人體營(yíng)養(yǎng)健康角度的中國(guó)果蔬發(fā)展戰(zhàn)略研究

一、摘要

研究我國(guó)果蔬的消費(fèi)與生產(chǎn)趨勢(shì)，科學(xué)地分析我國(guó)果蔬的中長(zhǎng)期的種植模式，本文進(jìn)行了以下研究。

針對(duì)資料提供的果蔬產(chǎn)量排名和有關(guān)文獻(xiàn)里中國(guó)居民平均缺失量來(lái)篩選并給予候選果蔬排名取舍，最終選取14類水果。通過(guò)使用殘差灰色（1，1）修正模型（GM）進(jìn)行預(yù)測(cè)處理，巧妙的利用時(shí)間序列預(yù)測(cè)及線性回歸模型短時(shí)預(yù)測(cè)效果較好的特點(diǎn)，對(duì)評(píng)價(jià)較差的模型予以修正處理。

我們建立線性方程組研究居民人均營(yíng)養(yǎng)攝入問(wèn)題，分別對(duì)各元素進(jìn)行討論分析，發(fā)現(xiàn)我國(guó)目前總體攝入營(yíng)養(yǎng)現(xiàn)狀比較嚴(yán)峻，個(gè)別元素如鈣、維生素B1、B2目前攝入量嚴(yán)重缺乏并且2020年好轉(zhuǎn)效果不明顯，還需要引起對(duì)此類元素的重視。

二、研究背景

據(jù)相關(guān)資料顯示，人體需要的營(yíng)養(yǎng)素主要有蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)、糖和水。其中維生素對(duì)于維持人體新陳代謝的生理功能是不可或缺的。水果和蔬菜主要為人體提供礦物質(zhì)、維生素、膳食纖維。然而我國(guó)的果蔬消費(fèi)在滿足居民身體健康所需均衡營(yíng)養(yǎng)的意義下，近乎盲目無(wú)序，進(jìn)而影響到果蔬生產(chǎn)。

因此，分析及預(yù)測(cè)我國(guó)果蔬的消費(fèi)與生產(chǎn)趨勢(shì)，具有重要戰(zhàn)略意義。

三、分析與求解

我們對(duì)這些果蔬的消費(fèi)量進(jìn)行估計(jì)，使用多項(xiàng)式模型表示消費(fèi)量。

將所得到的各類果蔬消費(fèi)量利用灰色預(yù)測(cè)中殘差修正模型對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)，利用時(shí)間序列、線性擬合以及灰色預(yù)測(cè)的模型特點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步的加權(quán)修正處理。

依據(jù)數(shù)據(jù)資料，給予各營(yíng)養(yǎng)元素分別基于攝入必需量和中國(guó)居民平均缺失量的兩套權(quán)重值，針對(duì)必需營(yíng)養(yǎng)元素進(jìn)行評(píng)估，歸一化后進(jìn)行加權(quán)求和，綜合權(quán)衡后得出表1、表2所示的得分排序及結(jié)果：

最終我們選出了10種主要蔬菜：大白菜、菜花、蘑菇、西紅柿、黃瓜、茄子、生菜、韭菜、蒜、土豆。

消費(fèi)量估計(jì)我們主要以灰色預(yù)測(cè)中的殘差修正模型為主，并對(duì)評(píng)價(jià)不理想的模型結(jié)合時(shí)間序列預(yù)測(cè)及線性擬合修正。通過(guò)Matlab對(duì)各類果蔬進(jìn)行GM（1，1）模型建立及殘差GM（1，1）修正模型建立，根據(jù)模型評(píng)價(jià)結(jié)果，將模型評(píng)價(jià)為良以上的殘差GM（1，1）修正模型直接使用，并通過(guò)模型預(yù)測(cè)得到數(shù)據(jù)，結(jié)合時(shí)間序列預(yù)測(cè)及線性擬合進(jìn)行進(jìn)一步處理得到：

表3 線性擬合預(yù)測(cè)模型

根據(jù)預(yù)測(cè)的特點(diǎn)進(jìn)行加權(quán)處理，綜合得到四種水果蔬菜預(yù)測(cè)值如表4：

表4 特殊果蔬預(yù)測(cè)結(jié)果

從預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)中我們得知果蔬的消費(fèi)總量增長(zhǎng)分別為40.2%，42.6%。

在2012年果蔬消費(fèi)量的基礎(chǔ)上，依次將選取的水果以及蔬菜按附錄所給的的順序進(jìn)行編號(hào)1，2，…，24，分別對(duì)其數(shù)量賦予未知參數(shù)，，…，，以此來(lái)滿足每人每日所需的各種營(yíng)養(yǎng)元素；

建立如下的非齊次線性方程組（AX=B，矩陣A 代表給出的果蔬中19種微量元素的分布，矩陣B代表我國(guó)居民微量元素?cái)z入現(xiàn)狀，X代表所需果蔬的數(shù)量）：

通過(guò)調(diào)查可知2013年我國(guó)人口1339724852人，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局預(yù)計(jì)2020年我國(guó)人口達(dá)到145000萬(wàn)人，綜上所述可得到2013年中國(guó)居民人均營(yíng)養(yǎng)的UI數(shù)據(jù)如表5：

表5 預(yù)測(cè)2013、2020年UI值

可以看出，我國(guó)成年居民膳食維生素 B1和維生素 B2攝入不足狀況較為嚴(yán)重，對(duì)于B1實(shí)際攝入量?jī)H占參考值8.43%，而到達(dá)2020年預(yù)測(cè)攝入量?jī)H占14.85%。對(duì)于B2實(shí)際攝入量?jī)H占參考值10%，而到達(dá)2020年預(yù)測(cè)攝入量?jī)H占17.28% 。

江漢大學(xué)數(shù)計(jì)學(xué)院學(xué)生科研項(xiàng)目《<線性代數(shù)>典型例題的微課制作》

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（作者單位：武漢江漢大學(xué)數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院）