基于集成多准则决策方法的海洋塑料废物管理挑战评估

《Frontiers in Marine Science》:Evaluation of challenges to marine plastic waste management with an integrated multiple-criteria decision-making approach

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月22日 来源:Frontiers in Marine Science 3.4

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  引言:对塑料的过度依赖和塑料废物管理中的疏忽是海洋塑料污染的主要原因。尽管已有若干全球性倡议,海洋塑料废物管理仍受到多种挑战的影响。因此,海洋塑料废物管理已成为一个全球性环境威胁,克服这些挑战对于减少水体塑料污染至关重要。本研究评估了这些挑战,以识别有效海洋塑

  
引言:对塑料的过度依赖和塑料废物管理中的疏忽是海洋塑料污染的主要原因。尽管已有若干全球性倡议,海洋塑料废物管理仍受到多种挑战的影响。因此,海洋塑料废物管理已成为一个全球性环境威胁,克服这些挑战对于减少水体塑料污染至关重要。本研究评估了这些挑战,以识别有效海洋塑料废物管理中需要关注的关键领域。方法:通过文献综述识别海洋塑料废物管理中的挑战,并基于专家意见通过德尔菲分析(Delphi分析)进行验证。采用一个集成多准则决策框架,由Fermatean模糊集(Fermatean Fuzzy Sets, FFS)、层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)和决策试验与评价实验室(Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory, DEMATEL)组成,用于评估挑战的权重显著性和因果关系。进行了敏感性分析以衡量结果的稳健性。结果:缺少实时海洋塑料数据、缺乏社会意识、快速沿海城市化、缺乏科学建议以及脆弱的执法机制被识别为海洋塑料废物管理的主要挑战。讨论:研究结果可为政策制定者和工业从业者在制定有效海洋塑料废物管理策略方面提供有价值的见解。此外,它有助于降低海洋污染并实现可持续发展目标14.1(Sustainable Development Goal 14.1, SDG 14.1)。
论文解读文章

**研究背景与问题**
海洋塑料污染已成为21世纪最严峻的环境挑战之一。尽管全球已实施多项国际协议、国家法规、废物管理计划、循环经济方案及公众意识运动,但塑料废物进入水体的量预计在2030年前翻倍,到2050年甚至可能翻四倍。现有研究多孤立地探讨治理、社会、运营和信息层面的障碍,缺乏对挑战间相互作用的系统理解。政策制定者和实践者面临资源约束,需明确干预优先领域以最大化影响。为此,研究人员开展了一项系统评估,旨在识别海洋塑料废物管理挑战的关键驱动因素及其因果关系,为制定有效策略提供科学依据。该研究发表在《Frontiers in Marine Science》。

**主要技术方法**
研究人员采用集成多准则决策框架,结合Fermatean模糊集(Fermatean Fuzzy Sets, FFS)、层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)和决策试验与评价实验室(Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory, DEMATEL)。首先,通过系统文献综述(基于Scopus数据库,2021-2026年文献)识别15项挑战,并经15位领域专家(包括港口经理、海洋学家、海洋活动家及合规官员,平均从业经验6年)的两轮德尔菲分析(Delphi分析)验证(Kendall协同系数W从0.358增至0.523,p<0.001)。随后,利用FFS处理专家判断的不确定性,AHP计算挑战权重,DEMATEL分析因果网络。通过敏感性分析(15次权重分配试验)验证结果稳健性。

**研究结果**
- **挑战权重排名**:基于FFS-AHP分析,挑战按重要性排序为:缺少实时海洋塑料数据(C15)> 缺乏社会意识(C5)> 快速沿海城市化(C13)> 缺乏科学建议(C4)> 脆弱的执法机制(C6)> 港口和渔具碎片污染(C10)> 无效的全球政策框架(C1)> 微塑料污染(C9)> 薄弱的国家政策(C2)> 无全球领导力(C3)> 非法塑料废物倾倒(C11)> 缺乏标准化指南(C7)> 塑料异质性(C12)> 商业伙伴间合作不足(C8)> 偏远沿海地区缺乏监控(C14)。
- **因果分组**:通过FFS-DEMATEL,将挑战分为原因组(5项)和结果组(10项)。原因组挑战包括:缺少实时海洋塑料数据(C15,影响力最大)、快速沿海城市化(C13)、脆弱的执法机制(C6)等。这些原因驱动其他挑战,如偏远沿海地区缺乏监控(C14,最显著的结果)、无全球领导力(C3)、微塑料污染(C9)等。
- **敏感性分析**:15次试验显示排名结果高度一致,仅存在微小偏差,验证了主要结论的稳健性。

**讨论与结论**
**讨论总结**:研究指出,缺少实时海洋塑料数据是首要挑战,因为无法量化塑料废物量将阻碍有效措施的启动。缺乏社会意识导致公众随意丢弃塑料,而快速沿海城市化加剧了废物产生。科学建议的缺失和脆弱的执法机制进一步削弱了管理效能。因果分析表明,原因组挑战(如实时数据缺失)是系统杠杆点,干预这些因素可带动其他挑战的改善。结果组挑战(如偏远地区监控缺失)则更依赖于原因驱动。研究建议政策制定者加强全球协调,利用物联网(Internet of Things, IoT)、无人机和地理信息系统(Geographic Information System, GIS)等数字技术监测塑料输入,并在沿海城市化地区优化废物管理。社会层面需持续开展意识运动,尤其针对渔民、航运业和旅游业从业者。

**研究结论翻译**:塑料因其自然不可分解性而被视为环境污染的诅咒。在当今时代,塑料循环利用已获得显著认可,但全球范围内的回收仍远未达到实际消费和处置水平。海洋塑料污染并非新发现的主要生态系统问题,近几十年来一直是沿海环境管理的关键挑战。尽管发达国家已启动多种控制机制,但减少并几乎消除这一严重影响的简单方法在于:靠近沿海或海洋水体的人类有意识的行为,以及日常使用塑料材料的负责任处置。然而,沿海当局必须继续开展社会宣传活动,并需要更现实的示范来提升所有对海洋污染负有责任者的社会意识。政府应双管齐下,包括从海床提取已沉积塑料,同时对沿海地区进行常规监控。此外,相邻国家间的协调与合作有助于有效进行海洋塑料污染控制,并可制定更具可执行性的全球法律与政策。
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