大數據背景下氣候與農產品產量研究

人們的生活需要農產品，方方面面都與農業相關，因此，農業的課題永遠是人們需要研究的內容之一。對農作物產量的影響因素中，氣候因素是較為重要因素之一，直接影響著農作物產量的高低。比如，當地的空氣潮濕程度，溫度、風力等都會對農產品的產量帶來直接影響。在以往的研究中發現，有很多學者對農業氣候對農產品產量影響進行了研究，而且也有一定的成就，不過因為以往的學者對該研究的時間不長，因此對農業氣候對農產品產量的影響的研究還處于不成熟的階段，并且隨著大數據技術不斷成熟，農產品的產量有相當大的提升，同時也為農業發展開辟了一條新的道路，為農業發展做出了卓越貢獻，因此本文采用大數據技術分析農業氣候對農產品產量的影響，以此來幫助分析在不同氣候情況下，如何讓農產品產量最大化，減少損失，幫助農業的發展。

1氣候變化對農作物影響的國內外研究情況

1.1國外研究情況

氣候變化對農產品的影響已經眾所周知，但是因為全球不同地區在地理位置上存在較大的差異，因此各個地區所面臨的問題也不盡相同。盡管如此，對于問題的解決辦法還是可以相互借鑒的。氣候變化對農作物影響的研究，采用分區研究辦法，依據當地氣候變化的實際情況，對農作物未來的產量做出預判。在北歐和北美等靠近水源地區，因為全球變暖會讓農作物處于霜凍的時期變暖，因此這對于植物來說是一個絕佳的發展時機，根據預測，在未來的20年時間里，農作物的產量會不斷增長。相比之下，一些在大陸內部的國家，比如俄羅斯等地的產量就會因為全球變暖而降低產量，并且因為這些國家和地區農作物種植區的面積并不大，因此可能會在一段時間里出現糧食短缺的情況，所以說氣候變化對農作物產量的影響會因為地理因素的影響而不盡相同，而且因為氣候變化的不確定性，對農產品的生長情況的影響也會因為實際情況而發生改變。氣候變化對于農作物產量的問題研究，縱觀全局來看是負面影響，因此需要研究規避風險的可行方案。

1.2國內研究情況

通過最近十幾年的發展，農業取得了巨大進步，農業方面的專家也不斷涌現，因此氣候變化對農作物產量的影響方面的課題研究已經有了相當大的進步。根據專家們研究發現，在未來的一段時間里，農作物的產量會因氣候變化而發生較大影響，尤其對農產品的種植方式上，也會因此發生改變。很多生長一年成熟的農作物會因為氣候變化而種植地理位置向北偏移150 km左右，一年成熟2次或3次的農作物也會向北偏移。全球變暖情況下，一年之中最寒冷的冬季，溫度也會隨之上升，這對中國小麥的生長是非常有幫助的，所以在一些以小麥為主的種植地區，例如東北、華北地區等，可以適當增加小麥的種植面積以增加產量，不過華北地區的農作物可能難以應對這種突發變化，因此需要研究可以應對這種氣候變化的新品種小麥。針對全球變暖的情況，一些耐高溫的水稻可能會被華北地區接納，因此國內對于不同的地區采取了不用的解決方案，以保證農產品合理利用，以達到最佳產量。

1.3基于大數據技術對氣候變化對農作物產量的研究

隨著大數據的不斷發展，大數據技術已經逐漸深入到人們生活的方方面面。大數據作為新時代的產物，具備以下幾種特征：一是具有相當大的數據存儲量，以保證存儲所需要的所有內容；二是處理速度快，以保證第一時間獲得所需要的數據處理結果；三是數據類型多，可以存儲多種不同類型的數據，適應不同需求，四是價值大；五是精確度高，保證數據真實準確。目前大數據技術已經走入農業行業，對農業帶來了相當大的收益，比如施肥和收割的操作，都是由大數據分析幫助完成的。大數據技術由結構化數據和非結構化數據組成，并且在互聯網時代的發展推動下，大數據的非結構化內容會逐漸上升。因此對于氣候對農作物產量的影響的課題研究，引入了大數據分析，以保證研究的嚴謹和科學性。

2模型構建

2.1模型準備

根據氣候變化對農產品產量影響的各項指標，設計調查問卷，在調查區發放調查問卷500份，經過2 d的調查，收集整理、回收問卷489份，回收率較為客觀，調查過程嚴謹，調查數據真實有效，這為后續研究提供了保證。經過分析后發現，對農作物產量影響最大的因素由降水量、光照、肥料等10個因素組成，這些因素多，且每個因素之間的聯系又較為復雜，分析難度大，所以本研究使用新元素來取代原有的元素，且在取代之后仍然可以反饋出所需要的研究課題結果，該類分析方法為主成分分析法。

經過對東北、華北地區在2008～2019這11年之間的相關影響因素進行研究后，可得到下面的矩陣：

通過計算機的輔助計算就可以得到氣候變化中對農作物產量影響最大的因素有氣溫、降水、光照以及太陽輻射的投入。

2.2實證研究

通過調查氣候變化對各地區水稻產量影響結果如表1。通過表1數據可以發現，產量可觀的地區都是勞動力充足的地區，可以推斷出，其中的農村人口正在不斷向城市遷移，很多農民都不再選擇長期種地，而是選擇外出打工，因此就導致了農作物的光照一直下降，所以說首先需要解決的問題就是光照問題，只有解決了光照問題，才能解決水稻產量問題。

通過表2數據可以發現，大暴雨也是自然災害中對農作物危害最大的因素之一，不僅如此，對水稻產量有較大影響的還有太陽輻射，通常情況下，提高太陽輻射量可以幫助水稻進行光合作用，從而提高產量，但是因為這種提升并沒有大幅度的效果，所以總體上來看，對農作物增加太陽輻射量不如增加太陽光照。

總結起來就是洪澇、干旱及霜凍這幾種情況對農作物產量影響最大。尤其是干旱的情況，一旦出現，對于農作物的產量是致命的危害，一般能夠讓農作物減產至少10%。

根據研究發現，冰雹對農作物產量的影響也不可忽視，在每年的5～8月都會有冰雹產生，對農作物產量帶來巨大的影響，據統計，冰雹對農作物影響面積達到20萬km2。

在大數據技術的分析之后，得到了氣候變化會對農作物產生非常大的影響，尤其是氣溫和降水的影響不可忽視，利用大數據分析，可以得到在華北以及東北的水稻種植區，需要注意降水量和氣溫的問題，針對這些情況，及時進行處理，制定針對性的解決策略，減少氣候變化帶來的損失。

基金項目：2019廣東省高職教育農業類專業教學指導委員會教學改革項目“基于華為大數據平臺的農產品電商銷售數據分析應用”（No.YNYJZW2019YB14）；2020年廣東省科技創新戰略專項資金一般項目（No. pdjh2020b10001）。

（廣東科貿職業學院黃龍泉，鐘朝鴻，顧麗珊）