浅析突变理论在环境影响评价中的应用

摘 要：突变理论在环境影响评价上有重要应用意义，能对多个环境影响因素进行合理排序，从而确定各评价指标的权重，可得到较为准确的环境评价结果。本文主要从突变理论下的评价方法、突變理论在环境影响评价中的应用分析等方面展开讨论，详细分析了突变理论具体内容，并结合具体案例，来探讨突变评价法在环境评价中的应用，有利于实现对环境影响因素的充分掌握。

关键词：突变理论；监测质量；环境影响评价

前言

对于多目标评价分析而言，通常采取效用函数、层次分析和模糊评价等方法。由于不同目标之间存在复杂联系，在利用上述分析方法时，很难明确各指标因素的权重，容易造成评价指标选择不合理，对评价结果准确性有不利影响。而利用突变理论下的评价方法能实现对上述矛盾的有效处理，在进行复杂系统的评价分析时，可对多个影响因素按照重要性排序，进而为评价过程的顺利开展创造有利条件。

一、突变理论下的评价方法

（一）突变理论阐述

这一理论属于数学学科范畴，在复杂系统的评价分析方面有重要作用。量变到质变属于社会各领域常见的一种现象。突变理论就是阐述一系列量变如何转变为质变的理论。突变理论与奇点理论、拓扑学等数学知识有关，其证明过程较复杂，但是实际应用时，使用模型较简单，体现出较强的适应性[1]。因此，突变理论在社会科学以及自然科学等各个领域有广泛应用。将这一理论应用到环境影响评价中，能对复杂的影响因素按照重要性进行排序，从而得到较为准确的评价结果。

（二）突变理论下的多准则评价方式

在突变理论基础上的评价方法，结合考虑模糊函数、层次分析等多个评价方法的优势，可利用归一化处理原则，得到各影响因素对应的隶属函数。利用这种评价方法，不需要对各因素间权重关系有明确掌握。常见的突变模型包括尖点突变、蝴蝶突变和燕尾突变等，为了简化评价过程，需要对突变模型进行归一化计算，得到相应的隶属函数，并且通过归一化处理后，控制因子的取值范围在0-1之间，是突变评价法的核心。突变模糊隶属函数与一般模糊隶属函数处理方法类似，但是它们在实际运用上有明显差异。突变模型中的控制因子对评价主体的影响主要由模型来决定，不是评价者主观的判定权重。并且由于突变模型内部矛盾间有着对立统一关系，各变量对评价主体的作用有主次之分。

（三）突变评价法应用重点

在取值原则上，通常采取“越大越好”的隶属函数分析原则，实际评价过程中，如果不同函数对应准则不同，则需要经过变换处理后得到隶属函数。在综合分析方面，当评价体系中影响因素较多时，则需要将多种因素划分为不同层次的指标体系。其中底层指标应计算出其对应的隶属函数。在评价准则上，根据具体问题的性质，应选择适当的评价准则。一是非互补原则，指的是系统中各控制因子间的作用不可代替，当存在不足时，则按照大中取小的原则进行取值；二是互补原则，与非互补原则不同，当各控制变量间互相弥补不足时，则采取均值选用原则。

二、突变理论在环境影响评价中的应用分析

本文在对基于突变理论的环境影响评价法应用情况进行分析时，主要以湖北某些城市的环境空气质量评价为例，在对这些城市某年空气质量进行监测后，可得到下表数据。

按照污染物综合指数法以及分指数法对各城市环境空气的污染指数进行计算后，可得到相应的结算结果，其中赤壁综合指数为0.78；丹江口综合指数为1.30；咸宁综合指数为1.39；黄石综合指数为2.23。从上述数据可得出：赤壁环境空气污染指数较小，说明城市环境空气质量较高；而黄石污染指数相对较大，表明城市环境较差。

（一）基于突变理论的评价法计算

利用突变评价法对湖北各城市环境空气进行评价时，考虑到影响城市空气质量的包括3种污染物，这时可选择燕尾突变模型进行环境影响评价。其中黄石市的总污染物悬浮颗粒浓度为0.32mg/m3，超过国家控制质量二级标准。现假定总悬浮颗粒是环境空气质量主要影响因素，将其看作控制因子a，而NOX和SO2则分别是控制因子b与c。实际计算时，首先应将城市总悬浮颗粒含量和各污染物含量等数据转变为突变模糊隶属函数[2]。为了确保城市环境空气质量良好，需要尽可能降低各类污染物浓度，因此，在进行城市环境空气质量评价时，可将各类污染物最小值作为评价基准，并将其对应的突变模糊隶属函数值设置为1.0。这时隶属函数值越大，则说明城市环境空气质量较好。在利用归一化算法计算湖北各城市污染物隶属函数值后，可得到：黄石市总悬浮颗粒隶属函数值为0.77；咸宁市悬浮颗粒隶属函数值为0.90；赤壁市和丹江口市总悬浮物颗粒对应的隶属函数值分别是1.00与0.85。

（二）改变污染因子重要性顺序后的空气质量评价结果

污染物因子重要性顺序设置的不同，将产生不同的评价结果。如果将污染因子考察顺序按照SO2-NOx-总悬浮颗粒的方式排序，则能得到表2 中结果。而将污染因子的重要性顺序按照NOx-总悬浮颗粒-SO2的次序排列，将得到表3的计算结果。

（三）计算结果分析

从表格中数据可看出，采取多种不同的污染因子重要性排序方式后，环境空气质量最佳及最差的城市没有发生变化，其中环境空气质量最佳的为赤壁市，其三种污染因子的空气浓度较小，并且计算求得的污染因子隶属函数相对要大。空气质量最差的为黄石市，可看出该市三种污染物含量均较高。当利用互补原则对各污染因子对空气的影响程度进行分析时，可得出在不同重要性排列顺序下，计算结果与利用指数法得到的数值基本一致，并且评价结果相同。而利用非互补原则进行城市环境空气质量评价时，当污染因子的优先考察顺序改变时，环境污染总体评价结果将产生一定差异[3]。如在注重NOX这一污染物的作用时，则丹江口市的环境空气质量相对较差，这一结果说明，丹江口市空气污染主要受到空气中NOX含量的影响。上述实例分析表明，将突变评价法运用到环境影响评价中，可在对多个环境影响因素重要性顺序进行排列后，采取相关的计算方法，来得到各影响因数的隶属函数值，通过比较函数值大小，能得到较为准确的评价结果。具体来说，突变评价法应用价值主要体现在对评价指标权重的客观考虑上，能保证评价内容的全面性，避免评价结果受到人的主观意识影响，进一步作出合理的分析决策。

结论：突变评价法是在结合模糊评价法以及层次分析法优势的基础上，对环境影响进行评价，能有效避免多目标情况下，评价指标选择的主观性。这种评价方法具有实用、操作简单的特点，尤其在对复杂的环境保护方案进行评价时，具有明显的应用优势。本文主要借助具体案例，来说明突变评价法的应用重要性，可确保环境影响评价结果的准确性和有效性，进一步实现对环境的保护。

参考文献

[1]白金生.突变理论在环境科学研究中的应用[J].环境科学与管理，2015，40（11）：70-73.

[2]范留明，耿鹏超.突变理论在边坡工程应用的研究进展[J].地球科学进展，2015，30（11）：1268-1277.

[3]徐岩，赵旭，杨永清.随机突变理论的应用与研究评析[J].统计与决策，2012（22）：34-38.

作者简介

农彩萍（1988—），女，壮族，籍贯：广西天等，单位：广西增源环保工程有限公司。

（作者单位：广西增源环保工程有限公司）