综述:探秘可可可持续食品价值链:计算与数学技术的创新与挑战

【字体: 时间:2025年03月06日 来源:Heliyon 3.4

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  研究针对可可种植难题,分析 2000 - 2020 年文献,提出框架,明确研究方向,助力产业发展。

  

可可产业的数字化困境与希望

巧克力,作为备受喜爱的美食,其主要原料可可的背后,是一个庞大且复杂的产业。在全球范围内,可可的生产高度依赖小农户。然而,这些小农户面临着诸多挑战,如缺乏关键信息、难以实施良好农业规范(Good Agricultural Practices,GAP),并且在获取优质种植材料和工具方面也存在困难。同时,可可生产涉及多个环节,从种植、加工到物流,众多利益相关者各自为政,使得整个系统错综复杂。加之气候变化对可可产量的影响,以及可可生产过程中的资源浪费问题,如豆荚壳、果肉和种皮等,可可产业的可持续发展面临巨大压力。
在数字化时代,农业数字化(Agriculture Digitalization,AD)本可为可可产业带来转机。通过收集和分析数据,数字化技术能够助力更高效的决策,推动农业可持续集约化发展。但现实是,尽管智能农业、精准农业等数字技术层出不穷,可可种植者对这些技术的采用却十分缓慢,导致技术创新与实际应用之间出现了明显的鸿沟。这不仅使得供应链的透明度低、可追溯性有限,还影响了物流运作的可靠性。因此,如何将计算和数学技术应用于可可产业,提升其可持续性,成为亟待解决的问题。
为了攻克这些难题,来自哥伦比亚布卡拉曼加自治大学(Universidad Autonoma de Bucaramanga)和桑坦德工业大学(Universidad Industrial de Santander)的研究人员开展了一项深入研究。他们的研究成果发表在《Heliyon》杂志上,为可可产业的未来发展指明了方向。

研究方法:抽丝剥茧,探寻真相

研究人员采用了一种严谨的两阶段方法。首先,他们利用 R 包 Bibliometrix 中的统计工具,对从 Scopus 数据库检索到的数据集进行文献计量分析。通过这种方法,他们可以梳理出该领域的学术贡献和研究趋势。其次,在可持续食品价值链(Sustainable Food Value Chain,SFVC)理论框架内,进行以概念为中心的审查,通过分析文献的标题、摘要和关键词等,深入挖掘研究内容。数据来源于 Scopus 数据库中 2000 年至 2020 年发表的英文文献,这一时间段的选择是为了聚焦于计算和数学技术在农业数字化领域的近期发展。

研究结果:多维度剖析可可产业

  1. 关键贡献者与研究趋势:研究发现,虽然有众多研究涉及农产品及其衍生物,但聚焦于可可农业过程且运用计算技术的研究人员相对较少。通过对作者的分析,确定了一些在可可相关研究中较为活跃的作者,如 Oyekale A. S.、Cilas C. 和 Teye E. 等。同时,研究还识别出五个关键研究趋势,包括探究可可衍生产品对人类健康和农民福祉的影响、评估可可食物链中的处理和过程、研究可可生态系统和收获后阶段的生化处理、开展旨在改善作物品种的遗传研究,以及采用多学科方法研究相关课题。
  2. 技术应用现状:在可可可持续食品价值链中,统计方法是应用最广泛的计算和数学技术,主要用于评估相关性和因果关系。机器学习技术在可可生产的多个环节得到应用,如成熟度估计、豆荚识别和计数、疾病检测等,但在某些领域,如聚集、分配、投入供应和组织链接等方面的应用仍然有限。
  3. 研究差距与未来方向:研究揭示了可可可持续食品价值链中存在的重要研究差距。在聚集、分配、投入供应和组织链接等环节,计算和数学技术的应用有待加强。为了填补这些差距,研究人员提出了未来的研究方向,包括开发数学和模拟模型以优化可可的聚集和分配管理、通过自动化设备支持数学编程和深度学习等技术以改进信息收集和决策、分析社会文化和组织因素以促进农民对技术的采用,以及评估政策对小农户福祉的影响。

研究结论与意义:照亮可可产业前行之路

这项研究综合运用文献计量分析和概念审查,全面剖析了计算和数学技术在可可可持续食品价值链中的应用。研究确定了关键的科学出版物和作者,揭示了该领域的研究现状、差距和未来方向。从理论层面来看,研究拓宽了对农业食品供应链的理解,将可持续性概念融入其中,并建立了与可可可持续食品价值链相关的理论框架。从实践角度出发,研究强调了开发和转移高科技工具的紧迫性,这有助于改进良好农业规范,提升可可产业的生产环节,促进小农户的经济增长,改善他们的生活水平,并减少环境影响。
总之,该研究为可可产业的可持续发展提供了重要的理论支持和实践指导,为解决可可产业面临的挑战提供了新的思路和方向,有望推动可可产业在数字化时代实现转型升级。
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