基于系统动力学对赣南脐橙产量的研究

基于系统动力学对赣南脐橙产量的研究                             学号：08094215 姓名：施骋 摘要：赣南是我国发展脐橙生产的主要地区之一，被农业部列为我国发展脐橙生产的优势区域。各级政府的积极性很高，积累了一些好的经验，但在需求量日益增大的情况下，在增加脐橙产量的过程中还存在许多的不足，例如，水土大量流失；农民文化水平限制了脐橙种植业的发展；相关部门未能准确预测需求量。要解决这些问题，需要使得水土流失问题得到妥善的解决；政府要大力组织科技攻关，提高农民的文化水平；合理选择目标市场，平衡生产与销售。 关键字：赣南脐橙产量 系统动力学 农业 一、建模的背景及目的 江西省赣州市充分发挥得天独厚的脐橙种植优势，把脐橙产业当成主导产业来抓，努力将脐橙产业打造为“超百亿元产业”。赣南十八县市区都种植脐橙。至2003年，赣南拥有脐橙而积80万亩。根据赣州市的规划，从2002年开始至2005年每年新开发16.5万亩，至2005年全市脐橙总面积新增66万亩，达到100万亩，相当于美国加州脐橙种植面积96万亩的规模，到2010年，达到200万亩，预计2015年前后达到300万亩以上。2003年赣州脐橙的产量为20万吨，2010年达到100万吨，预计2015年达到200万吨，相当于美国加州脐橙的产量。就目前的生产情况来看，赣南脐橙的生产主要集中在安远、信丰、寻乌、大余和宁都县，这5个县的产量占到赣南脐橙总产量的四分之三。 但脐橙产业的发展依然受很多因素的影响，比如投资商投入的开发资金，农民文化水平以及山地面积等。要使得脐橙产业更好的发展，使脐橙产量能够大且合适，为脐橙产业拥有户带来更大的经济利益，以全面开拓国际国内市场，提高市场占有率，培育做强赣南脐橙品牌，促进赣南脐橙产业健康发展为总目标。 二、流位流率系     按问题的主要矛盾把主导结构系统分成脐橙产量、投入的开发资金、政府控制度、林地面积以及市场需求5个子系统，并分别确定了5个子系统的流位流率系： （1） 脐橙产量子系统。流位：脐橙产量L1(t)(吨)，流率：脐橙产量变化量R1(t)(吨/年)。 （2） 投入的开发资金子系统。流位：投入的开发资金L2(t)(万元)，流率：投入的开发资金变化量R2(t)(万元/年)。 （3） 政府控制度子系统。流位：政府控制度L3(t)，流率：政府控制度变化量R3(t)。 （4） 山地面积子系统。流位：山地面积L4(t)(亩)，流率：山地面积变化量R4(t)(亩/年)。 （5） 市场需求子系统。流位：市场需求L5(t)(吨)，流率：市场需求变化量R5(t)(吨/年)。 三、流率基本入树模型 3.1确定流位控制流率的定性分析二部分图 3.1.1由于投资商投入的开发资金L2(t)增加，投入到脐橙种植的人力、物力增多，脐橙产量增加。由于脐橙产量较少，政府控制度L3(t)提高，脐橙产量多时，政府对脐橙产业的控制度就减弱。又由于果园山顶经济林面积减少，山地面积L4(t)增加，导致水土流失严重，造成脐橙减产。市场需求L5(t)的增加，则直接影响着脐橙产量的增加。所以，流位L2(t)， L3(t)， L4 (t) 和L5(t)控制着脐橙产量变化量R1(t)流率的变化。 3.1.2由于前一年脐橙产量L1(t)高，投资商获益大，第二年便投入更多的资金。由于原有投入的开发资金L2(t)，为后来累积了再投资的条件。又由于政府控制度L3(t)加强，投入更多的资金用于脐橙产业的开发。所以，流位L1(t)，L2(t)，L3(t)控制着投入的开发资金变化量R2(t)流率的变化。 3.1.3由于脐橙产量L1(t)较少，政府控制度L3(t)提高，脐橙产量多时，政府对脐橙产业的控制度就减弱。又脐橙种植与政府原来的控制度度L3(t)也是相关的。而市场需求的变化也会使得政府出台相关的合理种植安排，使得政府控制度增强。所以，流位L1(t)，L3(t)，L5(t)控制着政府控制度变化量化量R3(t)流率的变化。 3.1.4由于投资商投入的开发资金L2(t)增加，在山顶上种植的经济林面积增加，山地面积减少。又山地面积与原有的面积也是相关的，所以，流位L2(t)，L4(t)控制着山地面积R4(t)流率的变化。 3.1.5由于脐橙产量L1(t)的增加，其市场所占份额也会相应的有所提高，市场需求量提高。又原本市场上就有对脐橙的需求。所以流位L1(t)，L5(t)控制着山地面积R5(t)流率的变化。 3.2流率基本入树模型 （图1）脐橙产量变化量R1(t)(吨/年)流率基本入树T1(t) （图2）投入的开发资金变化量R2(t)(万元/年)流率基本入树T2(t) （图3）政府控制度变化量R3(t)流率基本入树T3(t) （图4）山地面积变化量R4(t)流率基本入树T4(t) （图5）市场需求变化量R5(t)流率基本入树T5(t) 四、模型分析 4.1反馈环计算 反馈环1（一阶正反馈环） 投入的开发资金变化量R2(t)(万元/年)←投资商意识因子TOF(t)投入的开发资金L2(t)(万元)←投入的开发资金变化量R2(t)(万元/年)。 此正反馈环刻画了原投入的开发资金实现了盈利，投入的开发资金变化量增加，投入的开发资金增加的循环规律。 反馈环2（一阶正反馈环） 政府控制度变化量R3(t)←政府控制因子NOF(t) ←政府控制度L3(t)←政府控制度变化量R3(t)。 此正反馈环刻画了原有政府控制度，实现了一定的脐橙产量，说明原有的政府控制度对脐橙产量是有积极作用的，政府控制度变化量相对减少的循环规律。 反馈环3（一阶正反馈环） 市场需求变化量R5(t)(吨/年)←脐橙提供量GOL(t)←市场需求L5(t)(吨)←市场需求变化量R5(t)(吨/年)。 此正反馈环刻画了在原有市场需求的情况下，脐橙销售量较为可观，于是脐橙的提供量增加，在一定程度上市场需求变化量增加，市场需求增加的循环规律。 反馈环4（二阶正反馈环） 脐橙产量变化量R1(t)(吨/年)←人力、物力提供量ROL(t)←投入的开发资金L2(t)(万元) ←投入的开发资金变化量R2(t)(万元/年)←投资商意识因子TOF(t)←投资商收入TOL(t)(万元)←脐橙产量L1(t)(吨)←脐橙产量变化量R1(t)(吨/年)。 此正反馈环刻画了在投资商增加投入的开发资金的情况下，增加了种植脐橙的人员数量，购进了新的设备，使得脐橙产量增加。 反馈环5（二阶正反馈环） 市场需求变化量R5(t)(吨/年)←脐橙提供量GOL(t)←脐橙产量L1(t)(吨)←脐橙产量变化量R1(t)(吨/年)←市场需求L5(t)(吨)←市场需求变化量R5(t)(吨/年)。 此正反馈环刻画了市场需求增加，脐橙的产量也会相应的增加的规律。 反馈环6（二阶正反馈环） 脐橙产量变化量R1(t)(吨/年)←政府管理力度←政府控制度L3(t)←政府控制度变化量R3(t)←政府控制因子NOF←脐橙产量变化量R1(t)(吨/年) 此正反馈环刻画了政府管理力度增强，脐橙的产量也会相应的增加的规律。 反馈环7（三阶负反馈环） 山地面积变化量R4(t)(亩/年)←水土流失量SOL(t)←经济林面积JOA(t)←投入的开发资金L2(t)(万元)←投入的开发资金变化量R2(t)(万元/年)←投资商意识因子TOF(t)←投资商收入TOL(t)(万元)←脐橙产量L1(t)(吨)←脐橙产量变化量R1(t)(吨/年)←水土流失量SOL(t)←经济林面积JOA(t)←山地面积L4(t)(亩)←山地面积变化量R4(t)(亩/年)。 此反馈环刻画了山地面积与投入的开发资金和脐橙产量的关系。投入的开发增多，就有资本来种植经济林，降低水土流失量，从而保持水土，使得脐橙产量增加，从另一方面看，山地面积就减少了。 反馈环8（三阶负反馈环） 脐橙产量变化量R1(t)(吨/年)←政府管理力度←政府控制度L3(t)←政府控制度变化量R3(t)←政府相关政策←市场需求L5(t)(吨)←市场需求变化量R5(t)(吨/年)←脐橙提供量GOL(t)←脐橙产量L1(t)(吨)←脐橙产量变化量R1(t)(吨/年)。 此反馈环刻画了政府控制，市场需求和脐橙产量相结合，可实现市场需求多，脐橙产量多，提供量多，政府控制减弱的循环规律。 反馈环9（四阶负反馈环） 山地面积变化量R4(t)(亩/年)←水土流失量SOL(t)←经济林砍伐量JOL(t)←投入的开发资金L2(t)(万元) ←投入的开发资金变化量R2(t)(万元/年)←政府调控因子NOF(t)←政府控制度L3(t)←政府控制度变化量R3(t)←政府调控因子NOF(t)←脐橙产量L1(t)(吨)←脐橙产量变化量R1(t)(吨/年)←水土流失量SOL(t)←经济林面积JOA(t)←山地面积L4(t)(亩)←山地面积变化量R4(t)(亩/年)。 此反馈环刻画了山地面积，政府控制度，投入的开发资金和脐橙产量相结合，可实现投入的开发资金多，有资本改善水土流失的情况，山地面积减小，山地经济林面积增加，水土流失情况得带改善，脐橙产量增加，政府的控制度减弱的循环规律。 反馈环10（四阶正反馈环） 投入的开发资金变化量R2(t)(万元/年)←政府调控因子NOF(t)←政府控制度L3(t)←政府控制度变化量R3(t)←政府调控因子NOF(t)←脐橙产量L1(t)(吨)←脐橙产量变化量R1(t)(吨/年)←市场需求L5(t)(吨)←市场需求变化量R5(t)(吨/年)←脐橙提供量GOL(t)←脐橙产量L1(t)(吨)←脐橙产量变化量R1(t)(吨/年)。 此反馈环刻画了市场需求，政府控制度，投入的开发资金和脐橙产量相结合，可实现在政府调控的情况下，投入的开发资金多，脐橙产量增加，使得脐橙供应量增多，市场需求在某种程度上提高的循环规律。 4.2增长上限基模分析 脐橙产量成长上限基模Ⅰ如下图： 在本脐橙产量成长上限基模中，左边正反馈环刻画“脐橙产量多，脐橙提供量多，市场需求在某种程度上增多，脐橙产量多”的增长规律，右边负反馈环刻画“脐橙产量多，政府控制度减弱，政府管理力度减弱，脐橙产量呈现出减少的趋势”，产生了制约脐橙产量的成长上限。 要解决本成长上限中的问题，要求政府要及时的掌握市场需求信息，并针对市场需求做出准确的判断和预测，指导脐橙种植户更合理科学的安排种植计划，使得脐橙产量能很好的满足市场需求，尽量避免出现供大于求或者供小于求的情况，取得最大的经济利益。 脐橙产量成长上限基模Ⅱ如下图： 在本脐橙产量成长上限基模中，左边正反馈环刻画“脐橙产量多，投资商收入多，再次投资增多，人力、物力投入量增多，脐橙产量多”的增长规律，右边负反馈环刻画“脐橙产量多，政府控制度减弱，政府管理力度减弱，脐橙产量呈现出减少的趋势”，产生了制约脐橙产量的成长上限。 要解决本成长上限中的问题，要求政府要管理好脐橙产业投资商，使其能够合理的投资，避免出现投资多，产量大，导致供大于求，而使脐橙大量囤积浪费，或使脐橙贬值销售的情况。 五、结束语 利用反馈基模对赣南脐橙产量系统中反馈结构分析，可以清楚地发现系统中子系统之间的相互关系，从而通过对子系统间反馈关系的分析，制定出正确的解决办法。通过反馈动态复杂性分析．可以清楚地看出系统中各子系统及变量之间的相互制约关系，从而把握系统整体结构，为准确把握赣南脐橙产量提供依据。 参考文献： [1] 黄桂红,贾仁安. 生鲜农产品供应链系统反馈结构模型的建立与应用：以赣南脐橙为例[J].系统工程理论与实践,2010,30(6):1113-1125. 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