基于TODIM的决策框架：使用直觉双层次语言项评估海洋垃圾管理中的聚合物吸附藻类

为什么海洋塑料和微小藻类与你息息相关

塑料瓶、塑料袋以及看不见的微小碎片如今无处不在，从阳光普照的海滩到深海均有踪迹。这些垃圾威胁海洋生物、进入食物链，而且一旦扩散就极难清理。与此同时，某些藻类会附着在塑料上，甚至有助于降解它们。本文探讨了数学家与环境科学家如何合作，设计出一种谨慎且以证据为基础的方法，用以选择最适合协助清理海洋合成垃圾的藻类物种。

日益增长的持久性塑料潮

近几十年来全球塑料产量激增，预计到2050年将翻三番。由于这些材料耐用且降解缓慢，丢失的包装、废弃的渔具及其他垃圾在河流和海洋中不断积累。较大的物体逐渐碎裂成被称为微塑料的极小颗粒，体积小到浮游生物、鱼类乃至人类都可能摄入。传统的清理方法在面对这种多尺寸、多材质的混合物时力不从心，尤其是当垃圾已扩散到广阔海域。文章强调，任何现实可行的清理策略必须既有效又对海洋生态系统温和。

藻类：污水中的微小帮手

许多微藻天然会吸附水中的颗粒，或分泌黏性物质使小颗粒聚集并下沉。有些藻类甚至能启动对长链塑料的部分降解，利用释放出的碳作为养分。该研究聚焦于四种候选藻类，包括广泛研究的Chlorella vulgaris、类似马尾藻的褐色海藻垫（如马尾藻属）、片状的海生莴苣（海生生菜）以及丝状的螺旋藻（Spirogyra）。每种物种都有权衡：有的便宜易养、有的形成天然高效过滤层、有的生化活性强但在大规模应用时难以管理。

将专家意见转化为明确排序

选择“最佳”藻类并不简单。专家需要同时评估多个准则，例如各物种分解塑料的能力、栽培的安全性与成本、以及清洁水体的效率。这些判断常以“良好”或“非常适合”等语言表达，专家之间也可能存在不确定或分歧。作者构建了一个能处理此类模糊语言信息的决策框架。该方法允许专家同时表达对某一选项的支持与怀疑，然后通过数学方法将所有观点合并为一致的比较结果。

捕捉人的谨慎与不确定性

该决策框架不仅仅是对分数取平均值。它还考虑到一种已知的人类倾向：人们通常对损失的厌恶超过对同等收益的重视。在环境决策中，这意味着决策者可能会强烈回避那些可能在生态上产生反作用的选项，即便这些选项承诺高收益。该方法对这种“损失规避”进行显式建模，对潜在不利后果赋予额外权重。它还使用一组灵活的数学规则来合并不同专家意见，同时保留犹豫和分歧的感觉。最终得出的是一种既反映科学证据又反映现实人类风险态度的藻类排序。

研究发现与令人安心之处

当作者将他们的框架应用于这四种候选藻类时，一致发现Chlorella vulgaris在海洋环境中处理合成聚合物方面最具前景。马尾藻与海生莴苣作为有用的次选项排名靠后，而螺旋藻更适合用于更有限或更专业化的用途。团队还检验了排序对不同模型设定的敏感性，并将结果与几种其他标准决策方法进行比较。在每种情况下，最高与最低的选择保持不变，表明结论具有稳健性。对非专业读者来说，关键信息是我们现在拥有一套透明、系统的工具，能帮助决策者和保护管理者选择既有效又低影响的藻类清理策略，为应对日益严重的塑料污染海洋问题提供了可期的路径。

引用: Tahir, M., Zidan, A.M., Saeed, A.M. et al. A TODIM based decision-making framework using intuitionistic double hierarchy linguistic terms for evaluating polymer absorbing algae in marine debris management. Sci Rep 16, 9071 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37057-1

关键词: 海洋塑料污染, 藻类生物修复, 决策方法, 微藻, 环境管理