I = PAT

I=PAT の式において、変数P は世界などの地域の人口を表します。産業社会の台頭以来​​、人類の人口は指数関数的に増加してきました。このため、トーマス・マルサス、ポール・エーリックらは、この増加は広範囲にわたる飢餓や飢饉によって抑制されるまで続くと仮定しました（マルサスの成長モデルを参照）。

国連は、世界の人口が現在（2019年）の77億人から2050年には98億人、2100年には約112億人に増加すると予測している。 ^{[ 9 ]} これらの予測は、近年、女性の出生率が低下しているため人口増加が鈍化していることを考慮に入れている。この現象は、世界中で起こっている人口転換の結果である。国連は、2100年には人口が約112億人で安定する可能性があると予測しているが、I=PAT方程式は、短期から中期的に環境に対する人間の影響が増大するにつれて、引き続き重要となるだろう。

I=PAT方程式における変数Aは、豊かさを表します。これは、人口における一人当たりの平均消費量を示します。一人当たりの消費量が増加すると、環境への総負荷も増加します。消費量を測定する一般的な指標としては、一人当たりGDPまたは一人当たりGNIが挙げられます。一人当たりGDPは生産量を測定する指標ですが、生産量が増加すると消費量も増加すると想定されることがよくあります。一人当たりGDPは過去数世紀にわたり着実に上昇しており、I=PAT方程式における人間の環境負荷を押し上げています。

I=PAT方程式における変数Tは、富の生産がいかに資源集約的であるか、つまり、使用される財、サービス、アメニティの生産、輸送、廃棄にどれだけの環境負荷が伴うかを表します。効率性の向上は資源集約度を低下させ、T乗数を減少させます。技術は環境負荷に様々な形で影響を与える可能性があるため、Tの単位はI=PATが適用される状況に合わせて調整されることがよくあります。例えば、気候変動に対する人間の影響を測定する状況では、Tの適切な単位はGDP単位当たりの温室効果ガス排出量となるでしょう。

I=PAT 方程式は、P、A、T が互いに独立していると仮定しているため、単純すぎると批判されています。実際には、P、A、T の間には少なくとも 7 つの相互依存関係が存在する可能性があり、方程式を I = f(P,A,T) と書き直す方がより正確であることを示しています。^{[ 11 ]}例えば、技術効率が 2 倍になった場合、または同等に T 係数が 50% 減少した場合でも、効率化による価格低下が、節約されるはずだった資源の追加消費を刺激する場合、環境への影響 (I) が必ずしも 50% 減少するとは限りません。これは、リバウンド効果またはジェボンズのパラドックスと呼ばれる現象です。Alcott が示したように、^{[ 11 ]：図 5} 1980 年以降、GDP の炭素強度 (つまり、炭素使用の効率) が大幅に改善されたにもかかわらず、世界の化石エネルギー消費量は経済成長と人口増加に伴って増加しています。同様に、技術効率の改善に関する広範な歴史的分析により、エネルギーと物質の使用効率の改善は、経済成長にほぼ常に追いつかず、結果として資源の使用とそれに伴う汚染の純増につながったことが決定的に示されています。^{[ 12 ] [ 13 ]}

I=PAT方程式の各要素は、環境影響のレベルを増減させる可能性があり、それらの相互作用は非線形かつ動的です。環境影響は特定の地域における人間の活動によって引き起こされますが、環境システムと人間のグローバルな性質により、これらの影響はしばしば他の場所にも現れます。たとえば、ある地域での経済活動は、別の地域での資源採掘につながったり、さまざまな場所に広がる汚染を引き起こしたりする可能性があります。^{[ 14 ]}

このモデルは、人間を環境にとって有害な存在として描いており、社会が行ってきた保全や回復の努力を無視しているという意見もある。^{[ 15 ]}

I=PAT モデルに対するもう 1 つの大きな批判は、国やグループの政治的文脈や意思決定構造を無視しているという点です。つまり、この方程式は、環境への影響に対する個人の権力、影響力、責任の度合いの違いを考慮していません。^{[ 15 ]}また、P 因子は社会構造や行動の複雑さを考慮していないため、世界の貧困層に責任が押し付けられることになります。^{[ 15 ]} I=PAT は、一部の貧困層や先住民族の間での持続可能な資源利用を考慮しておらず、低影響の慣習を支持する文化を持つこれらの人々を不当に特徴づけています。^{[ 15 ]}しかし、後者の批判は先住民族への影響が低いと想定しているだけでなく、I=PAT 方程式自体を誤解しているとも主張されています。環境への影響は、人口、豊かさ (つまり、一人当たりの資源消費量)、および技術の関数です。小規模社会は、その慣習や方向性だけで環境への影響が低いと想定されていますが、これを裏付ける証拠はほとんどありません。^{[ 16 ] [ 17 ]}実際、国家社会と比較して小規模社会の影響が一般的に低いのは、その人数が少ないことと技術レベルが低いことの組み合わせによるものです。したがって、これらの社会の環境の持続可能性は、環境に大きな影響を与えることができないために、主に付随的な現象となっています。 ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}あらゆる種類の社会が I=PAT の影響を受けることは、実際には、1972 年に Ehrlich と Holdren がThe Bulletin of the Atomic Sc​​ientistsで Commoner と行った対話^{[ 5 ]}で明らかにされました。そこでは、彼らは産業革命以前 (実際には先史時代) の人間が環境に与えた影響を検証しています。彼らの立場は、Holdren の 1993 年の論文「A Brief History of "IPAT"」でさらに明確化されています。^{[ 21 ]}

P、A、T間の相互依存関係と潜在的なリバウンド効果の結果として、P、A、Tの削減を通じて環境への影響を減らすことを目的とした政策は、実施が非常に困難であるだけでなく（例えば、人口抑制や物質的充足、脱成長運動は議論の的となっている）、配給（すなわち割当）や資源利用または汚染に対するピグー税と比較して、かなり効果がない可能性が高い。^{[ 11 ]}