固体废物管理系统演化与调控的复杂适应系统理论分析，本文主要内容关键词为：管理系统论文,固体废物论文,理论论文,系统论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
引言
固体废物管理体系是一个对固体废物进行全过程管理的体系。构筑固体废物管理体系，是在固体废物管理理念指导下，坚持可持续发展和发展循环经济的原则，不断建立和健全固体废物管理法规，不断探索适应新形势的固体废物管理体制安排，不断完善固体废物综合处理系统，最终在环境可持续、经济可承受、社会可接受的支撑下，形成一个具有生态化物流应用特征的综合管理平台。为了能从对废物管理系统的动态演化规律进行研究，进而能有效规划、设计和实施这样的固体废物管理系统，人们需要新的理论基础和决策支持工具。这样的决策模型应既能从宏观水平上揭示废物流宏观动态演化规律，又能从微观上解释主体的行为选择和偏好动态过程导致系统行为变化的因素；而且能帮助识别有效的政策调控点，设计和讨论考虑环境、经济和社会目标的有效和成功的政策。
1 固体废物管理系统的复杂性分析
一般认为，复杂系统是由众多存在复杂相互作用的组分（或子系统）组成的，系统的整体行为（功能或特性）不能由其组分的行为（功能或特征）来获得。这里所谓的复杂相互作用是指系统的组分间用无数可能的方式相互作用[1]，正是这种组分间无数可能的相互作用，才使得复杂系统涌现出所有组分不具有整体行为（功能）。
李士勇[2]认为复杂性是指一个开放的复杂系统由于组分（子系统）多、种类多，层级结构多，不确定因素多，导致系统在演化过程中和环境交互作用，呈现出的复杂的动态行为特性和突出的整体特性。这些特性具有变化莫测和意想不到的特点，不能用传统的还原论方法来描述和处理。根据国内外学者对复杂系统特征的研究可以将复杂系统归纳为如下10个特征：非线性、多样性、多层性（多重性）、涌现性、不可逆性、自适应性、自组织性、自相似性、开放性和动态性。除此之外，系统中元素间存在着复杂的反馈关系，复杂系统构成元素具有主动适应性等特征也是很多复杂系统具有的特点。
固体废物管理系统可以简洁的概括为“公众参与，政府调控，企业处理”。体系结构中主要包括3个子系统：废物排放子系统、废物综合处理子系统和废物综合管理调控子系统。其体系结构如图1所示。
图1 固体废物管理系统结构
固体废物管理系统涉及社会、经济、环境、资源几方面内容的复杂人工生态系统。固体废物管理系统的复杂性表现在以下几个方面：
1.1 整体性和涌现性
整体性是指系统是由组成系统的组分或子系统相互联系、相互作用、相互制约的统一整体。复杂系统的整体涌现性主要是由它的组分按照系统的结构方式相互作用、相互补充、相互制约而激发出来的结构效应。综合固体废物物流的生态化利用系统是由性质、功能各不相同的废物排放者、废物收运者、废物分类者、废物回用者、资源化利用者、末端处理者和管理调控者等所构成的整体管理系统，具有各功能主体所没有的新功能，是将不同的处理技术、工艺和管理等手段实现优势互补和有机集成，因此，固体废物管理系统具有多元性、整体性和涌现性特征。
1.2 层次性
固体废物管理系统涉及废物产生、废物收运物流、废物回收利用和资源化利用、废物末端处理和废物管理调控等众多子系统，其中的任何一个子系统又都包含众多要素和下一级子系统。如此逐层分解，形成了规模庞大的多层次结构。综合处理各种技术的组合在空间上的分布可以呈现一个点（称为微观区域）、一个局部区域（称为介观区域）和一个大的城市行政区域（称为宏观区域）。按照系统论的基本理论，点、局部区域和宏观区域构成了综合处理体系空间分布意义上的3个层次：微观综合、介观综合和宏观综合。
1.3 不确定性
固体废物管理系统是一个复杂的、信息不完备的不确定性系统，主要表现在：①系统的复杂性和人类认识能力之间的矛盾使得很难获取关于区域废物管理流的完备信息；②固体废物管理系统中存在着大量随机的、模糊的因素，使得系统发展具有不可预见性。
1.4 动态性和演化性
固体废物管理系统与环境、经济、社会等因素紧密相连，但环境、经济、社会因素是时空的函数，随地理位置的变化和时间的推移而变，这种变化表现为：①未来人口将动态的增长、区域密度人口随城市功能的调整而发生变化；②废物产量和废物组分也会随生活消费习惯改变和政府的政策调控而改变；③废物处理也会随科技的进步而带来新的技术和工艺或根本性的废物产业化革命；④物质回收受市场需求变化和价格波动影响。因此，综合废物管理系统是个动态的系统，总是处于不断变化中，随着时间发展，系统结构、功能和行为不断变化，通过自适应、自组织向更高级演化使系统应具有可变性、兼容性和适应性。
1.5 开放性
固体废物管理系统的开放性导致系统演化的复杂性。长期以来，固体废物管理系统一直以来被认为是一个孤立的系统，系统所涉及和讨论的重点仅是如何实施废物各种处理技术的有机组合。可持续发展理论认为：环境是由若干规模不同、性质不同、相互交叉、相互转化等特性的子系统构成的大系统。废物综合管理作为大环境系统中的一个特定体系，它不是孤立的，而是开放的；与周围环境进行着物流、信息和资金流的交换；它的发展、建立和处理技术方案的优化，受到周围生态、管理、社会、经济等子系统等的制约。因此综合废物管理系统作为一个开放的体系，系统的建立必须与生态资源的平衡要求相适应、与社会的可持续相呼应。废物综合处理技术、生态资源、管理等子系统一起共同构成了一个固体废物管理系统。
1.6 空间结构复杂性
固体废物管理系统涉及的各子系统都具有空间结构的复杂性，固体废物具有时空分布的差异和动态演化规律决定了固体废物物流系统结构、功能和目的的复杂性和空间布局上的自适应性。各种综合管理措施在空间上聚集形成区域固体废物管理子系统，各区域之间有复杂的交互作用，具有竞争，又有合作，聚集成更大的城市固体废物管理系统。
根据上述理论框架，固体废物管理系统可以看成动态演化的复杂系统。在这个复杂的系统中要求固体废物管理系统结合管理和技术手段，形成错综复杂的、相互制约、相互依存的稳定的有机（网链）结构整体，在稳定、平衡的结构支持下，实现系统物质、能量、信息在空间、时间和数量方面的最佳应用和物质的闭环循环的基本代谢功能，从而实现协调、稳定、持续发展的功能。与自然生态系统中的物质流相比，进入固体废物管理系统的物质流流动受到经济、环境和社会规律的支配。废物流进入综合管理系统这一过程具有被动性，废物物流的有序流动的动力来自于废物综合管理活动中不同微观主体追逐自身利益而进行的决策和行动，这些微观主体的决策行为受到综合管理系统及主体之间关系制约。废物综合管理系统废物流的资源化和无害化是通过微观主体的决策，来实现在废物综合管理系统内部的资源配置，资源配置的结果在形式上表现为废物的流动。
2 固体废物管理系统模型国内外研究中存在的问题
目前在固体废物管理规划决策模型研究中国内外作了许多卓有成效的工作，并在实际应用中得到了证实。传统的研究方法从利用生命周期分析、物质流分析、环境污染损失理论、情景分析模式、多目标优化和多属性决策方法，以最小化系统成本和最小化环境影响为目标，以质量平衡、处理设施容量、最小填埋等为约束条件，建立固体废物多子区、多目标、多阶段优化规划模型[3]。研究自上而下的反馈过程，力求将城市固体废物管理系统的整体优化方案和健康目标落实到系统内的各个层次和各个环节。从而为促进城市固体废物综合有效管理，实现固体废物与社会经济发展之间的良性互动提供科学依据。但随着研究的深入，人们逐渐认识到固体废物管理系统是开放复杂的系统，必须综合利用各种手段进行研究才能更好地揭示其本质，才能设计出更加完善的决策支持系统，才能帮助人们对复杂的固体废物系统的内在机理有更加透彻的了解。目前的研究中存在以下问题：①未跳出静态的多目标工程优化框架。尽管利用多种基本方法组合的技术使得固体废物管理决策模型考虑的因素更加全面，但由于基本方法都是静态方法，只是针对某一时间点或预测的某几个时间点的评价，并不一定能代表整个过程的优化。而且这种“自上而下”的思路，要求废物管理系统成员从整体利益出发，按照共同的目标来决定自己的行为。而在当前的市场经济环境下，企业通常独立地根据内外条件变化自主进行决策，它们追求的是在符合规章制度约束下的自身利益最大化，未必会按照上级的规划来决定自己的行为。这是“自顶向下”的规划所面临的最大挑战。②固体废物管理系统存在着各种子系统，子系统之间形成复杂的层次关系，子系统与子系统之间，层次与层次之间存在着复杂的交互关系，传统方法是一种自上而下的还原论的方法，对系统中存在的复杂交互关系作了简化处理，这样的静态模型与实际系统之间可能存在较大的差距。③尽管使用系统动力学模型可以对不同情境下的动态演化过程进行研究[4－6]，但是系统动力学方法仍然是一种自上而下的方法，推动系统的进化的动力是系统中存在的各种反馈环，是系统整体水平上各种变量之间的相互作用关系，忽略了系统微观行为和宏观行为之间的关系，不能对系统中微观主体的行为如何导致系统宏观行为给出深刻的解释。
而近年来复杂系统理论及其建模方法得到了长足的进展，特别是对复杂适应系统（Complex Adapitve System，CAS）及其微观建模方法的研究具有重要影响和广泛关注，在生态环境、经济、社会等各种领域取得了许多有影响的研究成果。根据我们掌握的文献资料，目前还未看到CAS理论应用在城市固体废物管理系统的研究，基于此，本文提出应用复杂适应系统（CAS）的理论及其建模技术来研究固体废物管理系统动态演化机制及其政策调控分析，试图以复杂系统模型为中心结合其他已有方法对固体废物管理系统决策支持系统给出一个整体全面模型，为固体废物管理规划和决策支持探索新的理论基础，提供新的技术支持。
3 固体废物管理系统的复杂适应系统分析
固体废物管理系统不仅是开放复杂系统，而且系统中的组成成员都是具有自主治性的主体，具有复杂适应系统的特征。复杂适应系统理论正是从这个角度出发，通过分析固体废物管理复杂系统的演化机理，建立新的固体废物管理系统的分析理论和建模方法。
3.1 复杂适应系统理论的基本观点
复杂适应系统（Complex Adaptive System，以下简称CAS）理论是美国霍兰（John Holland）教授于1994年，在Santa fe研究所成立10周年时正式提出的。CAS从方法论上突破了传统的“还原论”的框架。围绕主体这个核心概念，CAS理论提出了另外几个和系统演化相关的重要概念。在固体废物管理系统中，都可以找到相应的特征。根据分析，区域固体废物系统具有复杂适应系统的一般特征，可以用这种理论的基本法方法进行建模和分析。
复杂适应系统（CAS）理论的基本思想可以概述如下： “我们把系统中的成员称为具有适应性的主体（Adaptive Agent），简称为主体。所谓具有适应性，就是指它能够与环境以及其他主体进行交互作用。主体在这种持续不断的交互作用的过程中，不断地‘学习’或‘积累经验’，并且根据学到的经验改变自身的结构和行为方式。整个宏观系统的演变或进化，包括新层次的产生，分化和多样性的出现，新的、聚合而成的、更大的主体的出现等等，都是在这个基础上逐步派生出来的。”
围绕主体这个最核心的概念，霍兰进一步提出了研究适应和演化过程中特别要注意的7个有关概念。它们是：聚集、非线性、流、多样性、标识、内部模型和积木块。
在这7个概念中前面4个是个体的性质和特征，它们将在适应和进化中发挥作用，而后3个则是个体与环境进行交流时的机制。
复杂适应系统（CAS）理论把系统的成员看做是具有自身目的与主动性的、积极的主体。更重要的是，CAS理论认为，正是这种主动性以及它与环境的反复的、相互的作用，才是系统发展和进化的基本动因。宏观的变化和个体分化都可以从个体的行为规律中找到根源。霍兰把个体与环境之间这种主动的、反复的交互作用用“适应”一词加以概括。这就是CAS理论的基本思想——适应产生复杂性。
CAS理论的主要特点：CAS理论的核心思想——“适应产生复杂性”，具有十分重要的认识论上的意义。可以说，这是人们在系统运动和演化规律的认识方面的一个飞跃。这一点可以从以下4个方面来加以说明。
（1）主体（Adaptive Agent）是主动的、活的体。这点是CAS和其他建模方法的关键区别。这个特点使得它能够有效地应用于经济、社会、生态等其他方法难于应用的复杂系统。
（2）个体与环境（包括个体之间）的相互影响，相互作用，是系统演变和进化的主要动力。以往的建模方法往往把个体本身的内部属性放在主要位置，而没有把个体之间，以及个体与环境之间的相互作用给予足够的重视。这个特点使得CAS方法能够运用于个体本身属性极不相同，但是相互关系却有许多共同点的不同领域。
（3）把宏观和微观有机地联系起来。它通过主体和环境的相互作用，使得个体的变化成为整个系统的变化的基础，统一地加以考察。
（4）引进了随机因素的作用，使它具有更强的描述和表达能力。
正是由于以上这些特点，CAS理论具有了与其他方法不同的，具有特色的新的功能和特点。
3.2 固体废物管理系统CAS特点分析
3.2.1 自主性
企业、政府、市场和消费者本质上都是由人构成的实体，而固体废物管理系统运行的各个环节其实都有人的参与。因此，固体废物管理系统中的诸多成员都有着很强的自主性和能动性。具体表现为：它们的行为通常都有明确的目的性，拥有自身的行为特征和自主决策能力，会根据外界环境的变化或刺激，结合自己所掌握的知识做出相应的反应，具有应激性。正是因为成员的自主性，使得采用传统的自上而下的规划方法来建设固体废物管理系统面临较大的挑战和难度。对自主性的合理表达及有效整合是固体废物管理系统研究和建设过程中必须考虑的一个问题。
3.2.2 固体废物管理系统中的聚集
主体通过“黏着”作用形成多主体的聚集体，这些聚集体具有新的特性并且像一个单独的个体一样行动。聚集的概念主要用来描述层次的产生机制。固体废物管理系统中，废物排放和分类的居民主体聚集形成废物产生层，废物收运的各个主体聚集成物流层，异类废物资源化处置和无害化处置主体的聚集成综合固体废物处置层，各种固体废物管理和调控主体的聚集成固体废物管理调控层。从区域上看，城市固体废物处理系统划分为若干个区域组成的子系统，在微观区域上不同的废物管理参与主体聚集形成具有一定功能的区域废物管理系统，不同区域之间的聚集体之间的相互作用形成了城市废物管理系统的聚集体，形成3个层次：微观层次、介观层次和宏观层次。
3.2.3 固体废物管理系统的非线性
固体废物管理系统的参与主体在适应进化中，一方面存在着自我强化和自我稳定的作用机制，存在着所谓的“路径依赖特征”；另一方面也存在着不断适应环境的行为过程和功能机制，还存在着学习和协调效应。这些作用机制和作用过程都不是线性的，不满足叠加原理，而是呈现出非线性的作用过程。废物管理系统参与主体会受到技术因素、经济因素、信息因素、制度因素及组织因素影响其决策和适应过程，主体为了实现目标，会对上述因素做出反应，这种反应不是机械的和被动的，而是主动的和适应的，是非线性的。例如在对居民排放的废物实行从量收费时，收费价格与居民的废物产量和分类水平之间就是典型的非线性关系。在综合固体废物处置系统中，各种处理方式对废物的组分和数量有一定的要求，以焚烧处理为例，如果废物的热值达不到焚烧技术的要求，焚烧处理的工艺和成本将变得不可行，这种关系也是非线性的。废物回收利用市场中，回收废物的供求关系对回收废物价格的影响也是非线性的。
3.2.4 固体废物管理系统的流
在主体和环境之间以及主体之间存在物质流、能量流和信息流，这是分析系统演化的重要线索。固体废物管理系统中存在着废物流、资金流和信息流（废物量和组分信息，政策信息等）的交互，这是系统演化的几条主线。固体废物管理系统是以达到社会、经济和环境可持续发展为目标，优化运用各种管理和技术手段，取长补短，使之适应各种复杂的现实条件，从而理顺并保持信息流、物质流、能量流和价值流的正常代谢，化解环境效益、经济效益和社会效益的矛盾。物流的畅通与否在很大程度上取决于信息流是否畅通，而信息流的存在是以物流的存在为前提的。资金流随着物质流和信息流而变化。这种流涉及管理系统中多主体，如果这些主体之间的协调性差，3种流的衔接性降低，管理系统的不确定性提高，管理系统的性能降低，就必须加强管理系统中各个节点之间的协调性，使物流、信息流和资金流在供应中的运行畅通，从而提高整个系统的效率。
3.2.5 固体废物管理系统的多样性
主体之间存在的差别和差别的分化最终形成主体的多样性，多样性是进化的基础。固体废物管理系统中存在着多种类型的主体：废物排放主体、废物处置主体、废物管理调控主体等。管理调控主体有各种调控手段及其组合：经济手段、法律手段和宣传教育政策等。不同废物排放主体对废物减量、分类、回收和非法处置等不同的政策响应机制，有不同行业的废物产生主体：居民、事业单位、商业和工业。废物处置主体有不同的处置技术主体：废物分选主体、废物回收主体、废物焚烧处理主体、废物堆肥处理主体、废物卫生填埋主体以及多种技术组合的综合处理主体，表现为技术手段的多样。随着科学技术进步，各种技术的处理工艺推陈出新，适合城市区域不同特征和不同经济水平的废物处理工艺呈现出多元化趋势。
3.2.6 固体废物管理系统的标识
标识是指主体对不同信息的识别与反应。标识的主要作用是实现信息的交流。在固体废物管理系统中，不同的参与主体对废物的管理政策调控信息、废物流信息和资金流信息有不同的识别和相应机制。标示的意义在于提出了个体在环境中搜索和接受信息的具体实现方法。CAS强调信息的交流和处理是影响系统进化的过程的重要因素。各主体信息共享和顺畅程度决定着合作的效率。因此改善固体废物管理系统中各主体间的信息交流的方式和手段的改善同样很重要。
3.2.7 固体废物管理系统的内部模型
内部模型指主体的内部机制，每个主体都是具有复杂的内部机制，对于整个系统，统称为内部模型。固体废物管理系统网络中的行为主体是构成该网络的不同自主实体（居民、处置企业、管理者等）每个主体都有自己的行为规则和氛围，并形成主体的内部模型，每个主体通过物质形态（废物流）或非物质形态（如技术规范、废物流动规律、调控政策）等形式与主体发生各种联系，从而形成主体间的连通性。内部模型是主体在实践中的知识和经验的积累，它指导着主体处理问题的模式。以废物处置企业为例，对于每个企业或者企业的部门而言，都有着完整的组织机构、规章制度、业务流程规范。企业处理问题的机制，就是在彼此之间协调发展中逐渐建立起来的经验，每个企业都在互动中调整自身的知识结构，生产结构和工艺流程。居民在对政策调控信息和其他主体之间的调整、学习和适应过程不断调整分类行为习惯模式。废物管理调控部门在管理过程中积累了废物从量收费价格制定内部模型、废物产量和组分预测模型等。
3.2.8 固体废物管理系统的积木
积木也称构件。复杂系统常常是在简单的构件的基础上，通过改变他们的组合方式而形成的。积木的概念主要用于加强层次的概念，用于研究系统的整体性质。以废物的综合处理系统为例，各种处置主体根据外部环境的不同变化，可以选用不同的技术组合方式。一种是技术主体内部功能的组合和扩展，另一种是不同技术主体间的多元组合型。从国外的发展现状看，废物分选回用技术、生物堆肥技术（含厌氧消化），焚烧发电技术和卫生填埋技术仍是当今城市废物综合处理的技术主流。但根据实际需要也会出现以某种技术为主组合其他技术的新技术主体。盛奎川等研究了一种适合我国市县城镇的“三位一体”综合处置系统，综合了卫生填埋、焚烧和堆肥法3种基本构件优点的新的技术主体，这是主体内部构件的积木。多元组合型则是适应复杂的现实条件，并列采用各种处理技术，实现优势互补，优化组合，这是以主体为构件的多主体积木。根据填埋、堆肥、焚烧、分选回收4类主要单元处理技术的组合，可以组合出能适应不同环境的多种基本的积木模式，所以综合处理系统就是组合利用各种单项处理技术的优势，取长补短，使之适应各种复杂的现实条件。主体内部规则、模型和方法的多样性构件，以及不同主体类型构件之间通过交互、学习和适应多态环境形成各种构件组合形式，突现出系统整体特性。
从以上分析可以看出，固体废物管理系统具备了CAS的许多特性。因此我们可以采用CAS方式来分析与诠释固体废物管理运作模式。主体具有主动性与学习机制。废物排放者主体、废物的收运主体、废物的资源化主体、废物的末端处置主体和废物管理系统的管理调控主体都是具有学习和进化机制的，通过对外部信息的不同反应，实现废物的合理排放和处置，实现废物的资源化利用和无害化处置。
3.3 固体废物管理系统CAS演化分析及管理调控启示
固体废物管理系统的是一个动态演进的学习系统。固体废物管理系统中参与主体之间的交互行为是相互影响的，这种行为通常表现为输入、输出、功能以及管理控制信息的方式，例如目标、策略、政策等，通过分析这些信息流，参与成员可以调整各自的行为，更好地适应整个固体废物管理系统的期望。因此整个固体废物管理系统不是固定的、永久的，而是随着环境的演变不断地进行着动态调整。主体之间在固体废物的代谢中相互影响、相互补充和相互竞争，这种相互作用的非线性机制是固体废物管理系统对废物管理系统对废物代谢机制不断进化的动力。
宏观和微观是有机联系的。个体变化是整体变化的基础，同时整体反过来影响个体的进化，整体的变化会出现自组织甚至涌现特征。废物管理系统由许多单元组成：废物排放者、废物收集者、废物收运者、废物处置者和废物管理调控者，这些单元之间的相互作用形成了较简单的废物排放层、废物收运层、废物处置层和废物管理调控层，这些子系统层的相互关联合成综合处置系统的高一层次的系统单元如：居民废物分类回收管理系统层、废物物流管理系统层、废物综合处置管理系统层等，这些单元再组织成更大的系统单元，并由此形成更高的系统层次——综合固体管理系统。在更高层次，系统“涌现”出不能简单地从任一层次上的单元行为来加以推断的系统行为，如固体废物的有序流动和有效代谢。涌现和自组织是一对“双胞胎”，所不同的是涌现强调系统形成新的宏观结构，而自组织强调的都是系统在形成新的宏观结构过程中组分之间的相互作用，自组织是涌现的机制。
CAS理论为从微观世界认识世界的本质提供了方法，这对于我们重新审视固体废物管理系统的发展模式，了解固体废物生态化利用机制，推进固体废物生态化利用理论研究和实践更好地发展有着重要的启迪作用，使我们意识到：
（1）从微观入手，重视个体。我国对固体废物管理系统传统的研究方法，大都是自上而下的分析或者集成，对主体个体的能动性没有给予足够的重视，而参与主体决策过程其实是固体废物生态化代谢的动力，只有充分了解主体的行为规律，才能把握系统的发展趋势。
（2）强化层次的概念。固体废物管理系统本身就是一个多层次的系统，如何认识这些层次的变化，以及不同层次之间是如何关联、如何影响的，那么利用CAS理论“涌现”的角度来解决这些问题，应该是最佳途径。
（3）控制和管理思维的转变。我们应该转变机械的控制观，不能用僵化的行政命令的方式来建设固体废物管理系统，而应该通过适当的措施，例如制定合理的经济政策、法律、加强舆论宣传和教育等手段，改变外部环境条件，从而“引导”或“诱使”参与主体提高废物资源化效率，自觉走向合作之路，以实现固体废物管理发展目标。
（4）注意对系统的演化的认识。传统的固体废物管理模型研究，多是用静止的观点去考察系统，而实际上固体废物管理系统无时无刻不处于发展变化中，主体适应环境的过程，也就是系统演化的过程，对固体废物管理系统的观察，应该是对它的发展过程的考察，尤其应该注意个体行为对系统演化路径的影响。
总之，目前关于固体废物管理复杂系统演化研究正处于起步阶段，这方面的研究成果尤其是定量化、模型化的研究成果还没有，而利用CAS理论来研究固体废物管理系统的工作尚未深入开展。相信CAS理论对复杂系统本质的深刻认识，及其独特的建模仿真方法，对于固体废物管理系统研究是非常有帮助的。这也是本论文研究的重要出发点。
4 基于CAS的固体废物管理系统演化与调控模型研究框架
固体废物管理系统演化调控模型，是研究固体废物管理系统演化的进程及动态过程的调控模型；系统调控是应用经济政策、法律和宣传教育等措施进行系统分析、调控和柔性设计。根据系统科学领域关于复杂系统问题研究的最新进展，尝试对圆体废物管理系统的复杂性进行新的定性阐释，以求为建立科学合理的定量分析模型奠定基础。定量模型是联系固体废物管理系统分析理论和管理实践的桥梁，是进行固体废物管理系统分析的基本工具，是建立固体废物管理系统定量分析模型并进行政策调控分析的前提。从CAS理论及其建模方法出发，固体废物管理系统实际上是以参与主体为主导的自适应主体（Agent）通过自组织形式“自下而上”逐渐演化形成的复杂系统。这种情况可应用复杂系统适应（CAS）理论，通过建立基于多主体的固体废物系统演化仿真模型，模拟参与主体适应外部条件（资源、市场、技术、政策和法规等）的变化，以及参与主体通过相互间的物质、能量和信息交换等手段逐步形成与外部环境相适应的生态化废物利用系统的过程，帮助我们认识系统演化的规律，反映底层主体的微观属性和环境变化对顶层的系统宏观特征的影响，以期通过固体废物管理系统的复杂性研究，探讨促进固体废物管理系统演化进程的机制和调控方法，为固体废物管理系统的宏观管理决策提供指导。
固体废物管理系统从参与主体上看有4类主体（见图2所示）：废物排放者主体、废物综合处理者主体（包括收运）、废物管理系统的调控主体和环境经济评价主体。废物管理调控主体在固体废物管理的物质代谢调控中一方面是建立和实施限制和规范主体的行为政策制度，另一方面是通过制定激励性的政策手段来引导废物代谢过程向着可持续的目标发展。废物排放者主体的排放和分类行为对整个固体废物管理系统的科学规划影响重大，综合处置系统的构建要与排放主体的排放数量、质量和分类种类数相适应；综合处置系统通过对各种废物处理技术的有机组合形成对固体废物资源化利用的生态化代谢系统，实现对固体废物的资源化利用和无害化处理；废物资源化利用受资源回收市场的供求关系影响；从经济学上看，固体废物管理系统中的参与主体是追求效用最大化的经济实体，主体的利益之间存在冲突，协调主体之间的利益协同完成固体废物资源化利用的同时，实现各自的经济利益，也是系统调控的目的。固体废物管理系统受其所处的经济、环境和社会环境的制约。
图2 IWM－CAS－Model框架
在这个固体废物管理系统中废物排放者居民主体感知区域固体废物的处置结果和区域环境改善状况，评估政策部门的调控政策，经过自主决策后对产生的废物进行分类。居民产生的废物和不同居民对废物的分类行为决定了整个区域废物的总量、回收的废物总量和纯度、可处置（焚烧、堆肥、填埋等）的废物总量和质量，不同数量和质量的废物流被回收企业主体回收或被处置企业主体处置，企业主体的决策行为受需处理的废物流数量和质量、相关价格结构及税收等调控政策的影响。环境经济评价主体利用生命周期评价工具对废物管理系统的环境经济影响进行评价，评价结果供政策调控主体使用。政策调控主体在保证固体废物管理可持续发展的原则下，制定居民的收费价格、处置企业的处理价格和其他税收等政策，制定法律、教育、信息和投资等政策来调控居民和处置企业的废物处理行为向环境有利行为发展。
5 总结
系统科学是综合固体废物系统分析的理论基础。突破单纯的还原论思想已经成为当前各个领域复杂系统研究者的共识。固体废物管理系统的演化规律是复杂的，但同时也具有内在的规律性。通过还原论和整体论结合的基本思想构建模型，是分析系统演化规律的一种有效工具。复杂适应系统（CAS）理论是当前复杂系统研究的最新进展，代表该领域研究的领先水平，得到了广泛的认可和应用，复杂适应特性是固体废物管理系统自身固有的特点。论证了固体废物管理系统具有复杂适应系统的所有特点，固体废物管理系统实际上是以微观主体为主导的自适应主体通过相互影响和相互作用形式“自下而上”逐渐演化形成的复杂系统，系统演化的动力来自于微观主体的适应性和与环境的反复的交互作用。对系统科学复杂适应系统基本理论进行了介绍，结合固体废物管理系统的复杂适应性机理进行了分析，为建立固体废物管理的复杂适应系统演化模型打下了基础。不仅可以为固体废物管理系统分析提供新的研究思路和研究方法，同时在一定程度上丰富了这种理论的内涵。另外为固体废物管理系统的动态演化与管理调控模型的构建奠定了理论和方法基础。