова, 40.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту кібернетики ім. В. М. Глушкова НАН України, 03680, Київ-680, МПС, проспект академіка Глушкова, 40.

Автореферат розісланий 6 лютого 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради І. В. Яблоков

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми дослідження. Сучасний етап розвитку людської цивілізації характеризується підвищенням уваги до проблем охорони природи і раціонального використання природних ресурсів. Основні напрями розвитку країн світу зафіксовані в міжнародному документі «Порядок денний на ХХІ століття«.

Україна не лишається осторонь світових тенденцій. У країні багато робиться для поліпшення екологічної ситуації. Про це свідчить ухвалення низки законів України, що забезпечують виконання нею міжнародних угод у сфері охорони навколишнього середовища. Наведемо лише основні з них: Закон України «Про охорону навколишнього природного середовища» від 25.06.1991 р. зі змінами і доповненнями; Закон України «Про Загальнодержавну програму формування національної екологічної мережі України на 2000-2015» від 21.09.2000 р.

Ускладнення процесів взаємодії економічної діяльності з довкіллям та погіршення при цьому екологічних показників є однією з основних проблем розвитку економіки. Постає необхідність побудови збалансованих економіко-екологічних систем. У зв'язку з цим дослідження та розробка нових підходів до формування структури економіки країни з урахуванням екологічних факторів є актуальною. Зменшення питомої ваги «брудних» видів економічної діяльності в структурі економіки України та розвиток таких видів економічної діяльності, як торгівля, готельний бізнес тощо, для країни є вкрай необхідним і відповідає міжнародній стратегії сталого розвитку.

Складність і багатогранність проблеми збереження довкілля обумовила необхідність застосування для її вивчення методів математичного моделювання як важливого інструменту пошуку найбільш ефективних заходів запобігання негативному впливу виробничої діяльності на навколишнє середовище. Важливим є створення нових науково-методичних підходів для розв'язання цієї проблеми. З огляду на це актуальною є обрана тема дисертаційної роботи.

Різні аспекти характеристики джерел забруднення навколишнього середовища та наслідків дії шкідливих речовин на довкілля і людину висвітлені в роботах Г. Білявського, В. Вернадського, Н. Мельника, Е. Рюміної, Ю. Одума, В. Сахаєва, В. Щербицького, В. Яцика та інших. Проблеми еколого-економічної взаємодії та моделей сталого розвитку проаналізовано у роботах У. Айзарда, Р. Айреса, О. Бакаєва, Л. Бажан, О. Балацького, С. Бридуна, В. Волошина, В. Геєця, З. Герасимчук, В. Глушкова, А. Горстко, В. Гурмана, В. Григорківа, Л. Гриніва, Б. Данилишина, Г. Дейлі, С. Дорогунцова, В. Заславського, М. Коробової, Н. Костіної, В. Леонтьєва, І. Ляшенка, Д. Медоуза, М. Михалевича, М. Мойсеєва, І. Недина, О. Онищенка, Р. Раяцкаса, О. Рюміна, М. Скрипниченко, В. Суткайтіса, Г. Угольницького, Д. Форда, Дж. Форрестера та інших.

Зазначимо, що більшість створених еколого-економічних моделей мають теоретичний характер і досить проблемні з точки зору наявності інформації для їх реалізації. Отже, існує необхідність подальшого вдосконалення економіко-математичних моделей, зокрема оптимізаційних. Щодо екологічної складової в цих моделях, то вона є однією з найголовніших умов. Саме цей аспект набув розвитку у нашому дослідженні.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною наукових досліджень кафедри математичних методів еколого-економічних досліджень і лабораторії економічної кібернетики (з 01.10.2003 р. по 15.05.2007 р.), кафедри математичної інформатики (з 16.05.2007 р.) і лабораторії високопродуктивних систем обробки інформації Київського національного університету імені Тараса Шевченка в рамках науково-дослідної комплексної програми КНУ «Інформатизація суспільства» і тем: «Створення моделей динамічних еколого-економічних процесів, їх дослідження, інформаційне наповнення та реалізація на ПЕОМ» № 01БФ015_ 03 ДР № 0101U002165; «Проблеми теорії прийняття рішень та її застосування в системному аналізі соціально-економічних та екологічних процесів» № 06БФ015-02 ДР № 0106U005859.

Мета і завдання дослідження. Метою дослідження є: аналіз впливу виробничої діяльності галузей економіки на екологічний стан України; розробка пропозицій щодо реструктуризації економіки України за допомогою розробленої і реалізованої оптимізаційної еколого-економічної моделі за видами економічної діяльності з урахуванням обмежень на викиди. Мета дослідження зумовила постановку і вирішення таких завдань:

– вивчити фактори формування екологічної ситуації в країні, склад викидів шкідливих речовин у довкілля та їх вплив на навколишнє середовище;

– проаналізувати існуючі показники оцінки забрудненості навколишнього середовища, запропонувати шляхи їх удосконалення;

– опрацювати методи дослідження еколого-економічних процесів на макрорівні щодо найбільш придатних для практичного застосування у процесі пошуку напрямів удосконалення структури економіки;

– вивчити динаміку процесів забруднення навколишнього середовища в Україні, що пов'язане з розвитком її економіки;

– формалізувати умови функціонування економіки країни з урахуванням екологічних обмежень та побудувати еколого-економічну модель;

– обґрунтувати метод розрахунку технологічних коефіцієнтів моделі в умовах коротких рядів спостережень розвитку економіки;

– провести експериментальні розрахунки за еколого-економічною моделлю оптимізації структури економіки України;

– визначити ефективну стратегію розвитку галузей економіки, яка забезпечує збереження навколишнього середовища.

Об'єкт дослідження - екологічна ситуація в Україні та її окремих регіонах.

Предмет дослідження - еколого-економічні моделі, що відображають сучасні умови виробничої діяльності людства з урахуванням вимог охорони навколишнього середовища.

Методи дослідження. Підґрунтям роботи є теоретичні та методичні здобутки сучасної науки в галузі економіко-математичного і еколого-економічного моделювання; досягнення у вивченні екологічних процесів і механізмів запобігання негативному впливу виробничої діяльності на довкілля.

Інформаційною базою дослідження є: чинні законодавчі акти, нормативні документи органів законодавчої та виконавчої влади, статистичні матеріали і наукові публікації вітчизняних і зарубіжних авторів; теоретичні, програмні та аналітичні розробки кафедри математичних методів еколого-економічних досліджень і кафедри математичної інформатики Київського національного університету імені Тараса Шевченка, електронні ресурси всесвітньої мережі Internet .

Наукова новизна отриманих результатів полягає у розробці науково-методичних підходів до аналізу екологічності видів економічної діяльності та оцінки екологічної ситуації в регіонах України; формалізації умов функціонування економіки країни на основі моделі міжгалузевого балансу з урахуванням екологічних обмежень, а саме:

уперше:

– формалізовано та побудовано еколого-економічну модель оптимізації галузевої структури економіки України з урахуванням екологічних умов країни. При цьому здійснено модифікацію моделі міжгалузевого балансу, яка доповнена маржинальними змінними, що передбачають зміни у динаміці обсягів випуску продукції за окремим видом економічної діяльності та відповідної зміни кількості викидів шкідливих речовин в атмосферне повітря;

– розроблено науково-методичні положення побудови оптимізаційної еколого-економічної моделі розвитку локальної території з використанням модульного підходу до побудови оптимізаційних моделей. Ця модель уможливлює розрахунки оптимального режиму функціонування системи транспортних потоків великого міста, а саме: його рухомого складу. При цьому забезпечується максимальне задоволення потреб промисловості і населення у послугах вантажного та пасажирського транспорту і раціональне використання матеріально-технічних ресурсів, де одна з головних умов - максимальне збереження екології великого міста;

– обґрунтовано ефективні напрями реструктуризації економіки України, які забезпечуються випереджаючими темпами розвитку обробних галузей, зокрема: виробництва машин та устаткування, харчової промисловості, а також торгівлі та інших видів економічної діяльності з низьким коефіцієнтом кількості забруднювачів у розрахунку на одиницю випуску продукції з дотриманням принципів збалансованості виробництва та споживання.

удосконалено:

– принципи розрахунку техніко-економічних коефіцієнтів для маржинальних змінних, а також обмежень щодо обсягу можливого приросту випуску продукції та кінцевого споживання при коротких рядах спостережень розвитку економіки (до 5 років);

– методи кількісної оцінки екологічності видів економічної діяльності за показниками кількості викидів шкідливих речовин на одиницю випуску продукції;

– метод оцінки сукупності галузей промисловості, що сконцентровані на локальній території, за кількістю викидів у розрахунку на одиницю доданої вартості виробленої продукції на даній території.

набуло подальшого розвитку:

- обґрунтування доцільності використання здатності природного середовища до самоочищення, яка залежить від структури природних угідь регіону в частині оцінки екологічної ситуації у певному регіоні.

Практичне значення отриманих результатів. Результати дослідження дають підстави для наукового обґрунтування управлінських рішень при визначенні перспективних напрямів удосконалення структури економіки України відповідно до вимог збереження навколишнього середовища країни та її регіонів. Результати дослідження впроваджено в Міністерстві економіки України (довідка № 181-20/243 від 26.09.2008). Зокрема, розрахунки можуть бути використані при розробці заходів щодо поліпшення екологічної ситуації в регіонах країни.

Особистий внесок здобувача. Матеріали, наведені в дисертаційній роботі, є особистим доробком автора. З робіт, що опубліковані у співавторстві, використано лише матеріали, які належать особисто автору. Досліджено можливість знаходження оптимального режиму функціонування системи транспортних засобів великого міста.

Апробація результатів дослідження. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на наукових і науково-практичних конференціях і семінарах:

– Всеукраїнській науково-практичній конференції молодих учених «Економіко-математичні методи прийняття управлінських рішень на сучасному етапі» (Дніпропетровськ, 26 лют. 2003 р.);

– Другій науково-практичній конференції «Розвиток зовнішньоекономічної діяльності в умовах глобалізації» (Сімферополь, 20-21 квіт. 2006 р.);

– Науково-практичній конференції «Моніторинг навколишнього середовища: науково-методичне, нормативне, технічне, програмне забезпечення» (АР Крим, Коктебель, 18-22 верес. 2006 р.);

– Всеукраїнській науково-практичній конференції студентів, аспірантів та молодих вчених «Сучасні моделі і методи прогнозування соціально-економічних процесів (ПСЕП-2007)» (Київ, 19 квіт. 2007 р.);

– семінарі кафедри математичних методів еколого-економічних досліджень Київського національного університету імені Тараса Шевченка.

Структура та обсяг роботи. Робота складається зі вступу, трьох розділів висновків і додатків. Загальний обсяг роботи 163 с., у тому числі 15 рис., 32 табл. Список використаних у роботі літературних джерел охоплює 136 найменувань на 14 сторінках. Робота має 2 додатки, що містять 2 таблиці.

Публікації. Основні положення дисертаційного дослідження викладені у 7 наукових працях (у тому числі 4 - у фахових видання ВАК України) загальним обсягом, що належить особисто автору, 1,7 друкованих аркушів. З них у журналах - 0,12, наукових вісниках 0,5, збірниках наукових праць 0,62, матеріалах наукових та науково-практичних конференцій 0,46 друкованих аркушів.

Основний зміст дисертації

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, визначено мету, завдання, об'єкт, предмет та методи дослідження. Розкрито наукову новизну і практичне застосування отриманих результатів. Виокремлено особистий внесок здобувача та апробацію результатів дослідження.

У першому розділі «Аналіз стану навколишнього середовища та методи дослідження» проаналізовано основні джерела забруднення навколишнього середовища та їх вплив на довкілля. Виявлено, що антропогенний вплив на атмосферне повітря значно погіршує стан біосфери Землі. Простежено залежність між виробничою діяльністю і забрудненням навколишнього середовища.

Розглянуто глобальні еколого-економічні моделі, які є основою сутності моделей сталого розвитку країни. В роботі обґрунтовано, що головним напрямом подальшого розвитку України є стратегія сталого розвитку, яка сприятиме розв'язанню проблем збалансованості соціально-економічного розвитку, збереженню навколишнього середовища, раціональному використанню та відтворенню природно-ресурсного потенціалу країни. Проведено дослідження еколого-економічного процесів і встановлено, що математичне моделювання цих процесів є найбільш точним та адекватним.

Розглянуті в роботі балансові моделі взаємодії виробництва і природного середовища, такі як модель В. В. Леонтьева, Х. Дейлі, У. Айзарда та ін., не придатні для практичного використання в умовах України через відсутність необхідної інформації. Тому постала необхідність розробки моделі, яка б адекватно відображала еколого-економічні процеси і спиралася на існуючу техніко-економічну інформацією.

З метою визначення методів розв'язку багатокритеріальних задач зроблено аналіз відомих у літературі методів пошуку компромісних варіантів. Вони забезпечують збалансованість інтересів економіки, з одного боку, та екології - з іншого, оскільки віддати перевагу одному з критеріїв неможливо.

У другому розділі «Моделювання еколого-економічних процесів в Україні» сформульовано та побудовано еколого-економічну модель та обґрунтовано відповідні технологічні коефіцієнти моделі.

Аналізуючи показники, які характеризують екологічну ситуацію окремих територій, встановлено, що вони зазвичай не враховують особливості природного середовища до самоочищення. Пропонується увести коригуючи коефіцієнти, величина яких залежить від структури земельних угідь конкретного регіону і здатності цих угідь нейтралізувати негативний вплив шкідливих викидів у процесі виробничої діяльності та повсякденного життя людини. Запропоновано систему ранжирування локальних територій з огляду на коригуючі коефіцієнти. Нейтралізуюча здатність природних угідь оцінюється тим вищим балом, чим ближче вона до природної.

Запропоновано показник екологічності для конкретних видів економічної діяльності: кількість шкідливих викидів у розрахунку на одиницю випуску продукції. Саме він уможливлює використання екологічної оцінки конкретного виду економічної діяльності, розв'язує проблему поєднання одиниць виміру еколого-економічної моделі. Щодо локальної території - оцінює екологічність всієї сукупності видів економічної діяльності, розміщених на цій території.

У класичну модель міжгалузевого балансу введено маржинальні змінні, які передбачають можливе зростання не тільки обсягів виробництва кожного окремого виду економічної діяльності, а й усіх макроекономічних показників, що значно розширює можливості моделі.

Побудована багатокритеріальна еколого-економічна модель із маржинальними змінними проста в обчисленні (зводиться до задачі лінійного програмування), для неї існує статистична інформація. Введення в модель маржинальних змінних уможливлює розрахунки динаміки змін в економіці з одночасним урахуванням обсягів викидів та їх приростів, що пов'язані з розвитком виробництва за розглянутий період часу.

У формалізованому вигляді економіко-математична модель оптимізації галузевої структури економіки України з урахуванням екологічних факторів записується таким чином: максимізувати обсяги випуску продукції (ВВП; валовий прибуток, змішаний дохід) за мінімізації кількості викидів шкідливих речовин в атмосферу, або суми повних витрат:

(1)

(2)

при обмеженнях для всіх :

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

де: aij коефіцієнти прямих витрат продукції і на одиницю випуску продукції j; маржинальні коефіцієнти прямих витрат продукції і на додаткову одини-цю випуску продукції j; cj - коефіцієнти обсягу випуску продукції (ВВП; валовий прибуток, змішаний дохід) на одиницю виміру галузі; dj - коефіцієнти загальної суми витрат на одиницю виміру галузі; - відповідно маржинальні коефіцієнти обсягу випуску продукції (ВВП, валового прибутку, змішаного доходу) та маржинальні коефіцієнти загальної суми витрат на додаткову одиницю випуску j-ї продукції; xi - абсолютний розмір обсягу випуску і-го виду продукції, або інтенсивність розвитку і-го виду економічної діяльності; - приріст загального обсягу випуску і-го виду продукції, або можливий приріст інтенсивність розвитку і-го виду економічної діяльності; xj - обсяги випуску продукції певного виду економічної діяльності; - приріст обсягу випуску продукції певного виду економічної діяльності; yi - абсолютний розмір обсягу кінцевого споживання і-го виду продукції (у даному випадку кінцеве споживання включає в себе суму: витрати кінцевого споживання, валове нагромадження капіталу, експорт і імпорт); - приріст обсягу кінцевого споживання і-го виду продукції; fij - коефіцієнти викидів шкідливих речовин і-го виду в атмосферу на одиницю випуску j-ї продукції; - маржинальні коефіцієнти приросту викидів шкідливих речовин і-го виду в атмосферу на одиницю приросту випуску j-ї продукції; gi - абсолютний розмір обсягу викидів і-го виду шкідливих речовин; - приріст обсягу викидів і-го виду шкідливих речовин; qi - досягнутий обсяг виробництва продукції і-ї галузі; - норма можливого приросту обсягу виробництва в і-й галузі.

З огляду на те, що статистична інформація щодо обсягів випуску продукції за деякими видами економічної діяльності у таблицях “Витрати-Випуск” і у статистичних збірниках “Довкілля України” не збігаються, постає необхідність агрегування даних. В результаті здійснення процедури агрегування було визначено склад основних змінних моделі (табл. 1).

Одним із найвідповідальнішим етапів побудови економіко-математичної моделі, який визначає якість та достовірність результатів розв'язку моделі, є підготовка техніко-економічної інформації. В роботі обрано одиницею виміру змінних і, відповідно, обмежень моделі обсяг випуску продукції (послуг) кожного окремого виду економічної діяльності у вартісній оцінці в млн грн. За даними таблиць «Витрати-Випуск» і з урахуванням результатів агрегування видів економічної діяльності розраховано коефіцієнти прямих витрат і результативних показників у розрахунку на обрану одиницю виміру змінних.

Аналіз динаміки фактичних даних про величину коефіцієнтів прямих витрат, а також результативних показників у розрахунку на одиницю випуску продукції свідчить про їх досить стійку тенденцію до зменшення витрат і зростання результативних показників практично у всіх галузях, за винятком металургії. Це дало підставу взяти як вихідну інформацію для основних змінних моделі показники, прийняті на рівні показників останнього року, для якого є статистичні спостереження.

Величини маржинальних коефіцієнтів прямих витрат, а також результативні показники випуску продукції запропоновано розраховувати як середньозважені величини абсолютних приростів прямих витрат (або результативних показників) за весь період спостережень щодо обсягів приросту випуску продукції за цей період. Таким чином, кожному періоду спостережень відповідають свої маржинальні коефіцієнти:

,

Таблиця 1 Відповідність обмежень і змінних моделі таблицям «Витрати-Випуск»

Обмеження	Види економічної діяльності
1. Сільське господарство, мисливство та пов'язані з ним послуги	1. Сільське господарство, мисливство та пов'язані з ним послуги
2. Лісове господарство та пов'язані з ним послуги	2. Лісове господарство та пов'язані з ним послуги
3. Рибне господарство	3. Рибне господарство
4. Видобування енергетичних матеріалів	4. Видобування вугілля і торфу
	5. Видобування вуглеводнів
5. Видобування неенергетичних матеріалів	6. Видобування неенергетичних матеріалів
6. Харчова промисловість та переробка сільськогосподарських продуктів	7. Харчова промисловість та переробка сільськогосподарських продуктів
7.Текстильна та шкіряна промисловість	8.Текстильна та шкіряна промисловість
8. Деревообробна і целюлозно-паперова промисловість, видавнича справа	9. Деревообробна і целюлозно-паперова промисловість, видавнича справа
9. Виробництво коксу, продуктів нафтопереробки та ядерного палива	10. Виробництво коксопродуктів
	11.Нафтопереробка
10. Хімічне виробництво, гумові та пластмасові вироби	12. Хімічне виробництво, гумові та пластмасові вироби
11. Виробництво інших неметалевих мінеральних продуктів	13. Виробництво інших неметалевих мінеральних продуктів
12. Металургія та обробка металу	14. Металургія та обробка металу
13. Виробництво машин та устаткування	15. Виробництво машин та устаткування
14. Виробництво електроенергії, газу та води	16. Електроенергетика
	17. Газопостачання
	18. Теплопостачання
	19. Водопостачання
15. Будівництво	20. Будівництво
16. Торгівля	21. Торгівля
17. Готелі та ресторани	22. Готелі та ресторани
18. Транспорт	23. Транспорт
19. Операції з нерухомістю, здавання в оренду	24. Операції з нерухомістю
	25. Здавання в оренду
20. Державне управління	26. Державне управління
21. Освіта	27. Освіта
22. Охорона здоров'я та соціальна допомога	28. Охорона здоров'я та соціальна допомога
23. Інші види діяльності	29. Інші види виробництва
	30. Пошта і зв'язок
	31. Фінансове посередництво
	32. Діяльність у сфері інформатизації
	33. Дослідження та розробки
	34. Послуги юридичних осіб
	35. Асенізація, прибирання вулиць та переробка відходів
	36. Громадська діяльність
	37. Відпочинок, розваги, культура і спорт
	38. Інші види діяльності

де: - коефіцієнти приросту прямих витрат (або результативних показників) у розрахунку на додаткову одиницю випуску продукції; - абсолютні величини прямих витрат і-го виду продукції на виробництво продукції j-ї галузі відповідно в базовому періоді і t -му періодах; - обсяг виробництва продукції j-ю галуззю у відповідних періодах. Величина може бути і додатною, і від'ємною. Від'ємний коефіцієнт означає, що додатковий приріст випуску продукції супроводжується скороченням величини прямих витрат у розрахунку на додаткову одиницю випуску продукції, і навпаки.

У роботі прийнято відомий у літературі принцип перенесення темпів розвитку обсягів виробництва, що склалися в період спостережень, на перспективний період. На першому кроці визначають загальні показники динаміки темпів зростання обсягів випуску кожного виду продукції (базові індекси темпів зростання випуску). На другому кроці знаходять середньорічні темпи зростання обсягу випуску і-го продукту. На заключному кроці розраховують приріст обсягу кінцевого споживання і-го виду продукції в перспективі:

, (9)

За аналогічною методикою розраховують можливі обсяги приросту шкідливих викидів у перспективі.

Водночас слід зауважити, що значення , розраховане за формулою (9), відрізняються від значень , отримані в результаті розрахунків за (3), оскільки модельні розрахунки нівелюють цінові фактори, а при розрахунках за допомогою (9) враховується фактична динаміка цін та витрат.

Розглянуто алгоритм реалізації даної задачі (18), який було реалізовано з використанням електронних таблиць Microsoft Excel, зокрема вбудованих функцій «Пошук розв'язків».

Запропоновано методику побудови математичних моделей локальних територій, а саме: міста на основі ідеї модульного принципу. Досліджено можливість знаходження оптимального режиму функціонування системи транспортних засобів великого міста і забезпечення при цьому максимального задоволення передусім потреб промисловості та населення в послугах пасажирського і вантажного транспорту. Водночас забезпечується раціональне використання матеріально-технічних і фінансових ресурсів, а також (одна з головних умов) максимальне збереження екологічного стану великого міста.

Обмеження моделі це основні та оборотні фонди галузі, людські ресурси, вартість послуг, які надає вантажний і пасажирський транспорт. Оскільки модель містить екологічний блок, існуючі види транспорту поділяють на різновиди залежно від кількості екологічно небезпечних викидів, які дає кожен із цих різновидів. Для повного врахування екологічного фактора необхідним є введення в модель усіх видів транспортних засобів, що функціонують у місті: вантажного і легкового транспорту підприємств і населення та різних видів пасажирського транспорту.

У третьому розділі «Формування перспективних напрямів та реструктуризація економіки України з урахуванням екологічної складової» проведено аналіз динаміки екологічних показників країни та визначено перспективи розвитку економіки України з урахуванням екологічних вимог до виробництва.

Проаналізовано тенденції надходження шкідливих речовин та їх компонентів у навколишнє середовище за період дослідження (2000-2006 рр.). У цілому динаміка викидів шкідливих речовин на одиницю земельної площі Україні за окремими складовими природного середовища є не досить стабільною. Зміна кількості викидів забруднювачів відбувається різними темпами. Найбільш швидко зростає кількість викидів у земельні ресурси (у 2005 р. темпи зросли порівняно з 2000 р. на 22,7 %). Дещо повільнішими є темпи зростання кількості викидів у атмосферне повітря (на 11,7 %). Суттєво скорочується скидання забруднених вод у поверхневі водойми (на 26,8 %). Це зумовило зменшення загальної кількості забруднювачів на 10,0 %. У цілому спостерігається позитивна тенденція поліпшення екологічної ситуації в країні.

Розглянуто динаміку результативних економічних показників за видами економічної діяльності за період, що аналізується, і встановлено: значно нижчими темпами, ніж економіка в цілому, розвивалися сільське господарство, електроенергетика та видобувна промисловість. Як наслідок суттєве зниження питомої ваги цих видів економічної діяльності у структурі економіки країни. Зокрема, питома вага сільського господарства за період 2000-2005 рр. у структурі випуску продукції зменшилася на 4,65 відсоткових пунктів.

Аналогічні процеси характерні для таких видів економічної діяльності як: виробництво електроенергії, газу та води (з 6,47% до 4,43%), видобування енергетичних матеріалів (з 3,72% до 2,56%). Більш високих темпів розвитку набули: виробництво машин та устаткування, виробництво коксу і продуктів нафтопереробки, торгівля, будівництво та хімічна промисловість, готельне господарство та інші галузі. Таким чином, можна констатувати, що в економіці України відбуваються позитивні зрушення на шляху поглиблення рівня переробки сировини.

Динаміка розвитку економіки України у 20002005 рр. засвідчує, що найбільш ефективно з точки зору охорони навколишнього середовища працюють харчова промисловість і виробництво машин та устаткування. Це зумовило збільшення питомої ваги цих галузей у структурі випуску продукції та зменшення у структурі викидів.

Комплексну оцінку процесів, що відбуваються в галузевій структурі економіки країни з точки зору змін в її екологічної ситуації, дає факторний аналіз, результати якого наведено у табл. 2. Зміни у структурі випуску продукції відбуваються внаслідок різних темпів розвитку окремих видів економічної діяльності. Щодо обсягу викидів, то вони перераховувались, як до базового, так і до поточного (2005) років. За результатами проведеного аналізу було зроблено висновки про позитивні зміни в обсягах викидів залежно від змін у структурі випуску в країні.

Таблиця 2 Оцінка ефективності структурних зрушень в економіці України з точки зору змін в екологічній ситуації

Види економічної діяльності	Структура випуску 2000 р., %	Структура випуску 2005 р., %	Випуск 2005 р. за струк-турою 2000р., тис. грн.	Викиди 2005 р. за фактич-ною струк-туррою ви-пуску, тис.т.	Викиди 2005 р. за струк-турою ви-пуску 2000 р., тис.т.	Результат (+,-), тис.т.
Сільське господарство, мисливс-тво та пов'язані з ним послуги	13,5	9,0	155051	43,5	66,3	22,8
Лісове господарство	0,3	0,21	3861	2,8	4,6	1,8
Рибне господарство	0,2	0,08	1936	0,2	0,4	0,2
Добувна промисловість	6,0	4,57	69050	1023,7	1348,5	324,8
видобування енергетичних матеріалів	4,4	2,73	50775	817	1326,7	509,7
видобування неенергетичних матеріалів	1,6	1,84	18275	206,7	178,6	-28,1
Обробна промисловість	40,2	44,17	461158	1681,9	1531,0	-150,9
харчова промисловість та пе-реробка с/г продуктів	11,3	11,62	129641	46,9	45,6	-1,3
текстильна та шкіряна промисловість	1,9	1,58	22231	2,2	2,7	0,5
деревообробна і целюлозно-паперова промисловість, видавнича справа	1,6	2,14	18092	8,7	6,4	-2,3
виробництво коксу, нафтопереробка	4,5	5,64	51144	124,9	98,7	-26,2
хімічне виробництво, гумові та пластмасові вироби	3,6	4,07	40710	105,2	91,7	-13,5
виробництво інших неметалевих мінеральних виробів	1,3	1,73	14905	87,7	65,9	-21,8
металургія та обробка металу	10,3	10,24	117638	1289,1	1291,2	2,1
виробництво машин та устаткування	5,8	7,15	66799	17,2	14,0	-3,2
Виробництво електроенергії, газу та води	6,5	3,52	74152	1440,8	2644,6	1203,8
Будівництво	3,8	4,08	44069	31,9	30,0	-1,9
Торгівля	6,9	8,77	79619	12,9	10,2	-2,7
Готелі та ресторани	0,5	0,6	5762	0,5	0,4	-0,1
Транспорт	6,7	6,13	76289	2306	2500,9	194,9
Операції з нерухомістю, здавання в оренду	1,7	2,40	19038	15	10,4	-4,6
Державне управління	2,3	2,59	26874	9,8	8,9	-0,9
Освіта	2,4	2,58	28022	2	1,9	-0,1
Охорона здоров'я	2,0	2,02	22411	6,5	6,3	-0,2
Інші види діяльності	6,9	9,37	79319	23,1	17,1	-6,0
Всього	100,0		1146611	6600,4	8423,6	1823,2

Досліджено також територіальний аспект динаміки викидів шкідливих речовин в атмосферне повітря (рис.1), підтверджено вже відомі дані про незадовільний стан повітряного середовища у Запорізький, Донецькій, Дніпропетровській та Луганській областях, а також вплив приросту обсягів виробництва на обсяги викидів.

Обґрунтовано недоцільність нарощування обсягів виробництва у Дніпропетровській, Донецькій, Луганській та Івано-Франківській областях, оскільки кожний відсоток приросту обсягів виробництва (рис.1) має наслідком значне збільшення викидів шкідливих речовин.

Попередній аналіз оптимальних варіантів розвитку економіки країни (табл. 3) показує, що немає необхідності розв'язувати дану економіко-математичну модель за критеріями на мінімум проміжних витрат або кількості викидів шкідливих речовин, оскільки за показниками рівня розвитку економіки ці варіанти не відрізняються від досягнутих. І це цілком обґрунтований результат. Однак такий перебіг подій не задовольняє інтереси суспільства.

Спробуємо обґрунтувати аналогічне твердження щодо варіанта, який розрахований за критерієм мінімум кількості викидів шкідливих речовин. По-перше, логічно припустити , що за результатами реалізації моделі мають увійти змінні, в яких коефіцієнти викидів шкідливих речовин у розрахунку на додаткову одиницю приросту обсягів випуску продукції окремих видів мають від'ємне значення (приріст обсягу випуску випереджає приріст викидів).

Рис. 1. Приріст викидів (т.) за зростання на 1 % регіонального продукту

Таблиця 3 Показники оптимальних варіантів функціонування економіки України, обчислені за різними критеріями оптимальності

Показники	2005 р. факт	Критерії оптимізації
		максимум	мінімум
		випус-ку	ВВП	прибутку	витрат	викидів
Значення показників, млн грн.
Всього проміжне споживання	705159	927761	911041	923960	705159	705159
Оплата праці найманих працівників	216600	287143	291817	286088	216600	216600
Валовий прибуток, змішаний доход	168775	224878	224810	225913	168775	168775
Валовий внутрішній продукт	441452	580018	583440	579512	441452	441452
Всього випуск	1146611	1507779	1494481	1503473	1146611	1146611
Викиди, тис. т.	6600,4	6828,7	6836,2	6824,4	6600,4	6600,4
У розрахунку на 1 млн грн. випуску
Всього проміжне споживання	0,6150	0,6153	0,6096	0,6146	0,6150	0,6150
Оплата праці найманих працівників	0,1889	0,1904	0,1953	0,1903	0,1889	0,1889
Валовий прибуток, змішаний доход	0,1472	0,1491	0,1504	0,1503	0,1472	0,1472
Валовий внутрішній продукт	0,3850	0,3847	0,3904	0,3854	0,3850	0,3850
Викиди, т.	5,7564	4,5290	4,5743	4,5391	5,7564	5,7564

По-друге, за умовами міжгалузевого балансу будь-яке додаткове зростання хоча би одного виду продукції супроводжується витратами інших, тобто має збільшуватися випуск цих видів продукції й, відповідно, зростати кількість викидів шкідливих речовин, що суперечить умові цільової функції. В результаті чого за цією умовою на мінімум викидів отримуємо варіант, показники якого також дорівнюють вихідним.

З трьох інших варіантів отриманих при максимізації макроекономічних показників (випуску продукції, ВВП та валового прибутку), з позиції пошуку еколого-економічної рівноваги виробництва є підстави надати перевагу варіанту, що розрахований на максимум випуску продукції. Цей варіант забезпечує максимальний обсяг випуску продукції за мінімальної кількості викидів шкідливих речовин, хоча поступається двом іншим практично за всіма макроекономічними показниками у розрахунку на одиницю випуску.

Два інші варіанти (максимізація ВВП і максимізація прибутку) майже рівнозначні за всіма макроекономічними показниками (за винятком викидів). Варіант на максимум ВВП досить вигідний з точки зору економіки, оскльки забезпечує вищі абсолютні та відносні показники виробництва валового внутрішнього продукту, а також оплати праці працівників. Однак, має найвищі показники викидів шкідливих речовин у розрахунку на одиницю випуску продукції. На наш погляд, цей варіант можна розглядати як другий у подальшому аналізі, зокрема при пошуки компромісних варіантів функціонування економіки.

Пошук компромісних варіантів здійснений саме за цими критеріями оптимізації (табл. 4). Зроблено розрахунки компромісних варіантів еколого-економічного розвитку. У цих варіантах передусім забезпечуються випереджаючі темпи зростання галузей із малими питомим частками викидів (у розрахунку на 1 млн грн. продукції), і як наслідок зменшення кількості викидів забруднювачів у атмосферного повітря.

Таблиця 4 Показники компромісних варіантів розвитку економіки України у 2008-2010 рр. за критеріями максимум випуску, мінімум викидів (млн грн.)

	2005 р.	2008 р.	2008 р. в % до 2005 р.	2009 р.	2009 р. в % до 2005 р.	2010 р.	2010 р в % до 2005 р.
Всього проміжне споживання	705159	927761	131,6	951330	134,9	973124	138,0
Валовий прибуток, змішаний доход	168775	224878	133,2	229378	135,9	234143	138,7
Валовий внутрішній продукт	441452	580018	131,4	592715	134,3	603963	136,8
Всього випуск	1146611	1507779	131,5	1544044	134,7	1577087	137,5
Викиди, тис. т	6600,4	6828,7	103,5	6878,9	104,2	6900,0	104,5
Викиди, т у розрахунку на 1 млн грн. випуску	5,7564	4,5290	78,7	4,4551	77,4	4,3752	76,0

Показано, за компромісного розвитку виробництва на перспективу тенденції до екологізації виробництва посилюватимуться. Галузі, які мають менш питомі частки викидів на одиницю випуску продукції, розвиватимуться значно вищими темпами. І навпаки, темпи розвитку галузей з високою питомою часткою викидів досить низькі.

Таким чином, за розрахунками, у перспективному періоді існують шляхи розв'язання проблеми сталого розвитку України з певним покращенням не лише економічного, а й екологічного стану країни.

Висновки

У дисертації досліджено комплекс питань теоретичного і практичного характеру, які пов'язані з еколого-економічними процесами, методами їх математичного моделювання та заходами щодо дотримання екологічних вимог. Зроблено такі висновки і пропозицій:

1. Як відомо, для характеристики екологічної ситуації використовують такі показники: кількість викидів шкідливих речовин у розрахунку на одиницю площі; на 1 мешканця, що проживає на даній території; гранично допустиму концентрацію шкідливих речовин в окремих компонентах природного середовища (воді, повітрі) або в продуктах харчування.

У роботі показано нелогічність застосування показника екологічності середовища за кількістю шкідливих викидів у розрахунку на 1 мешканця, оскільки висока щільність населення на даній території зменшує цей екологічний показник. Реально ж складається негативна соціальна картина через те, що вплив шкідливих викидів охоплює більшу кількість населення.

Показники гранично допустимої концентрації застосовують для характеристики локальної території (певної обмеженої території).

2. Показник кількості шкідливих речовин у розрахунку на одиницю площі досить часто використовують на практиці, він характеризує екологічність значних територій (областей, регіонів країни, країни).

Одним із можливих напрямів розвитку досліджень може бути врахування у цьому показникові здатності природного середовища конкретної території до самоочищення. Пропонуються коригуючі коефіцієнти, величина яких залежить від структури земельних угідь конкретного регіону і здатності цих угідь нейтралізувати негативний вплив викидів. Система ранжування локальних територій з огляду на коригуючі коефіцієнти дає уявлення про екологічний стан локальних територій.

3. Для порівняння екологічності окремих видів економічної діяльності запропоновано використовувати показник кількості викидів шкідливих речовин у розрахунку на одиницю випуску продукції в її вартісній формі. Цей показник дає змогу оцінити кількісно структурні зрушення, що можуть відбутися в економіці. Він уможливлює використання екологічної оцінки різних видів економічної діяльності та розв'язує проблему поєднання одиниць виміру еколого-економічної моделі.

Щодо локальної території, то її екологічність може бути оцінена за кількістю викидів шкідливих речовин у розрахунку на одиницю валової доданої вартості, виробленої на даній території. Цей показник дає уявлення про екологічність сукупності галузей економіки, які функціонують на певній локальній території.

4. Аналіз методів дослідження еколого-економічних процесів дає змогу зробити висновок, що найпоширенішими є методи кореляційно-регресійного аналізу. За їх допомогою з достатньо високим рівнем достовірності встановлюють залежність стану здоров'я людини від чистоти навколишнього середовища. Однак при цьому не отримують відповіді щодо спрямованості дій людини на усунення негативних наслідків забруднення довкілля. Науково обґрунтовану відповідь на це питання дає використання методів математичного моделювання.

Дослідженням встановлено, що взаємозв'язок між економічними та екологічними процесами можна простежити на моделі міжгалузевого балансу, доповнивши її обмеженнями на екологічність виробництва. З цією метою у класичну модель міжгалузевого балансу введено маржинальні змінні, які передбачають можливе зростання обсягів виробництва кожного окремого виду економічної діяльності і пов'язані з цим зміни макроекономічних показників, що значно розширює можливості моделі. Отже, кожній основній змінній відповідає додаткова маржинальна змінна, яка відповідає приросту обсягів випуску продукції даного виду.

5. Сформульована і побудована багатокритеріальна еколого-економічна модель із маржинальними змінними проста в обчисленні (зводиться до задачі лінійного програмування), для неї існує статистична інформація. Введення в модель маржинальних змінних уможливлює розрахунки динаміки змін в економіці з одночасним урахуванням обсягів викидів та їх приростів, що пов'язані з розвитком виробництва за розглянутий період часу. Запропонована еколого-економічна модель при своїй лінійності має риси динамічних моделей. Розрахунки за моделлю проводилися з використанням електронних таблиць Microsoft Excel, зокрема вбудованих функцій “Пошук розв'язків”.

6. Однією з найскладніших проблем у формуванні моделі оптимізації структури економіки країни є розрахунок економічних коефіцієнтів моделі зокрема коефіцієнтів для маржинальних змінних.

У роботі запропоновано розраховувати коефіцієнти прямих витрат і результативних показників (у тому числі викиди шкідливих речовин) для маржинальних змінних як середньозважені величини. Ці показники є відношенням величини приростів витрат (результативних показників) за період спостережень до приростів випуску продукції за цей період спостережень.

7. Розрахунок можливого приросту інтенсивності розвитку галузей економіки, обсягів кінцевого споживання та обсягів сумарного випуску продукції запропоновано виконати у такій послідовності: 1) визначити базовий індекс результатів функціонування галузей як відношення обсягів випуску продукції в кінцевому періоді спостережень до початкового; 2) розрахувати середньорічні прирости обсягів випуску продукції; 3) на підставі цих даних розрахувати параметри змін маржинальних показників у відповідному перспективному періоді.

8. Порівняння розвитку економіки України за період, що аналізується, та оптимальних варіантів, отриманих при розв'язку задачі, дає підстави для висновку: в цілому у структурі економіки України відбуваються позитивні зміни, що відповідають вимогам оптимальності. Зокрема, випереджаючими темпами розвиваються переробні галузі економіки, виробництво машин та устаткування, торгівля, харчова промисловість.

9. Процеси позитивних зрушень в економіці країни з екологічної точки зору мають відбуватися завдяки реструктуризації економіки України. Таким чином, у перспективному періоді існують шляхи розв'язання проблеми сталого розвитку України з певним покращенням не лише її економічного, а й екологічного стану. При цьому зберігатиметься балансова рівновага розвитку галузей економіки країни з одночасним скороченням кількості викидів на одиницю виробленої продукції.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Наукові статті у фахових виданнях:

1. Єдинак О. М. Вплив галузей економіки України на формування екологічної ситуації в країні / О. М. Єдинак // Держава та регіони: Науково-виробничий журнал. - 2006. № 3. - С. 101104. (Серія «Економіка та підприємство»).

2. Єдинак О. М. Методичні принципи побудови еколого-економічної моделі оптимізації розвитку транспортної системи міста / О. М. Єдинак // Економіка: проблеми теорії та практики: зб. наук. праць: в 2 т. - Дніпропетровськ: ДНУ, 2003. - Випуск 177. Том. І. - 2003. С. 139142.

3. Єдинак О. М. Оптимізація галузевої структури економіки України з врахуванням екологічних вимог / О. М. Єдинак // Науковий вісник Чернівецького торговельно-економічного інституту КНТУ. - Чернівці: Книги-ХХІ, 2007. - Вип. ІІІ. - С. 446-455. (Економічні науки).

4. Кузубов М. В. Методичні аспекти оцінки екологічного стану навколишнього середовища регіонів України / М. В. Кузубов, О. М. Єдинак // Соціально-економічні дослідження в перехідний період. Природно-ресурсний потенціал в системі просторового розвитку: зб. наук. праць / відп. ред М. І. Данілішин. -- Львів, 2004. - Вип. 2 (XLVI) С. 5660. (НАН України. Інститут регіональних досліджень) (особисто автором запропоновано методи оцінок стану навколишнього середовища).

Матеріали конференцій:

5. Єдинак О. М. Алгоритм побудови еколого-економічної моделі оптимізації розвитку транспортної системи міста / О. М. Єдинак // Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених «Економіко-математичні методи прийняття управлінських рішень на сучасному етапі». - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2003. - С. 173-175.

6. Єдинак О. М. Визначення ступеня впливу галузей економіки на формування екологічної ситуації в країні /О. М. Єдинак // Материалы второй международной научно-практической конференции «Развитие внешне-экономической деятельности в условиях глобализации». - Симферополь: Таврия, 2006. - С. 214-215.

7. Єдинак О. М. Показники екологічності галузей народного господарства (видів економічної діяльності) /О. М. Єдинак // Матеріали науково-практичної конференції «Моніторинг навколишнього середовища» Науково-методичне, нормативне, технічне, програмне забезпечення (2822 вересня 2006 р.), АР Крим, м. Коктебель. - НПЦ «Екологія. Наука. Техніка». - К., 2006. - С. 7880.

Анотація

Єдинак О. М. Еколого-економічне моделювання в розрізі основних видів економічної діяльності України. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук за спеціальністю 08.00.11 - математичні методи, моделі та інформаційні технології в економіці. Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем НАН України та Міністерства науки і освіти України, Київ, 2009.

Дисертація присвячена подальшому розвитку теоретичних, методологічних і методичних підходів у економіко-математичному моделюванні еколого-економічних систем в умовах сталого розвитку.

Відповідно до принципів сталого розвитку проаналізовано проблему екологізації виробництва та побудови відповідних економіко-математичних моделей еколого-економічної рівноваги. Здійснено розширення класичної моделі міжгалузевого балансу та перетворення її на оптимізаційну модель шляхом включення обмежень на викиди. Ця модель доповнена маржинальними змінними і відповідними їм коефіцієнтами, що значно розширює межі розрахунків.

Запропоновано методику розрахунку маржинальних коефіцієнтів. Зроблено розрахунки, проаналізовано стан економіки України, обґрунтовано напрями оптимізації галузевої структури економіки України з урахуванням екологічної ситуації на перспективу.

Запропоновано методику побудови математичних моделей локальних територій (міста). Досліджено можливість знаходження оптимального режиму функціонування системи транспортних засобів великого міста.

Ключові слова: економіко-математичне моделювання, еколого-економічна система, сталий розвиток, міжгалузеві балансові моделі, маржинальні коефіцієнти, оптимізація галузевої структури.

Аннотация

Единак Е. Н. Эколого-экономическое моделирование в разрезе основных видов экономической деятельности Украины. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук по специальности 08.00.11 математические методы, модели и информационные технологии в экономике. Международный научно-учебный центр информационных технологий и систем НАН Украины и Министерства науки и образования, Киев, 2009.

В диссертации осуществлены постановка и решение новой актуальной задачи моделирования эколого-экономических систем в условиях устойчивого развития, которая совершенствует теоретические, методические и методологические подходы экономико-математического моделирования устойчивого развития. Проанализированы основные источники загрязнения окружающей среды и влияние их на здоровье людей и окружающую среду.

При анализе современного развития экономики Украины установлено, что ее нынешнее состояние негативного влияет на окружающую среду. Ориентация экономики страны на металлургическую, добывающую и связанные с ней отрасли, привела к возрастанию количества выбросов на единицу валового внутреннего продукта.

Обос...