基于決策樹的有機農產品消費偏好應用研究

康力升 莫沂錦

[摘 要]近10年隨著人均消費水平以及環保意識的提升，社會對于有機農產品的需求呈持續上升的趨勢，但發生的一系列安全問題，導致有機農業的發展停滯不前。目前消費者購買有機農產品考慮的因素不僅僅是價格以及質量問題，還包括有機程度、品牌文化等，其影響購買的因素復雜多樣，包含數據型和常規型屬性兩大類，研究處理的難度很大。因此為研究消費者對于有機農產品的消費偏好問題，文章結合數據挖掘方法中的決策樹算法，分析并總結出消費者對于有機農產品的消費傾向及政策建議。

[關鍵詞]有機農產品;消費偏好;數據挖掘;決策樹

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2019.32.127

1 引言

近年來，隨著農業技術的改進以及政府對農業的高度重視，很多企業已經開始涉足農業，“有機”成為一大賣點，因為其不僅安全可靠，且生產過程綠色環保，綠色有機農產品的發展受到了國家乃至全國人民的關注。但是，隨著我國經濟的快速發展，農業自然生態環境的污染呈現越來越嚴重的趨勢。此外，近年來中國發生的一系列食品安全問題和一些涉及供應鏈企業的誠信問題，引起了公眾和政府的關注，也影響了消費者購買綠色、有機農產品的行為，導致消費者對于綠色有機產品持有質疑態度，使得有機農業的發展遇到了瓶頸期。影響消費者購買有機農產品的因素不僅僅是安全，價格問題，還包括有機程度，農產品企業的品牌文化及價值等。當今社會，消費者對于有機農產品的消費偏好問題直接關系到農業供應鏈企業的績效水平和國家推動有機農業發展的動力。

國外關于有機農產品的研究起步較早，研究的內容較為全面，涉及購買行為、農業投入、分銷渠道、環境效益等方面[1-2]。國內研究者對于有機農產品的研究則起步較晚，其探究內容及領域尚未達到國外的水平。我國農業部在1989年首次提出“綠色食品”的概念，國內的研究大多從企業、政府、消費者三方面提出有效對策，目前，分析消費行為研究的差異主要還是集中在算法模型的不同。通過對大量文獻的收集，將決策樹算法模型應用到有機農產品這一新領域的研究甚少，因此本文通過建立有機農產品消費偏好的決策樹模型，分析并得出國內有機農產品銷售的制約因素，向政府部門、供應鏈企業以及市場消費者提出了相關建議。

2 決策樹算法模型

本文通過制定網絡問卷調查的方式，向全國有機農產品受歡迎程度高的地區（北京、上海、廣州、杭州）有針對性地發送2000余份問卷，調查對象涉及范圍較廣，其中包含大學生、從事農業人員、菜商、白領、菜市買主等，主要都是針對有機農產品有所了解的人群。共回收到有效問卷1640份，通過將數據匯總并歸納分析，最終將調查問卷結果分為16大類，歸類結果如表1所示。

模型運用決策樹ID3算法來挖掘影響消費者購買有機農產品的潛在因素以及分析目前有機農產品供應鏈企業的市場導向。根據有機農產品自身的特征和市場需求的變化，供應商、零售商乃至分銷商可以通過制定出科學合理且符合國家標準規范的生產計劃和營銷策略來提升自身的經濟效益。通過對表1中數據的分析處理，消費者對于有機農產品選擇偏好的決策樹構造過程如下。

2.1 計算對表1分類所需的期望信息

表1中的例子S=16，共有兩大類，即U1=Y（銷售好），U2=N（銷售不好），則P（U1）=9/16，P（U2）=7/16。根據公式可得：I（U）=-916log2916-716log2716≈0.99

2.2 計算各個影響因素的信息增益

2.2.1 計算條件熵

共有4個影響因素，A1=價格，A2=品牌，A3=有機程度，A4=質量。對于各個屬性，其概率以及分別對應的條件概率如表2所示。

根據公式可得：

E（A1）=0.9512，E（A2）=0.9476，E（A3）=0.8734，E（A4）=0.5881

2.2.2 計算影響因素的信息增益

根據公式Gain（Af）=I（n1，n2，…，nm）-E（Af）可得：

Gain（A1）=0.0388，Gain（A2）=0.0424，Gain（A3）=0.1166，Gain（A4）=0.4019

選擇信息增益最大的屬性作為決策樹的根節點，即屬性A4。

2.2.3 劃分數據集

H1={1，4，5，6，8，13}（高）;

H2={2，7，11，14，15，16}（中）;

H3={3，9，10，12}（低）。

2.2.4 建立決策樹

H1和H2兩個樣本子集再分別使用決策樹算法，求出各個子集的信息增益。可以發現，H1中求出A2的信息增益最大，將其設為該分枝根節點，大品牌的例子全是Y類，將其分枝標記為Y，而小品牌的例子既包含Y類也包含N類，繼續遞歸調用建樹算法，在小品牌中得出信息增益最大的是有機程度，向下分枝，得出有機程度高的例子均為Y類，標記為Y，有機程度低的例子均為N類，標記為N。而對于H2中，信息增益最大的是A1，因此將其設為該分枝的根節點，然后向下分枝。不難得出價格偏高的例子均是N類，分枝標記為N。而一般價格的例子都是Y類，將其分枝標記為Y。最終關于有機農產品消費偏好的決策樹如圖1所示。

3 決策樹分析及政策建議

目前農產品消費市場無論是有機產品還是普通產品，并非消費者考慮購買的第一要素。消費者更加關注的是農產品的質量問題，這種現狀一方面說明了我國群眾的食品安全意識在不斷增強，國家監管力度在逐步提升，但另一方面也說明了食品安全領域在我國仍存在諸多隱患，特別是近年來頻繁發生的食物中毒事件、打藥事件等更是極大損害了消費者的權益，導致了消費者對于有機產品的懷疑。

因此，亟須政府加快推進供給側改革的步伐，重視有機農業的發展，完善有機農業的法律法規，加大對有機農業的政策支持和財政支持，大力宣傳有機農產品安全可靠、綠色環保的理念和思想，有機農產品供應鏈企業也需緊跟“互聯網+”時代腳步，始終貫徹安全生產的宗旨，不斷開拓創新，創建新型的生產經營組織，提高市場競爭力，盡快建立多種有機農產品的可追溯機制。

相關農業科研機構、高等院校應加強有機農業生產技術的研究工作，提供其生產管理水平。同時也需廣大消費者樹立環保意識，多渠道了解農產品信息，逐步提高自身的食品安全意識和食品辨別能力。企業品牌文化以及價值傳播同時也是會影響到消費者購買偏好的，說明供應商在提高自身產品質量的同時，零售商做好有機農產品品牌的宣傳，還需了解相應消費群體的消費偏好，并做好對應的營銷策略也是供應鏈核心企業需要明確的思想理念，供應鏈企業建立的合作關系才是推動有機農業發展前提。而小品牌企業的立足之本應是優先提高自身的農作物培育技術，重點發展有機農業。

參考文獻：

[1]GUDRUN B KEDING，KATJA KEHLENBECK，GINA KENNEDY，et al.Fruit production and consumption： practices， preferences and attitudes of women in rural western Kenya[J]. Food Security，2017，9（3）： 453-469.

[2]SKRODZKA VIOLETTA.Organic agricultural products in Europe and USA[J]. Management， 2017，21（2）：151-164.

[作者簡介]康力升（1992—），男，漢族，四川閬中人，碩士研究生，研究方向：供應鏈管理、低碳經濟;莫沂錦（1994—），男，漢族，四川閬中人，碩士研究生，研究方向：供應鏈金融。