基于數(shù)學(xué)建模理論下茶葉經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化的研究

徐健清

（重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院，重慶 402160）

基于數(shù)學(xué)建模理論下茶葉經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化的研究

徐健清

（重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院，重慶 402160）

中國作為茶葉的發(fā)源地，有著悠久的歷史和龐大的市場。但是隨著茶葉種植的擴(kuò)大化，茶葉市場日益飽和。本文介紹了茶葉的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，對目前茶葉市場出現(xiàn)的問題進(jìn)行了剖析，重點(diǎn)敘述了數(shù)學(xué)模型在茶葉市場的廣泛應(yīng)用，并系統(tǒng)地討論了數(shù)學(xué)建模理論在茶葉市場經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化研究中的實(shí)際意義。

茶葉市場；數(shù)學(xué)建模；經(jīng)濟(jì)效益；優(yōu)化

俗語說得好：“開門七件事，柴米油鹽醬醋茶”。由此可見，茶葉是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚囊徊糠帧９攀酚杏涊d：“神農(nóng)嘗百草，日遇七十二毒，得茶而解之”。自此，茶的藥用價(jià)值引起了人們的廣泛關(guān)注。中國最早提及茶葉的古籍是《詩經(jīng)》，《詩經(jīng)》的年代大約在公元前十一世紀(jì)。因此，作為茶葉的故鄉(xiāng)，茶葉在中國有著悠久的歷史和燦爛的文化。

1 茶葉發(fā)展歷史介紹

1.1 茶葉發(fā)展歷史

茶葉的發(fā)現(xiàn)、發(fā)展和興旺，是我國古代勞動(dòng)人民在與自然和諧相處的過程中，智慧和經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶。我國的茶葉分為八大茶葉區(qū)，每個(gè)茶區(qū)都有各自的特色茶葉。優(yōu)質(zhì)的茶葉大都產(chǎn)自山區(qū)，高山和云霧是對優(yōu)質(zhì)茶的地理位置的典型描述。從我國唐朝開始，茶葉的生產(chǎn)就已經(jīng)逐漸規(guī)模化，并隨后逐漸傳播至全國各地。元朝時(shí)期，老百姓開始注重制茶技術(shù)，形成了非常有地方特色的茗茶。到了清朝末年，我國的制茶技術(shù)已經(jīng)非常成熟，產(chǎn)茶量居世界首位，并大量出口到世界各地，從此打開了茶葉外銷的興旺之路。

1.2 茶葉的國內(nèi)外市場

現(xiàn)如今，世界上茶葉種植的總面積約達(dá)到3600萬畝，各個(gè)種類茶葉的總年產(chǎn)量約為200萬t，進(jìn)出口總量約110萬t。由于印度、肯尼亞和印度尼西亞等周邊國家大量引進(jìn)和種植茶葉，導(dǎo)致茶葉產(chǎn)量大幅增加。隨著種植技術(shù)的進(jìn)步，目前世界上紅茶、綠茶種植面積約為110萬hm2，目前世界茶葉市場進(jìn)入到了長期生產(chǎn)大于銷售的階段，茶葉市場已經(jīng)趨于飽和。長期供大于求的狀況，嚴(yán)重制約了茶葉企業(yè)的生存和發(fā)展，中小型企業(yè)只能在日益緊張的形式下，提高茶葉質(zhì)量，打造自己的特色品牌，增強(qiáng)競爭力。

1.3 茶葉發(fā)展中的“瓶頸”

我國茶葉的單產(chǎn)量仍然很低。我國作為最早發(fā)現(xiàn)和種植茶葉的國家，其茶園面積，占世界總茶園面積的一半左右。但是，我國的產(chǎn)茶量只占世界產(chǎn)茶量的四分之一左右。這表明我國茶葉生產(chǎn)效益低。另外，我國的產(chǎn)茶區(qū)主要集中在南部，且許多都是散戶，茶葉的生產(chǎn)大都是作為副產(chǎn)品而存在的。種植的茶葉戶普遍缺乏專業(yè)的種植和管理技能。在中國，采茶大都是人工，至今沒有采用大規(guī)模的統(tǒng)一化的機(jī)械采摘和加工生產(chǎn)。這樣不僅生產(chǎn)效率低，而且產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化和生產(chǎn)水平都不高，這些都對茶葉的質(zhì)量和口碑造成了一定的影響。

2 數(shù)學(xué)建模理論與茶葉經(jīng)濟(jì)效益的結(jié)合

人們對數(shù)學(xué)的印象大都是抽象和晦澀。但是，不可否認(rèn)的是抽象的數(shù)學(xué)理論是一門重要的科學(xué)，它被廣泛的應(yīng)用于解決各種實(shí)際問題。隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的更新，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)學(xué)在社會(huì)中的應(yīng)用也越來越廣泛。

2.1 數(shù)學(xué)建模理論定義的概述

數(shù)學(xué)建模事實(shí)上就是將數(shù)學(xué)和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，有針對性研究實(shí)際問題的一種方法。數(shù)學(xué)建模通過對具體的實(shí)際問題進(jìn)行抽象、簡化、增加變量和設(shè)定參數(shù)來模擬實(shí)際，利用數(shù)學(xué)的規(guī)律來建立模型，通過數(shù)學(xué)語言和邏輯分析方法，來解釋實(shí)際過程中遇到的問題，并解釋和驗(yàn)證所得到的結(jié)果，從而得到解決問題的方法。數(shù)學(xué)建模是一門科學(xué)語言，它有自己的理論體系。應(yīng)用到實(shí)際問題時(shí)，則需要建模者根據(jù)自己遇到問題的特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2.1.1 數(shù)學(xué)建模理論的重要意義

一個(gè)成功的數(shù)學(xué)建模的應(yīng)用需要將數(shù)學(xué)理論和實(shí)際問題緊密的聯(lián)系起來，通過形成精確的數(shù)學(xué)模型，對實(shí)際問題的模型進(jìn)行模擬分析。數(shù)學(xué)建模往往可以使我們更深層次地從不同角度理解和分析我們在實(shí)際應(yīng)用過程中遇到的問題，并給出各種情況下最優(yōu)的處理問題的方法。這些都是我們?nèi)祟愑米匀徽Z言和自身的邏輯分析所無法做到的。實(shí)踐證明，數(shù)學(xué)建模理論利用其縝密的邏輯關(guān)系，同實(shí)際問題的模型進(jìn)行互補(bǔ)，這對解決實(shí)際問題有著很好的指導(dǎo)作用。

2.1.2 數(shù)學(xué)建模理論的應(yīng)用

數(shù)學(xué)模型和人們的日常生活、工作和社會(huì)活動(dòng)聯(lián)系在一起。例如：氣象工作站為了獲得有效的大氣情況，可以利用到數(shù)學(xué)建模理論，氣象工作站通過氣象衛(wèi)星，大量的收集一定時(shí)間內(nèi)的氣壓、降水、風(fēng)速和云層等各種狀態(tài)，并利用這些數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則，建立起相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)這些運(yùn)動(dòng)著的數(shù)學(xué)模型，可以準(zhǔn)確有效的模擬出實(shí)時(shí)的天氣變化。生理學(xué)專家可以利用人體體內(nèi)的藥物濃度和時(shí)間來建立數(shù)學(xué)模型，計(jì)算可以得到藥物在人體內(nèi)的停留時(shí)間，分析藥物對人體的作用效果，有效的指導(dǎo)藥物在臨床中的應(yīng)用。

2.1.3 數(shù)學(xué)建模的設(shè)計(jì)方法

根據(jù)不同的建模方法和應(yīng)用程序，我們可以將數(shù)學(xué)建模理論分為不同的類型。數(shù)學(xué)模型可以利用數(shù)學(xué)規(guī)則和計(jì)算機(jī)運(yùn)算，有效地解決實(shí)際生活中的問題。但如何準(zhǔn)確的運(yùn)用數(shù)學(xué)建模，來有效的解決社會(huì)生產(chǎn)過程中的實(shí)際問題一直是個(gè)難點(diǎn)。首先，我們要通過詳細(xì)的分析所遇到的實(shí)際問題，來確定用哪一種形式來搭建這個(gè)問題的數(shù)學(xué)模型，從而確定我們要使用的數(shù)學(xué)理論和方法，以及相應(yīng)的計(jì)算機(jī)算法，獲得相對應(yīng)的結(jié)果。然后，通過得到的結(jié)果再驗(yàn)證遇到的問題，通過反復(fù)的驗(yàn)證，最后得到相應(yīng)成功的解決方案。

2.2 數(shù)學(xué)建模對茶葉經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化的分析

目前，國內(nèi)外的茶葉消費(fèi)市場競爭日益激烈。雖然茶葉市場日趨飽和，但是各類名茶卻供應(yīng)短缺，低質(zhì)茶價(jià)格一路走低，而名茶價(jià)格卻持續(xù)上漲。在這種情況下，茶葉的市場處于新形勢下，如何應(yīng)用不同的數(shù)學(xué)建模，對茶葉經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行最優(yōu)化的分析，從而提高茶葉的經(jīng)濟(jì)效益，成為我們亟待解決的問題。

2.2.1 茶葉經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化——地表數(shù)學(xué)模型

優(yōu)質(zhì)茶葉對種植地區(qū)所處位置的經(jīng)緯度、溫度以及濕度都有很嚴(yán)格的要求。因此，這個(gè)數(shù)學(xué)模型針對的是最優(yōu)化的地理環(huán)境來生產(chǎn)最優(yōu)質(zhì)的茶葉。基于此，需要將數(shù)學(xué)建模的地表劃分為光照、溫度、濕度和經(jīng)緯度四個(gè)方面。茶樹喜陰，喜弱光照。因此，對照葉綠素的吸收光譜分析可以知道，短光波部分主要是藍(lán)紫光線，所以可以得出結(jié)論茶樹在漫射光下生長最好。茶樹最適宜生長的溫度在20-27℃左右，年有效積累溫度在4000℃以上。茶樹最適宜的降水量在1000-2000mm/每年，相對含水量70%-80%為宜。茶樹生長要在海拔1500米以下，地形的坡度要小于30度。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，我們可以構(gòu)建出完整的優(yōu)質(zhì)茶生產(chǎn)數(shù)學(xué)模型。

2.2.2 茶葉經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)化——銷售數(shù)學(xué)模型

現(xiàn)有的茶葉包裝市場上，茶葉包裝形式豐富多彩。隨著茶葉需求的不斷增長，茶葉包裝也前所未有的發(fā)展。因此，茶葉包裝也是影響銷售的一個(gè)必要因素。要打造市場，就必須內(nèi)部聯(lián)合，成立茶品種繁多的茶業(yè)集團(tuán)。為了能夠變得更大更強(qiáng)，未來要對茶葉市場進(jìn)行合資，突出重點(diǎn)品牌建設(shè)，快速提高茶葉的經(jīng)濟(jì)效益。合適的發(fā)展規(guī)模也是銷售數(shù)據(jù)模型的重要因素。另外，要積極發(fā)展消費(fèi)市場，更加積極開拓外銷市場，數(shù)學(xué)銷售模型要充分考慮到國內(nèi)和國外市場。還要建立網(wǎng)絡(luò)銷售渠道，加強(qiáng)宣傳力度。廣告效應(yīng)也要考慮進(jìn)銷售的數(shù)學(xué)模型中。

3 數(shù)學(xué)建模理論在茶葉經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)化中的應(yīng)用

提高茶葉經(jīng)濟(jì)效益已成為茶葉市場發(fā)展要考慮的首要問題，所以我們應(yīng)仔細(xì)分析數(shù)據(jù)模型，探討有效的方法來提高茶葉的經(jīng)濟(jì)效益，有針對性地采取措施解決。我們以湖北省坪山鄉(xiāng)、東林鄉(xiāng)和湘平鄉(xiāng)等三個(gè)鄉(xiāng)為例，建立可用的數(shù)學(xué)模型來優(yōu)化茶農(nóng)茶葉種植、銷售的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，確保茶葉經(jīng)濟(jì)效益的最優(yōu)化。

3.1 茶葉生產(chǎn)調(diào)查

茶葉產(chǎn)量高、投資少、見效快而且經(jīng)濟(jì)效益高，是一類適合大規(guī)模種植的農(nóng)作物，也是引導(dǎo)農(nóng)民發(fā)家致富的好項(xiàng)目。茶葉的產(chǎn)量和質(zhì)量取決于新鮮茶葉的產(chǎn)量和質(zhì)量，而新鮮茶葉的產(chǎn)量和質(zhì)量則依賴茶園管理。我們從坪山鄉(xiāng)、東林鄉(xiāng)和湘平鄉(xiāng)三個(gè)鄉(xiāng)中隨機(jī)抽查了6戶茶葉種植散戶，其中產(chǎn)量好的茶農(nóng)2戶，產(chǎn)量中等的茶農(nóng)2戶，產(chǎn)量差的茶農(nóng)2戶。數(shù)學(xué)模型的計(jì)算結(jié)果表明，在茶園里引入新的技術(shù)和精細(xì)管理，可以明顯的提高單位面積的產(chǎn)量，并有效地提高茶葉的質(zhì)量，茶葉的凈利潤也更大。

3.2 種植茶葉的成本和經(jīng)濟(jì)效益

我們對三個(gè)鄉(xiāng)隨機(jī)抽取的6戶茶葉散戶的總產(chǎn)量、總收入和總的成本進(jìn)行平均，并分別計(jì)算土地生產(chǎn)率、土地盈利率、勞動(dòng)生產(chǎn)率、勞動(dòng)盈利率、成本產(chǎn)品率和成本利用率進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，通過以上指標(biāo)分析可以得出3個(gè)鄉(xiāng)各自的茶葉總產(chǎn)量、總產(chǎn)值和年盈利率，比較后可以推斷出3個(gè)鄉(xiāng)茶葉種植存在的優(yōu)勢和不足，并能推斷出影響該地區(qū)茶葉經(jīng)濟(jì)效益的主要因素，從而有針對性地改進(jìn)生產(chǎn)模式和提高生產(chǎn)效率，從根本上提高茶葉經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論

隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的不斷加快，茶葉市場面臨著更大的挑戰(zhàn)，雖然影響茶葉經(jīng)濟(jì)效益的因素非常復(fù)雜。但是，應(yīng)用數(shù)學(xué)建模，我們可以精確的預(yù)測出影響茶葉經(jīng)濟(jì)效益的基本因素。由于中國地域廣闊、地形復(fù)雜，相對應(yīng)的不同的茶葉區(qū)，有著不同的影響因素和銷售模式。所以，針對不同的茶區(qū)，我們要相應(yīng)地改變數(shù)學(xué)模型，盡量建立準(zhǔn)確的模型來提高茶葉的經(jīng)濟(jì)效益。相信隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步，數(shù)學(xué)建模在茶葉市場的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。

[1]朱蘭芝，數(shù)學(xué)建模——數(shù)學(xué)理論和實(shí)際應(yīng)用的紐帶[J].職大學(xué)報(bào)，2008(4):71-73.

[2]鄧吉妹，淺談種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整成因及對策[J].福建省農(nóng)經(jīng)學(xué)會(huì)農(nóng)經(jīng)論壇，2006(2):157-159.

徐健清（1983-），女，重慶榮昌人，碩士，講師，研究方向：數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)。