大数据背景下气候与农产品产量研究

人们的生活需要农产品，方方面面都与农业相关，因此，农业的课题永远是人们需要研究的内容之一。对农作物产量的影响因素中，气候因素是较为重要因素之一，直接影响着农作物产量的高低。比如，当地的空气潮湿程度，温度、风力等都会对农产品的产量带来直接影响。在以往的研究中发现，有很多学者对农业气候对农产品产量影响进行了研究，而且也有一定的成就，不过因为以往的学者对该研究的时间不长，因此对农业气候对农产品产量的影响的研究还处于不成熟的阶段，并且随着大数据技术不断成熟，农产品的产量有相当大的提升，同时也为农业发展开辟了一条新的道路，为农业发展做出了卓越贡献，因此本文采用大数据技术分析农业气候对农产品产量的影响，以此来帮助分析在不同气候情况下，如何让农产品产量最大化，减少损失，帮助农业的发展。

1气候变化对农作物影响的国内外研究情况

1.1国外研究情况

气候变化对农产品的影响已经众所周知，但是因为全球不同地区在地理位置上存在较大的差异，因此各个地区所面临的问题也不尽相同。尽管如此，对于问题的解决办法还是可以相互借鉴的。气候变化对农作物影响的研究，采用分区研究办法，依据当地气候变化的实际情况，对农作物未来的产量做出预判。在北欧和北美等靠近水源地区，因为全球变暖会让农作物处于霜冻的时期变暖，因此这对于植物来说是一个绝佳的发展时机，根据预测，在未来的20年时间里，农作物的产量会不断增长。相比之下，一些在大陆内部的国家，比如俄罗斯等地的产量就会因为全球变暖而降低产量，并且因为这些国家和地区农作物种植区的面积并不大，因此可能会在一段时间里出现粮食短缺的情况，所以说气候变化对农作物产量的影响会因为地理因素的影响而不尽相同，而且因为气候变化的不确定性，对农产品的生长情况的影响也会因为实际情况而发生改变。气候变化对于农作物产量的问题研究，纵观全局来看是负面影响，因此需要研究规避风险的可行方案。

1.2国内研究情况

通过最近十几年的发展，农业取得了巨大进步，农业方面的专家也不断涌现，因此气候变化对农作物产量的影响方面的课题研究已经有了相当大的进步。根据专家们研究发现，在未来的一段时间里，农作物的产量会因气候变化而发生较大影响，尤其对农产品的种植方式上，也会因此发生改变。很多生长一年成熟的农作物会因为气候变化而种植地理位置向北偏移150 km左右，一年成熟2次或3次的农作物也会向北偏移。全球变暖情况下，一年之中最寒冷的冬季，温度也会随之上升，这对中国小麦的生长是非常有帮助的，所以在一些以小麦为主的种植地区，例如东北、华北地区等，可以适当增加小麦的种植面积以增加产量，不过华北地区的农作物可能难以应对这种突发变化，因此需要研究可以应对这种气候变化的新品种小麦。针对全球变暖的情况，一些耐高温的水稻可能会被华北地区接纳，因此国内对于不同的地区采取了不用的解决方案，以保证农产品合理利用，以达到最佳产量。

1.3基于大数据技术对气候变化对农作物产量的研究

随着大数据的不断发展，大数据技术已经逐渐深入到人们生活的方方面面。大数据作为新时代的产物，具备以下几种特征：一是具有相当大的数据存储量，以保证存储所需要的所有内容；二是处理速度快，以保证第一时间获得所需要的数据处理结果；三是数据类型多，可以存储多种不同类型的数据，适应不同需求，四是价值大；五是精确度高，保证数据真实准确。目前大数据技术已经走入农业行业，对农业带来了相当大的收益，比如施肥和收割的操作，都是由大数据分析帮助完成的。大数据技术由结构化数据和非结构化数据组成，并且在互联网时代的发展推动下，大数据的非结构化内容会逐渐上升。因此对于气候对农作物产量的影响的课题研究，引入了大数据分析，以保证研究的严谨和科学性。

2模型构建

2.1模型准备

根据气候变化对农产品产量影响的各项指标，设计调查问卷，在调查区发放调查问卷500份，经过2 d的调查，收集整理、回收问卷489份，回收率较为客观，调查过程严谨，调查数据真实有效，这为后续研究提供了保证。经过分析后发现，对农作物产量影响最大的因素由降水量、光照、肥料等10个因素组成，这些因素多，且每个因素之间的联系又较为复杂，分析难度大，所以本研究使用新元素来取代原有的元素，且在取代之后仍然可以反馈出所需要的研究课题结果，该类分析方法为主成分分析法。

经过对东北、华北地区在2008～2019这11年之间的相关影响因素进行研究后，可得到下面的矩阵：

通过计算机的辅助计算就可以得到气候变化中对农作物产量影响最大的因素有气温、降水、光照以及太阳辐射的投入。

2.2实证研究

通过调查气候变化对各地区水稻产量影响结果如表1。通过表1数据可以发现，产量可观的地区都是劳动力充足的地区，可以推断出，其中的农村人口正在不断向城市迁移，很多农民都不再选择长期种地，而是选择外出打工，因此就导致了农作物的光照一直下降，所以说首先需要解决的问题就是光照问题，只有解决了光照问题，才能解决水稻产量问题。

通过表2数据可以发现，大暴雨也是自然灾害中对农作物危害最大的因素之一，不仅如此，对水稻产量有较大影响的还有太阳辐射，通常情況下，提高太阳辐射量可以帮助水稻进行光合作用，从而提高产量，但是因为这种提升并没有大幅度的效果，所以总体上来看，对农作物增加太阳辐射量不如增加太阳光照。

总结起来就是洪涝、干旱及霜冻这几种情况对农作物产量影响最大。尤其是干旱的情况，一旦出现，对于农作物的产量是致命的危害，一般能够让农作物减产至少10%。

根据研究发现，冰雹对农作物产量的影响也不可忽视，在每年的5～8月都会有冰雹产生，对农作物产量带来巨大的影响，据统计，冰雹对农作物影响面积达到20万km2。

在大数据技术的分析之后，得到了气候变化会对农作物产生非常大的影响，尤其是气温和降水的影响不可忽视，利用大数据分析，可以得到在华北以及东北的水稻种植区，需要注意降水量和气温的问题，针对这些情况，及时进行处理，制定针对性的解决策略，减少气候变化带来的损失。

基金项目：2019广东省高职教育农业类专业教学指导委员会教学改革项目“基于华为大数据平台的农产品电商销售数据分析应用”（No.YNYJZW2019YB14）；2020年广东省科技创新战略专项资金一般项目（No. pdjh2020b10001）。

（广东科贸职业学院黄龙泉，钟朝鸿，顾丽珊）