Материалы Четвертой конференции «Математическое моделирование в экологии» ЭкоМатМод-2015, г. Пущино, Россия
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ЧИСЛЕННОСТИ ЗАНЯТОГО НАСЕЛЕНИЯ: АГЕНТ-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПОДХОД
Хавинсон М.Ю. 1, Колобов А.Н.2
1Институт комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН, Биробиджан, Россия
havinson@list.ru
2Институт комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН, Биробиджан, Россия alex_0201@mail.ru
Аннотация: В динамике численности занятого населения как на уровне отдельных стран, так и на региональном уровне обнаружены структурные колебания, связанные с возрастной структурой занятого населения. На основе агент-ориентированного подхода описаны простейшие возможные стратегии трудоустройства разновозрастных занятых. Показано, что сочетания этих стратегий могут вызывать колебания динамики численности занятых.
Колебательные и сложные режимы динамики социально-экономических систем до сих пор являются недостаточно изученными, а их содержательные интерпретации – дискуссионными. Выявляются новые феноменологические закономерности в социальноэкономических временных рядах, одной из которых являются структурные колебания численности занятого населения в разрезе возрастных групп. Моделирование этих колебаний позволило объяснить возникающие динамические режимы численности разновозрастных занятых фактором взаимодействия занятых, например, в виде взаимной помощи (симбиоза) или конкуренции (Хавинсон, Кулаков, 2014). При этом осталось неясным, каков вклад в наблюдаемые колебания индивидуальных или групповых стратегий трудоустройства занятых. Согласно неоклассической экономической теории экономический агент (в данном случае занятый) на рынке труда должен действовать так, чтобы максимизировать свою прибыль. В дальнейшем в экономической теории были введены допущения об ограниченной рациональности агента, который стремится не только к максимизации прибыли, но и к удовлетворению своих социальных потребностей (Simon, 1957; Чернавский Д.С. и др., 2011; Chena, Lib, 2012; Хавинсон, 2015). Исследовать, как различные стратегии трудоустройства работников могут влиять на динамику численности занятых удобно с помощью агенториентированного подхода (Колобов, Фрисман, 2013; Колобов, 2014), реализованного в простейшей модели.
В указанной модели динамики разновозрастных занятых предлагается рассматривать шесть возрастных групп занятых (агентов) 16-19 лет, 20-24 лет, 25-29 лет, 30-39 лет, 40-49 лет и 50-60 лет, которые распределяются по трем условным отраслям экономики. Каждая отрасль оценена по трехбалльной шкале, исходя из величины зарплаты, уровня престижа и условий труда. Оценки выбраны таким образом, чтобы каждая отрасль лидировала только по одному показателю. Рассмотрены 6 стратегий выбора отрасли, которые подразделяются на чистые и смешанные. Чистые стратегии заключаются в стремлении занятого максимизировать один показатель: зарплату, престиж или условия труда. Смешанные стратегии заключаются в желании агента выбрать отрасль, максимально удовлетворяющую двум критериям: зарплате и престижу, зарплате и условиям труда, престижу и условиям труда. Также полагается, что для каждой возрастной группы занятых характерна одна стратегия поведения. Перемещение работников между отраслями осуществляется, исходя из выбора и реализации конкретной стратегии. Начальные условия в модели соответствуют равномерному распределению разновозрастных занятых по отраслям. В результате проведения численных экспериментов обнаружено, что сочетание различных стратегий занятых может приводить к неравномерному распределению работников в разрезе возрастов и условных отраслей. Полученные результаты подчеркивают важность изучения
191
Материалы Четвертой конференции «Математическое моделирование в экологии» ЭкоМатМод-2015, г. Пущино, Россия
социального поведения агентов как фактора, влияющего на общую динамику и распределение численности занятого населения.
Работа выполнена при финансовой поддержке РГНФ, проект № 15-02-00259/14 «Развитие теоретических концепций и математического моделирования демографической и социально-экономической динамики».
Литература
Колобов А.Н. Моделирование пространственновременной динамики древесных сообществ: индивидуальноориентированный подход // Лесоведение. 2014. № 5. С. 72–82.
Колобов А.Н., Фрисман Е.Я. Моделирование процесса конкуренции за свет в одновозрастных древостоях // Известия РАН. Серия: Биологическая. 2013. № 4. С. 463–473.
Хавинсон М.Ю. Эконофизика: от анализа финансов до судьбы человечества // Пространственная экономика. 2015. № 1. С. 144-166.
Хавинсон М.Ю., Кулаков М.П. Математическое моделирование динамики численности разновозрастных групп занятых в экономике региона // Компьютерные исследования и моделирование. 2014. Т.6. № 3. С. 441454.
Чернавский Д.С., Старков Н.И., Малков С.Ю., Косе Ю.В., Щербаков А.В. Об эконофизике и ее месте в современной теоретической экономике // Успехи физических наук. 2011. Т. 81. № 7. С. 767–773.
Chena S.H., Lib S.P. Econophysics: Bridges Over a Turbulent Current // International Review of Financial Analysis. 2012. Vol. 23. Pp. 1–10.
Simon H.A. Models of Man: Social and Rational. New York: John Wiley and Sons, Inc., 1957. 279 p.
192
Материалы Четвертой конференции «Математическое моделирование в экологии» ЭкоМатМод-2015, г. Пущино, Россия
АНАЛИЗ УСТОЙЧИВОСТИ РАЗНОВОЗРАСТНЫХ ЛЕСОВ СРЕДСТВАМИ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Шанин В.Н. 1, Комаров А.С.1, Mäkipää R.2
1Институт физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН, г. Пущино, Российская Федерация
shaninvn@gmail.com
2Natural Resources Institute Finland, Vantaa, Finland
Аннотация: Работа посвящена поиску оптимальной стратегии управления смешанными разновозрастными лесами с помощью средств имитационного моделирования. Показано, что разновозрастные древостои демонстрируют более эффективное потребление ресурсов (за счет более равномерного распределения биомассы подземных органов и более полного использования элементов почвенного питания), что приводит к росту их продуктивности по сравнению с одновозрастными монокультурами.
1. Задачи работы
Задачей работы является определение оптимальной (с точки зрения сохранения баланса углерода в экосистеме) стратегии управления смешанными разновозрастными лесами. В рамках работы были сформулированы следующие вопросы: (1) являются ли смешанные леса более продуктивными по сравнению с монокультурами за счет более эффективного использования ограниченных ресурсов; (2) возрастает ли эффективность использования ресурсов (в первую очередь, доступных для растений соединений азота в почве) в разновозрастных древостоях, по сравнению с монокультурами; (3) способны ли разновозрастные леса долгое время поддерживать продуктивность на высоком уровне при естественном развитии и при разных лесохозяйственных сценариях?
2. Материалы и методы
Для проведения имитационных экспериментов использовалась система моделей EFIMOD (Komarov et al., 2003). Она позволяет имитировать развитие древостоев с точным пространственным расположением деревьев. Функциональные возможности системы моделей EFIMOD были расширены с помощью новой процедуры, имитирующей механизмы адаптации корневых систем деревьев к конкуренции со стороны соседних деревьев и к неоднородностям в распределении ресурсов почвы (Shanin et al., 2014). Модель была откалибрована и верифицирована на основе региональных таблиц хода роста (Ilvessalo,
Ilvessalo, 1975).
Имитировалось развитие модельных участков леса при стационарном климате (Venäläinen et al., 2005). Для инициализации были использованы данные по содержанию азота и органического вещества в почве (Tamminen, 1991). Моделировалось развитие одно- и разновозрастных древостоев, сформированных березой повислой (Betula pendula Roth), елью обыкновенной (Picea abies (L.) H. Karst.) и сосной обыкновенной (Pinus sylvestris L.). Параметры древостоев (плотность, средняя высота, средний диаметр) были оценены на основе региональных таблиц хода роста (Ilvessalo, Ilvessalo, 1975). Продолжительность периода моделирования составила 100 лет. Для оценки влияния неопределенности входных параметров на результаты моделирования использовалось статистическое моделирование методом Монте-Карло. Имитировалось развитие древостоев с различным начальным соотношением деревьев разных видов и разных групп возраста.
193
Материалы Четвертой конференции «Математическое моделирование в экологии» ЭкоМатМод-2015, г. Пущино, Россия
3. Результаты
Результаты моделирования оценивались по нескольким ведущим переменным, в т.ч. эффективности потребления азота из почвы (кг азота на кг массы тонких корней дерева) и величине нетто-экосистемной продукции (чистая первичная продукция за вычетом затрат на дыхание). Показано, что удельное потребление азота снижается с возрастом (рисунок 1). Разновозрастные и смешанные древостои демонстрируют более эффективное потребление ресурсов (за счет более равномерного распределения биомассы подземных органов), что приводит к росту их продуктивности, по сравнению с одновозрастными монокультурами.
Рисунок 1 – Удельное потребление азота, кг N на кг массы тонких корней при разных сценариях. “Br1-3” – результаты для молодых, средневозрастных и спелых березняков,
соответственно; “Pn1-3” – то же для сосняков; “Sp1-3” – то же для ельников. “BrSp” – то же для спелого березняка с подростом ели; “PnSp” – то же для спелого сосняка с подростом ели; SpU – то же для разновозрастного ельника.
Благодарности
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 15-04-05400) и Академии наук Финляндии (гранты №№ 140766 и 278151).
Литература
Ilvessalo Y., Ilvessalo M. Suomen metsätyypit metsiköiden luontalsen kehitysja puuntuotto-kyvyn valossa // Acta Forestalia Fennica, 1975, 144, P. 1-101.
Komarov A.S., Chertov O.G., Zudin S.L., Nadporozhskaya M.A., Mikhailov A.V., Bykhovets S.S., Zudina E.V., Zoubkova E.V. EFIMOD 2 – the system of simulation models of forest growth and elements cycles in forest ecosystems // Ecological Modelling, 2003, 170, P. 373-392.
Shanin V., Mäkipää R., Shashkov M., Ivanova N., Moskalenko S., Rocheva L., Grabarnik P., Bobkova K., Manov A., Komarov A. A simple spatial model of belowground competition in mixed stands. 8th European Conference on Ecological Modelling, ECEM2014, October 27-30, 2014. Marrakech, Morocco. Conference proceedings. P. 31-32.
Tamminen P. Kangasmaan ravinnetunnusten ilmaiseminen ja viljavuuden alueellinen vaihtelu Etelä-Suomessa // Folia Forestalia, 1991, 777, P. 1-40.
Venäläinen A., Tuomenvirta H., Pirinen P., Drebs A. A basic Finnish climate data set 1961-2000 – description and illustrations. Finnish Meteorological Institute, Reports No. 5, 2005, 27 p.
194