基于數學建模理論下茶葉經濟效益最優化的研究

徐健清

（重慶科創職業學院，重慶 402160）

基于數學建模理論下茶葉經濟效益最優化的研究

徐健清

（重慶科創職業學院，重慶 402160）

中國作為茶葉的發源地，有著悠久的歷史和龐大的市場。但是隨著茶葉種植的擴大化，茶葉市場日益飽和。本文介紹了茶葉的發展歷史和現狀，對目前茶葉市場出現的問題進行了剖析，重點敘述了數學模型在茶葉市場的廣泛應用，并系統地討論了數學建模理論在茶葉市場經濟效益最優化研究中的實際意義。

茶葉市場；數學建模；經濟效益；優化

俗語說得好：“開門七件事，柴米油鹽醬醋茶”。由此可見，茶葉是人們日常生活中必不可少的一部分。古史有記載：“神農嘗百草，日遇七十二毒，得茶而解之”。自此，茶的藥用價值引起了人們的廣泛關注。中國最早提及茶葉的古籍是《詩經》，《詩經》的年代大約在公元前十一世紀。因此，作為茶葉的故鄉，茶葉在中國有著悠久的歷史和燦爛的文化。

1 茶葉發展歷史介紹

1.1 茶葉發展歷史

茶葉的發現、發展和興旺，是我國古代勞動人民在與自然和諧相處的過程中，智慧和經驗的結晶。我國的茶葉分為八大茶葉區，每個茶區都有各自的特色茶葉。優質的茶葉大都產自山區，高山和云霧是對優質茶的地理位置的典型描述。從我國唐朝開始，茶葉的生產就已經逐漸規模化，并隨后逐漸傳播至全國各地。元朝時期，老百姓開始注重制茶技術，形成了非常有地方特色的茗茶。到了清朝末年，我國的制茶技術已經非常成熟，產茶量居世界首位，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 茶葉的國內外市場

現如今，世界上茶葉種植的總面積約達到3600萬畝，各個種類茶葉的總年產量約為200萬t，進出口總量約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和種植茶葉，導致茶葉產量大幅增加。隨著種植技術的進步，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入到了長期生產大于銷售的階段，茶葉市場已經趨于飽和。長期供大于求的狀況，嚴重制約了茶葉企業的生存和發展，中小型企業只能在日益緊張的形式下，提高茶葉質量，打造自己的特色品牌，增強競爭力。

1.3 茶葉發展中的“瓶頸”

我國茶葉的單產量仍然很低。我國作為最早發現和種植茶葉的國家，其茶園面積，占世界總茶園面積的一半左右。但是，我國的產茶量只占世界產茶量的四分之一左右。這表明我國茶葉生產效益低。另外，我國的產茶區主要集中在南部，且許多都是散戶，茶葉的生產大都是作為副產品而存在的。種植的茶葉戶普遍缺乏專業的種植和管理技能。在中國，采茶大都是人工，至今沒有采用大規模的統一化的機械采摘和加工生產。這樣不僅生產效率低，而且產品標準化和生產水平都不高，這些都對茶葉的質量和口碑造成了一定的影響。

2 數學建模理論與茶葉經濟效益的結合

人們對數學的印象大都是抽象和晦澀。但是，不可否認的是抽象的數學理論是一門重要的科學，它被廣泛的應用于解決各種實際問題。隨著社會的發展，科學技術的更新，特別是計算機技術的快速發展，數學在社會中的應用也越來越廣泛。

2.1 數學建模理論定義的概述

數學建模事實上就是將數學和實際應用相結合，有針對性研究實際問題的一種方法。數學建模通過對具體的實際問題進行抽象、簡化、增加變量和設定參數來模擬實際，利用數學的規律來建立模型，通過數學語言和邏輯分析方法，來解釋實際過程中遇到的問題，并解釋和驗證所得到的結果，從而得到解決問題的方法。數學建模是一門科學語言，它有自己的理論體系。應用到實際問題時，則需要建模者根據自己遇到問題的特點進行適當的調整。

2.1.1 數學建模理論的重要意義

一個成功的數學建模的應用需要將數學理論和實際問題緊密的聯系起來，通過形成精確的數學模型，對實際問題的模型進行模擬分析。數學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際應用過程中遇到的問題，并給出各種情況下最優的處理問題的方法。這些都是我們人類用自然語言和自身的邏輯分析所無法做到的。實踐證明，數學建模理論利用其縝密的邏輯關系，同實際問題的模型進行互補，這對解決實際問題有著很好的指導作用。

2.1.2 數學建模理論的應用

數學模型和人們的日常生活、工作和社會活動聯系在一起。例如：氣象工作站為了獲得有效的大氣情況，可以利用到數學建模理論，氣象工作站通過氣象衛星，大量的收集一定時間內的氣壓、降水、風速和云層等各種狀態，并利用這些數據按照一定的規則，建立起相應的數學模型。根據這些運動著的數學模型，可以準確有效的模擬出實時的天氣變化。生理學專家可以利用人體體內的藥物濃度和時間來建立數學模型，計算可以得到藥物在人體內的停留時間，分析藥物對人體的作用效果，有效的指導藥物在臨床中的應用。

2.1.3 數學建模的設計方法

根據不同的建模方法和應用程序，我們可以將數學建模理論分為不同的類型。數學模型可以利用數學規則和計算機運算，有效地解決實際生活中的問題。但如何準確的運用數學建模，來有效的解決社會生產過程中的實際問題一直是個難點。首先，我們要通過詳細的分析所遇到的實際問題，來確定用哪一種形式來搭建這個問題的數學模型，從而確定我們要使用的數學理論和方法，以及相應的計算機算法，獲得相對應的結果。然后，通過得到的結果再驗證遇到的問題，通過反復的驗證，最后得到相應成功的解決方案。

2.2 數學建模對茶葉經濟效益最優化的分析

目前，國內外的茶葉消費市場競爭日益激烈。雖然茶葉市場日趨飽和，但是各類名茶卻供應短缺，低質茶價格一路走低，而名茶價格卻持續上漲。在這種情況下，茶葉的市場處于新形勢下，如何應用不同的數學建模，對茶葉經濟效益進行最優化的分析，從而提高茶葉的經濟效益，成為我們亟待解決的問題。

2.2.1 茶葉經濟效益優化——地表數學模型

優質茶葉對種植地區所處位置的經緯度、溫度以及濕度都有很嚴格的要求。因此，這個數學模型針對的是最優化的地理環境來生產最優質的茶葉。基于此，需要將數學建模的地表劃分為光照、溫度、濕度和經緯度四個方面。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紫光線，所以可以得出結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。根據這些數據，我們可以構建出完整的優質茶生產數學模型。

2.2.2 茶葉經濟效益優化——銷售數學模型

現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展。因此，茶葉包裝也是影響銷售的一個必要因素。要打造市場，就必須內部聯合，成立茶品種繁多的茶業集團。為了能夠變得更大更強，未來要對茶葉市場進行合資，突出重點品牌建設，快速提高茶葉的經濟效益。合適的發展規模也是銷售數據模型的重要因素。另外，要積極發展消費市場，更加積極開拓外銷市場，數學銷售模型要充分考慮到國內和國外市場。還要建立網絡銷售渠道，加強宣傳力度。廣告效應也要考慮進銷售的數學模型中。

3 數學建模理論在茶葉經濟效益最優化中的應用

提高茶葉經濟效益已成為茶葉市場發展要考慮的首要問題，所以我們應仔細分析數據模型，探討有效的方法來提高茶葉的經濟效益，有針對性地采取措施解決。我們以湖北省坪山鄉、東林鄉和湘平鄉等三個鄉為例，建立可用的數學模型來優化茶農茶葉種植、銷售的產業結構，確保茶葉經濟效益的最優化。

3.1 茶葉生產調查

茶葉產量高、投資少、見效快而且經濟效益高，是一類適合大規模種植的農作物，也是引導農民發家致富的好項目。茶葉的產量和質量取決于新鮮茶葉的產量和質量，而新鮮茶葉的產量和質量則依賴茶園管理。我們從坪山鄉、東林鄉和湘平鄉三個鄉中隨機抽查了6戶茶葉種植散戶，其中產量好的茶農2戶，產量中等的茶農2戶，產量差的茶農2戶。數學模型的計算結果表明，在茶園里引入新的技術和精細管理，可以明顯的提高單位面積的產量，并有效地提高茶葉的質量，茶葉的凈利潤也更大。

3.2 種植茶葉的成本和經濟效益

我們對三個鄉隨機抽取的6戶茶葉散戶的總產量、總收入和總的成本進行平均，并分別計算土地生產率、土地盈利率、勞動生產率、勞動盈利率、成本產品率和成本利用率進行數學建模，通過以上指標分析可以得出3個鄉各自的茶葉總產量、總產值和年盈利率，比較后可以推斷出3個鄉茶葉種植存在的優勢和不足，并能推斷出影響該地區茶葉經濟效益的主要因素，從而有針對性地改進生產模式和提高生產效率，從根本上提高茶葉經濟效益。

4 結論

隨著社會的不斷進步和經濟全球化進程的不斷加快，茶葉市場面臨著更大的挑戰，雖然影響茶葉經濟效益的因素非常復雜。但是，應用數學建模，我們可以精確的預測出影響茶葉經濟效益的基本因素。由于中國地域廣闊、地形復雜，相對應的不同的茶葉區，有著不同的影響因素和銷售模式。所以，針對不同的茶區，我們要相應地改變數學模型，盡量建立準確的模型來提高茶葉的經濟效益。相信隨著時代的不斷進步，數學建模在茶葉市場的應用會越來越廣泛。

[1]朱蘭芝，數學建模——數學理論和實際應用的紐帶[J].職大學報，2008(4):71-73.

[2]鄧吉妹，淺談種植業結構調整成因及對策[J].福建省農經學會農經論壇，2006(2):157-159.

徐健清（1983-），女，重慶榮昌人，碩士，講師，研究方向：數學與應用數學。