基于模糊數(shù)學(xué)的茶業(yè)科學(xué)應(yīng)用研究

代 鴻

（重慶大學(xué)城市科技學(xué)院，重慶永川 402160）

基于模糊數(shù)學(xué)的茶業(yè)科學(xué)應(yīng)用研究

代 鴻

（重慶大學(xué)城市科技學(xué)院，重慶永川 402160）

我國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)得到了快速發(fā)展，模糊數(shù)學(xué)作為農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)體系的重要組成在茶業(yè)科學(xué)領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。本文對模糊數(shù)學(xué)在引種區(qū)劃、茶葉市場營銷、茶樹良種鑒定及品種性狀分類和比較、預(yù)防和控制茶樹病蟲害預(yù)測、茶葉審評中的應(yīng)用價值進(jìn)行了深入剖析，并以福建茶葉為研究案例，進(jìn)行福建茶業(yè)發(fā)展和諧性模糊綜合評價，意在促進(jìn)模糊數(shù)學(xué)在茶業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動我國茶業(yè)科學(xué)的發(fā)展。

模糊數(shù)學(xué)；茶業(yè)科學(xué)；引種區(qū)劃；茶樹良種鑒定

隨著計算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)理統(tǒng)計方法得到了廣泛發(fā)展，模糊數(shù)學(xué)就是其中的一種。模糊數(shù)學(xué)是數(shù)理統(tǒng)計研究者對模糊領(lǐng)域的一種數(shù)學(xué)處理方法，鑒于模糊數(shù)學(xué)方法的特殊性，目前模糊數(shù)學(xué)成為國際數(shù)理學(xué)科關(guān)注的焦點(diǎn)，也是當(dāng)前國際數(shù)學(xué)研究領(lǐng)域一項較為新興的學(xué)科。模糊數(shù)學(xué)的研究優(yōu)勢在于能夠使自然學(xué)科和社會科學(xué)領(lǐng)域的客觀事物得到有效的處理和統(tǒng)計，對一些定性的研究事物，能夠從定量的視角上進(jìn)行統(tǒng)計分析。盡管模糊數(shù)學(xué)與精準(zhǔn)數(shù)學(xué)存在較大的差距，研究的領(lǐng)域和內(nèi)容存在不同，但是在一些模糊性現(xiàn)象處理上，模糊數(shù)學(xué)正是能發(fā)揮其數(shù)據(jù)處理的優(yōu)勢，為這些現(xiàn)象的解釋提供了有效的研究方法，這正是精準(zhǔn)數(shù)學(xué)領(lǐng)域所不能解決的重要問題。

眾所周知，我國是茶葉的故鄉(xiāng)，飲茶文化悠久，因此茶業(yè)科學(xué)得到了廣泛發(fā)展。然而，在茶業(yè)科技領(lǐng)域，茶業(yè)科技研究也具有一定的模糊性，利用傳統(tǒng)精準(zhǔn)數(shù)學(xué)不能解決的現(xiàn)實問題下，就必須利用模糊數(shù)學(xué)方法對茶業(yè)科技進(jìn)行研究，這樣能有效地將定性研究問題轉(zhuǎn)變成為定量研究，為茶業(yè)科技發(fā)展提供有效的數(shù)據(jù)分析工具支撐。本文將探索模糊數(shù)學(xué)在茶葉研究中的應(yīng)用體現(xiàn)，并選取福建茶業(yè)為研究案例，進(jìn)行福建茶業(yè)發(fā)展和諧性模糊綜合評價，研究具有較強(qiáng)的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

1 模糊數(shù)學(xué)在茶葉研究中的應(yīng)用體現(xiàn)

1.1 模糊數(shù)學(xué)在引種區(qū)劃研究中的應(yīng)用價值

我國幅員遼闊，土壤、氣候等條件存在明顯的差異。尤其是我國的南方，茶樹種植面積非常廣闊，茶業(yè)種類也非常繁多，在茶種引進(jìn)的過程中，引種成功與否就要綜合考慮茶藝、土壤、氣候等條件，而模糊數(shù)學(xué)研究為引種區(qū)劃提供了良好的依據(jù)。著名的模糊數(shù)學(xué)研究專家李遠(yuǎn)志（2015）就以云南地區(qū)為例，對大葉種茶樹的引種區(qū)域進(jìn)行了有效劃分，他正是在模糊數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上對引入地域與原產(chǎn)地的地理狀況、氣候條件、溫度、土壤等要素進(jìn)行對比分析，從而獲得引入地對原產(chǎn)地的隸屬度，最終確定茶葉引種的量化水平?？梢?，模糊數(shù)學(xué)在引種區(qū)劃研究中具有重要的應(yīng)用價值。

1.2 模糊數(shù)學(xué)在茶葉市場營銷研究中的應(yīng)用價值

隨著茶葉市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，茶葉市場結(jié)構(gòu)狀況發(fā)生了明顯的轉(zhuǎn)變，我國由過去茶葉賣方市場轉(zhuǎn)變?yōu)橘I方市場。消費(fèi)者在茶葉產(chǎn)品的需求過程中往往是根據(jù)對茶葉種類的喜好選擇具體的茶葉產(chǎn)品。但是，由于茶葉品種的廣泛，消費(fèi)者對茶葉的特點(diǎn)、性質(zhì)等特性往往處在一個模糊的狀態(tài)水平上，缺乏一個精確的認(rèn)知，因此這就有必要利用模糊數(shù)學(xué)方法進(jìn)行科學(xué)研究。通過對消費(fèi)者消費(fèi)行為進(jìn)行模糊評價研究有利于指導(dǎo)我國茶葉生產(chǎn)商在茶葉市場上營銷策略的制定。例如，錢書云（2015）就對福建農(nóng)林大學(xué)的學(xué)生、教師、管理層等進(jìn)行了茶葉消費(fèi)需求特性的研究，在運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)評價的基礎(chǔ)之上，得出了不同人群對不同茶葉品種的需求率，得出不同人群差異化的需求特點(diǎn)，文章在研究結(jié)果的基礎(chǔ)上提出了針對不同層次人群的茶葉市場營銷策略。中國林學(xué)院則在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上，采用模糊數(shù)學(xué)方法建立茶葉商品評價模型，明確對茶葉商品質(zhì)量的各個影響因素，評價要素的之間的關(guān)系，判斷權(quán)重系數(shù)，制定茶葉質(zhì)量、規(guī)格、包裝、價格等不同特性的因子權(quán)重，進(jìn)而得出總體評價結(jié)果，研究結(jié)果有利于指導(dǎo)經(jīng)營者判斷消費(fèi)者對茶葉質(zhì)量、規(guī)格、包裝、價格等不同的消費(fèi)行為和需求，有利于指導(dǎo)茶葉生產(chǎn)經(jīng)營者預(yù)測未來茶葉市場銷售大小，有利于形成一個完善的茶葉市場營銷評價機(jī)制，為生產(chǎn)經(jīng)營者營銷決策的制定提供理論指導(dǎo)。

1.3 模糊數(shù)學(xué)在茶樹良種鑒定及品種性狀分類和比較中的應(yīng)用價值

我國早期在茶樹良種鑒定中，界限判斷不明確，僅僅采用評分方法無法準(zhǔn)確判別單株茶樹的優(yōu)劣和排序，運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)方法就能有效避免傳統(tǒng)茶樹良種鑒定的劣勢。利用模糊數(shù)學(xué)方法，確立各品種鑒定因子之間的隸屬函數(shù)模式，就每個品種開展加權(quán)性綜合評價，能有效對單株茶樹優(yōu)良與否進(jìn)行判斷，趙和濤（2016）正是利用模糊數(shù)學(xué)方法，選取云南、四川兩地區(qū)栽培的22個茶樹品種為研究案例，進(jìn)行形態(tài)分類，對新選育品種的生化成分和原有品種之間的近似程度進(jìn)行評估，明確了模糊數(shù)學(xué)在茶樹良種鑒定及品種性狀分類和比較中的良好應(yīng)用價值。

1.4 模糊數(shù)學(xué)在預(yù)防和控制茶樹病蟲害預(yù)測中的應(yīng)用價值

模糊數(shù)學(xué)方法有利于預(yù)防茶樹病蟲害的發(fā)生，即使發(fā)生病蟲害以后，模糊數(shù)學(xué)方法也有利于控制病蟲害的蔓延范圍，減少病蟲害造成的經(jīng)濟(jì)損失。孫威江，周振煌（1992）正是選取6個區(qū)域作為氣象因子，然后選取3個時間段作為因子以做出預(yù)報前瞻，在建立了相關(guān)數(shù)學(xué)模式后，采取模糊數(shù)學(xué)綜合評判法對茶樹病蟲害發(fā)生時間做出判斷，該判斷方法有利于我國茶葉種植生產(chǎn)戶能在提前兩個半月的時間內(nèi)，對未來茶樹病蟲害發(fā)生時間做出有效判斷。楊堅，李嘉寧（2016）則采用模糊數(shù)學(xué)方法進(jìn)行預(yù)防和控制茶樹病蟲害預(yù)測模擬，在其進(jìn)行前10年數(shù)據(jù)的模擬預(yù)測中，預(yù)測結(jié)果與其中9年的實際情況完全一致，可見模糊數(shù)學(xué)是預(yù)防和控制茶樹病蟲害預(yù)測的重要工具。

1.5 模糊數(shù)學(xué)在茶葉審評中的應(yīng)用價值

茶葉審評過程所用到的方法有很多，其中，模糊數(shù)學(xué)是茶葉審評的主要評價方法。在茶葉審評過程中，技術(shù)人員首先通過視覺、味覺、嗅覺對審評茶葉的色、香、味、形等因子進(jìn)行一個初步評價，然后對審評茶葉的品相、質(zhì)量等因子進(jìn)行權(quán)重確定，最終利用模糊評價計算公式得出茶葉綜合評價結(jié)果。利用模糊數(shù)學(xué)方法審評茶葉的等級層次將會明確，并且可以分層次確定每個茶品的檔次。在茶葉審評過程中，視覺體驗十分重要，因此權(quán)重賦予系數(shù)較大，并且視覺因子并不是唯一的評價指標(biāo)，模糊數(shù)學(xué)的多層次指標(biāo)規(guī)避了主觀判斷失誤等現(xiàn)象。王保利，姚延婷（2016）利用模糊數(shù)學(xué)方法，對留存在茶樹和茶葉中的化學(xué)成分含量進(jìn)行因子評價，首先對化學(xué)成分因子賦予權(quán)重系數(shù)，隨后確定各化學(xué)成分因子對各等級的隸屬函數(shù)，采取模糊矩陣的復(fù)合運(yùn)算，最終得出茶樹和茶葉中的化學(xué)成分含量綜合得分。經(jīng)過實踐驗證，該方法具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。其后，我國很多林業(yè)理論研究者在其研究方法基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代科技技術(shù)進(jìn)行模糊數(shù)學(xué)評價的深化，不斷改進(jìn)模糊數(shù)學(xué)在茶葉綜合評審上的運(yùn)用方法，指導(dǎo)我國炒青綠茶的品質(zhì)級別的鑒別和評判，茶葉審評的效率和準(zhǔn)確性大大得到了提升。

2 福建茶業(yè)品種適應(yīng)性模糊綜合評價

為了對不同茶葉品種的發(fā)展適應(yīng)性進(jìn)行評價，本文選取我國福建省三種不同的茶葉品種為研究案例，判斷在不同氣候、土壤、茶藝等條件下的福建茶業(yè)品種適應(yīng)性模糊綜合評價。

首先，采用實驗的形式，獲取福建省近6年的三種不同的茶葉品種的對比實驗結(jié)果，制定品種單項評價結(jié)果5個層次，分別為較差、差、一般、好、最好。

其次，利用實驗數(shù)據(jù)，按照評價層次標(biāo)準(zhǔn)，對6年期間的出現(xiàn)頻率進(jìn)行統(tǒng)計，構(gòu)建評判矩陣，如下所示：

再次，確定評價要素的權(quán)重分配，土壤適應(yīng)性0.15、水分適應(yīng)性0.15、溫度適應(yīng)性0.3、茶藝種植適應(yīng)性0.4，得出：

最后，歸一化得出最適應(yīng)的種植品種?？梢奟2是最優(yōu)的種植品種，適應(yīng)性最高。

3 模糊數(shù)學(xué)在茶業(yè)科學(xué)研究中的應(yīng)用前景分析

我國最早于二十世紀(jì)八十年代就進(jìn)行了茶業(yè)科學(xué)技術(shù)的研究，模糊數(shù)學(xué)方法已經(jīng)初步在茶業(yè)領(lǐng)域得到了有效運(yùn)用。但是，在茶葉科學(xué)領(lǐng)域，模糊數(shù)學(xué)方法依然處于初級研究狀態(tài)，隨著茶葉科學(xué)技術(shù)方法的改進(jìn)，以及模糊數(shù)學(xué)理論的不斷完善，模糊數(shù)學(xué)方法在茶業(yè)科學(xué)研究領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢得到了廣泛關(guān)注，相信未來模糊數(shù)學(xué)在茶葉科學(xué)研究領(lǐng)域上的應(yīng)用前景將十分廣闊。

首先，茶葉種植離不開土壤和環(huán)境，茶園的肥力和土壤狀況會影響茶葉種植質(zhì)量，模糊數(shù)學(xué)方法將對種植土的土壤、環(huán)境等進(jìn)行有效評價，探索各影響因素在綜合評價中所占據(jù)的影響權(quán)重，有利于指導(dǎo)茶園土壤級別的判定。

其次，我國是茶葉種植的大國，茶葉種類非常繁多，在茶樹品種鑒別方面過去依靠主觀判斷的形式技術(shù)性不強(qiáng)，判斷容易出現(xiàn)失誤，判斷結(jié)果也容易出現(xiàn)不確定性。隨著現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，未來將憑借計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)輔助模糊數(shù)學(xué)方式，從而解決傳統(tǒng)主觀判斷的問題，模糊數(shù)學(xué)評判并將結(jié)合主觀品種質(zhì)量判別的經(jīng)驗，納入模糊數(shù)學(xué)評價數(shù)據(jù)庫，形成對比，進(jìn)行模糊識別，有利于增強(qiáng)茶樹品種鑒別質(zhì)量的準(zhǔn)確性。

最后，茶樹具有經(jīng)濟(jì)性的特性，并且在茶葉市場營銷過程中，還要綜合考慮其可靠性、安全性等特點(diǎn)，未來應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的層次分析方法有利于構(gòu)建多目標(biāo)的決策分析模型，明確多個目標(biāo)在總目標(biāo)中所占的比重，并進(jìn)行各指標(biāo)的構(gòu)建，確定各個指標(biāo)的影響權(quán)重，形成茶葉茶樹最優(yōu)目標(biāo)的判定，有利于提升我國茶樹種植質(zhì)量。

因此，從總體分析來看，模糊數(shù)學(xué)方法已經(jīng)不斷成熟，未來模糊數(shù)學(xué)在茶業(yè)科學(xué)方面將會得到廣泛的應(yīng)用，指導(dǎo)我國茶葉市場的生產(chǎn)和運(yùn)營活動，為我國茶業(yè)科學(xué)發(fā)展提供有效的理論借鑒，模糊數(shù)學(xué)在茶業(yè)科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用前景將十分廣闊。

[1]錢書云.模糊綜合評判在茶葉審評中的應(yīng)用[J].中國茶葉,2015(6):2-3.

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[3]趙和濤.現(xiàn)代數(shù)理統(tǒng)計學(xué)在我國茶業(yè)新應(yīng)用[J].貴州茶葉,2016(3):45-47.

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[5]孫威江，周振煌.茶業(yè)研究中模糊數(shù)學(xué)應(yīng)用的現(xiàn)狀與前景[J].茶葉,1992(3):56-57.

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[9]王保利，姚延婷.綠色農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群評價指標(biāo)體系及應(yīng)用研究——以陜西省渭北綠色果品產(chǎn)業(yè)集群為例[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2016(8):56-58.

重慶市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題（課題編號：2016-GX-163）

代 鴻（1983-），男，四川渠縣人，講師，碩士，研究方向：應(yīng)用數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)教育。