**基于智能体模型的公民定向干预对非正规废弃物系统中塑料包装废弃物分类与收集成效的影响研究**

《Resources, Conservation & Recycling Advances》:We can only do so much: the effect of citizen-targeted interventions to increase plastic packaging waste separation and collection in informal waste systems

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月21日 来源:Resources, Conservation & Recycling Advances 8.3

编辑推荐:

  研究人员开展了一项基于智能体模型(Agent-based Model, ABM)的研究,旨在评估以公民为目标的干预措施对塑料包装废弃物(Plastic Packaging Waste, PPW)分类与收集成效的影响,尤其是在存在非正规废弃物收集系统的情境下。研

  
研究人员开展了一项基于智能体模型(Agent-based Model, ABM)的研究,旨在评估以公民为目标的干预措施对塑料包装废弃物(Plastic Packaging Waste, PPW)分类与收集成效的影响,尤其是在存在非正规废弃物收集系统的情境下。研究以秘鲁利马市为案例,构建了将公民分类行为与正式及非正规收集动态相连接的模型。研究设置了四种政策情景,包括收集通道干预、宣传教育活动、混合干预以及回收项目覆盖率调整。研究结果显示,改善收集通道(S1)在提高正式回收率方面效果最为显著,特别是在高收入社区。混合干预(S3)与扩大回收项目覆盖率(S4)在低收入社区中相对更为有效,且展现出更优的成本绩效。然而,所有干预措施对拾荒者系统的整体动态影响有限,拾荒者数量及人均收集量的变化幅度较小。研究进一步发现,PPW回收总量主要受源头分类率的制约,非正规收集行为在减少正式系统可获取物料的同时,也通过残余废物回收对整体回收率作出贡献。研究结论强调,地方干预措施的效果受制于公民行为、处置决策及正式—非正规收集系统之间的结构性互动,单一行为干预难以从根本上改变系统回收绩效,需要系统性与行为性解决方案协同推进。该研究在方法论上整合了能力—机会—动机—行为(COM-B)框架与正式和非正规收集代理机制,在理论层面揭示了PPW回收的系统涌现特征,并为政策制定者提供了基于系统信息的决策支持框架。
**一、研究背景与问题**

塑料包装废弃物(PPW)的大量产生与家庭层面分类不足之间的矛盾,造成了资源浪费、环境退化及全球塑料污染等连锁问题。既有研究表明,地方政府通常依赖以公民为目标的干预措施来提高PPW回收率。然而,在低收入国家,废弃物管理系统的一个突出特征是存在大量非正规收集活动,这些活动与正规系统并存且相互交织,共同影响回收结果。已有建模研究往往将非正规部门简化为一个独立的、与正规系统竞争的收集渠道,未能充分反映公民分类决策与下游正式—非正规收集动态之间的内生互动。这种研究缺口使得政策制定者难以准确评估干预措施在复杂现实系统中的作用机制与效果边界。基于此,研究人员以秘鲁利马市为研究区域,提出以下研究问题:地方干预措施如何影响公民的分类行为、分类与收集结果以及正式—非正规收集动态?哪些条件限制了干预措施对PPW回收的效果?研究旨在通过构建一个整合公民行为与正式及非正规收集动态的ABM来回答上述问题。

**二、研究内容与总体结论**

研究人员开发了一个基于智能体模型(ABM),该模型将公民的分类行为与正式及非正规拾荒者的收集动态相连接。模型考虑了不同收入水平社区居民的异质性,并基于能力—机会—动机—行为(COM-B)框架刻画公民的分类决策过程。通过模拟四种政策情景(S1收集通道干预、S2宣传教育活动、S3混合干预、S4回收项目覆盖率调整),研究发现:收集通道干预(S1)是提高正式回收率的最有效机制;混合干预(S3)和扩大回收项目覆盖率(S4)在低收入社区中相对更有效且成本效益更优;然而,所有干预措施对拾荒者系统的人数及人均收集量影响甚微。研究进一步揭示,源头分类率和处置路径概率是决定PPW回收总量的关键结构性参数,非正规收集行为既限制了正式系统对已分类物料的获取,又通过残余废物回收补充了整体回收率。这项研究的意义在于:方法论上,将COM-B行为决策模型与正式和非正规收集代理机制整合,实现了个体行为向系统级收集结果的传播分析;理论上,揭示了PPW回收是公民行为与正式—非正规收集动态相互作用的涌现结果;政策上,为在不同社区类型中优化干预策略、组织收集系统及优先分配资源提供了系统性的决策支持。

**三、关键技术方法**

研究采用了基于智能体模型(ABM)作为核心方法,模型在NetLogo 6.4.0平台实现。模型参数与行为规则基于多种经验数据源构建,包括:针对利马市居民的家庭调查(用于提取分类概率、干预感知效果及COM-B各组件得分)、探索性废弃物审计(用于确定PPW组成与产生率)、利益相关者访谈(用于明确回收项目运行机制与拾荒者行为规则),以及质量流分析(MFA,用于校准基线分类率、处置率和收集率)。模型校准使用三分之二的调查数据,剩余三分之一用于验证。研究设计了高、中、低收入三种社区类型,并通过单因素敏感性分析方法评估所有模型参数对系统输出的影响。

**四、研究结果**

**4.1 社区基线情景**

基线模拟结果显示,高收入社区的分离率(46±0.4%)、正式处置率(23±0.4%)和正式收集率(20±2%)显著高于低收入社区(分别为35±1%、13±1%和9±1%)。在所有社区类型中,非正规收集率(28±1%至43±1%)均主导于正式收集率(9±2%至20±2%)。高收入社区可维持的拾荒者总数(27±0.3人)多于低收入社区(11±0.2人),且非正规拾荒者数量始终超过正规拾荒者。

**4.2 地方干预对处置与收集结果的影响**

不同干预情景的模拟结果表明,收集通道干预(S1)在所有社区中均带来正式收集率的最高增幅,高收入社区增加17±3个百分点,中等收入社区增加12±3个百分点,低收入社区增加10±3个百分点。S1通过扩大回收项目注册直接将PPW导向正式处置,并通过影响COM-B因素提高分离率。高收入社区中S1所需年干预轮次最少(6±0.6轮/年),而低收入社区需46±0.3轮/年才能维持25±2%的正式收集率。年度运营努力方面,高收入社区S1最低,中低收入社区S4(RP80)最低,纯宣传类干预S2在所有社区中成本最高。

**4.3 拾荒者受干预影响情况**

政策实验对拾荒者动态影响较小,拾荒者总数变化不超过3±0.4人,人均日收集量变化不超过3±3.8千克。干预措施略微增加了正规拾荒者数量但降低了其人均收集量,同时减少了非正规拾荒者数量但提高了其人均收集量。这归因于干预增加了正式收集可用的PPW量,吸引正规拾荒者进入,但增量小于人数增幅,导致人均收集下降;反之,非正规可获取的PPW减少限制了其进入,但竞争减弱使存量拾荒者人均收集量上升。

**4.4 PPW回收的结构性制约因素**

敏感性分析显示,分离率、处置路径概率及拾荒者探测半径是对系统输出影响最显著的参数。当分离率处于最大值(95%)时,填埋量减少31±3个百分点;当处置路径概率偏向正式渠道(95%)时,正式收集率增加23±2个百分点,非正规收集率减少25±2个百分点;当非正规拾荒者探测半径最小时,非正规收集率减少28±0.04个百分点,填埋量增加27±2个百分点。这表明,行为与互动因素共同决定了废弃物在正式与非正规系统之间的流动分配,并最终制约PPW回收的上限。

**五、讨论与结论**

**讨论部分**围绕三个主要发现展开:其一,当分离行为已经较高时,改善收集通道带来的回收增益最大,干预措施的效果取决于社区已有的分离与处置基础条件;其二,以公民为目标的干预措施难以显著改变拾荒者系统的结构性特征,收集动态更多受系统性条件而非单一行为因素支配;其三,源头分离率决定了PPW的最大可回收潜力,非正规行为既分流了正式系统可获取的物料,又通过残余废物回收补充了整体回收。在实践层面,研究建议在分离基础好的社区重点扩大回收项目注册并保障收集可靠性,在基础薄弱的社区则需结合持续的监督、宣传与多轮次干预。在收集阶段,建议通过将服务区域授权给单一私营运营商来实现系统组织化与专业化,以提升运营效率并改善拾荒者工作条件。在系统限制方面,应按市场需求优先回收具备现实回收潜力的物料流,并建立地方政府对市场波动的动态响应机制。

**结论部分**:该研究开发了一个将公民分离行为与正式和非正规收集动态联系起来的ABM,用以评估地方干预措施对PPW回收的影响。结果表明,收集通道干预(S1)是提高正式PPW回收的主要机制;混合干预(S3)和回收项目覆盖率(S4)在收入水平较低时相对更有效,特别是在中低收入社区中展现出更优的成本绩效。同时,干预措施并未转化为拾荒者数量或人均收集量的显著变化。此外,PPW总回收率主要受源头分离率制约,而非正规收集行为减少了正式系统可获取的物料量,并通过残余废物回收增加了总回收量。该模型可推广应用于不同物料类型和特定城市区域,研究在方法论、理论和政策层面均作出了贡献,证明了地方干预措施对PPW回收的影响取决于公民分离行为的变化如何在正式—非正规收集动态中传播。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号