大數(shù)據(jù)背景下氣候與農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量研究

人們的生活需要農(nóng)產(chǎn)品，方方面面都與農(nóng)業(yè)相關(guān)，因此，農(nóng)業(yè)的課題永遠(yuǎn)是人們需要研究的內(nèi)容之一。對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)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(nóng)作物產(chǎn)量的高低。比如，當(dāng)?shù)氐目諝獬睗癯潭?，溫度、風(fēng)力等都會(huì)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量帶來(lái)直接影響。在以往的研究中發(fā)現(xiàn)，有很多學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)氣候?qū)r(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量影響進(jìn)行了研究，而且也有一定的成就，不過(guò)因?yàn)橐酝膶W(xué)者對(duì)該研究的時(shí)間不長(zhǎng)，因此對(duì)農(nóng)業(yè)氣候?qū)r(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的影響的研究還處于不成熟的階段，并且隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)不斷成熟，農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量有相當(dāng)大的提升，同時(shí)也為農(nóng)業(yè)發(fā)展開辟了一條新的道路，為農(nóng)業(yè)發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn)，因此本文采用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析農(nóng)業(yè)氣候?qū)r(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量的影響，以此來(lái)幫助分析在不同氣候情況下，如何讓農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量最大化，減少損失，幫助農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

1氣候變化對(duì)農(nóng)作物影響的國(guó)內(nèi)外研究情況

1.1國(guó)外研究情況

氣候變化對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的影響已經(jīng)眾所周知，但是因?yàn)槿虿煌貐^(qū)在地理位置上存在較大的差異，因此各個(gè)地區(qū)所面臨的問(wèn)題也不盡相同。盡管如此，對(duì)于問(wèn)題的解決辦法還是可以相互借鑒的。氣候變化對(duì)農(nóng)作物影響的研究，采用分區(qū)研究辦法，依據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蜃兓膶?shí)際情況，對(duì)農(nóng)作物未來(lái)的產(chǎn)量做出預(yù)判。在北歐和北美等靠近水源地區(qū)，因?yàn)槿蜃兣瘯?huì)讓農(nóng)作物處于霜凍的時(shí)期變暖，因此這對(duì)于植物來(lái)說(shuō)是一個(gè)絕佳的發(fā)展時(shí)機(jī)，根據(jù)預(yù)測(cè)，在未來(lái)的20年時(shí)間里，農(nóng)作物的產(chǎn)量會(huì)不斷增長(zhǎng)。相比之下，一些在大陸內(nèi)部的國(guó)家，比如俄羅斯等地的產(chǎn)量就會(huì)因?yàn)槿蜃兣档彤a(chǎn)量，并且因?yàn)檫@些國(guó)家和地區(qū)農(nóng)作物種植區(qū)的面積并不大，因此可能會(huì)在一段時(shí)間里出現(xiàn)糧食短缺的情況，所以說(shuō)氣候變化對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響會(huì)因?yàn)榈乩硪蛩氐挠绊懚槐M相同，而且因?yàn)闅夂蜃兓牟淮_定性，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)情況的影響也會(huì)因?yàn)閷?shí)際情況而發(fā)生改變。氣候變化對(duì)于農(nóng)作物產(chǎn)量的問(wèn)題研究，縱觀全局來(lái)看是負(fù)面影響，因此需要研究規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)的可行方案。

1.2國(guó)內(nèi)研究情況

通過(guò)最近十幾年的發(fā)展，農(nóng)業(yè)取得了巨大進(jìn)步，農(nóng)業(yè)方面的專家也不斷涌現(xiàn)，因此氣候變化對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響方面的課題研究已經(jīng)有了相當(dāng)大的進(jìn)步。根據(jù)專家們研究發(fā)現(xiàn)，在未來(lái)的一段時(shí)間里，農(nóng)作物的產(chǎn)量會(huì)因氣候變化而發(fā)生較大影響，尤其對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的種植方式上，也會(huì)因此發(fā)生改變。很多生長(zhǎng)一年成熟的農(nóng)作物會(huì)因?yàn)闅夂蜃兓N植地理位置向北偏移150 km左右，一年成熟2次或3次的農(nóng)作物也會(huì)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(huì)隨之上升，這對(duì)中國(guó)小麥的生長(zhǎng)是非常有幫助的，所以在一些以小麥為主的種植地區(qū)，例如東北、華北地區(qū)等，可以適當(dāng)增加小麥的種植面積以增加產(chǎn)量，不過(guò)華北地區(qū)的農(nóng)作物可能難以應(yīng)對(duì)這種突發(fā)變化，因此需要研究可以應(yīng)對(duì)這種氣候變化的新品種小麥。針對(duì)全球變暖的情況，一些耐高溫的水稻可能會(huì)被華北地區(qū)接納，因此國(guó)內(nèi)對(duì)于不同的地區(qū)采取了不用的解決方案，以保證農(nóng)產(chǎn)品合理利用，以達(dá)到最佳產(chǎn)量。

1.3基于大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)氣候變化對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的研究

隨著大數(shù)據(jù)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)逐漸深入到人們生活的方方面面。大數(shù)據(jù)作為新時(shí)代的產(chǎn)物，具備以下幾種特征：一是具有相當(dāng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，以保證存儲(chǔ)所需要的所有內(nèi)容；二是處理速度快，以保證第一時(shí)間獲得所需要的數(shù)據(jù)處理結(jié)果；三是數(shù)據(jù)類型多，可以存儲(chǔ)多種不同類型的數(shù)據(jù)，適應(yīng)不同需求，四是價(jià)值大；五是精確度高，保證數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確。目前大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)走入農(nóng)業(yè)行業(yè)，對(duì)農(nóng)業(yè)帶來(lái)了相當(dāng)大的收益，比如施肥和收割的操作，都是由大數(shù)據(jù)分析幫助完成的。大數(shù)據(jù)技術(shù)由結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)組成，并且在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的發(fā)展推動(dòng)下，大數(shù)據(jù)的非結(jié)構(gòu)化內(nèi)容會(huì)逐漸上升。因此對(duì)于氣候?qū)r(nóng)作物產(chǎn)量的影響的課題研究，引入了大數(shù)據(jù)分析，以保證研究的嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)性。

2模型構(gòu)建

2.1模型準(zhǔn)備

根據(jù)氣候變化對(duì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量影響的各項(xiàng)指標(biāo)，設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷，在調(diào)查區(qū)發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷500份，經(jīng)過(guò)2 d的調(diào)查，收集整理、回收問(wèn)卷489份，回收率較為客觀，調(diào)查過(guò)程嚴(yán)謹(jǐn)，調(diào)查數(shù)據(jù)真實(shí)有效，這為后續(xù)研究提供了保證。經(jīng)過(guò)分析后發(fā)現(xiàn)，對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量影響最大的因素由降水量、光照、肥料等10個(gè)因素組成，這些因素多，且每個(gè)因素之間的聯(lián)系又較為復(fù)雜，分析難度大，所以本研究使用新元素來(lái)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(jié)果，該類分析方法為主成分分析法。

經(jīng)過(guò)對(duì)東北、華北地區(qū)在2008～2019這11年之間的相關(guān)影響因素進(jìn)行研究后，可得到下面的矩陣：

通過(guò)計(jì)算機(jī)的輔助計(jì)算就可以得到氣候變化中對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量影響最大的因素有氣溫、降水、光照以及太陽(yáng)輻射的投入。

2.2實(shí)證研究

通過(guò)調(diào)查氣候變化對(duì)各地區(qū)水稻產(chǎn)量影響結(jié)果如表1。通過(guò)表1數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)量可觀的地區(qū)都是勞動(dòng)力充足的地區(qū)，可以推斷出，其中的農(nóng)村人口正在不斷向城市遷移，很多農(nóng)民都不再選擇長(zhǎng)期種地，而是選擇外出打工，因此就導(dǎo)致了農(nóng)作物的光照一直下降，所以說(shuō)首先需要解決的問(wèn)題就是光照問(wèn)題，只有解決了光照問(wèn)題，才能解決水稻產(chǎn)量問(wèn)題。

通過(guò)表2數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，大暴雨也是自然災(zāi)害中對(duì)農(nóng)作物危害最大的因素之一，不僅如此，對(duì)水稻產(chǎn)量有較大影響的還有太陽(yáng)輻射，通常情況下，提高太陽(yáng)輻射量可以幫助水稻進(jìn)行光合作用，從而提高產(chǎn)量，但是因?yàn)檫@種提升并沒(méi)有大幅度的效果，所以總體上來(lái)看，對(duì)農(nóng)作物增加太陽(yáng)輻射量不如增加太陽(yáng)光照。

總結(jié)起來(lái)就是洪澇、干旱及霜凍這幾種情況對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量影響最大。尤其是干旱的情況，一旦出現(xiàn)，對(duì)于農(nóng)作物的產(chǎn)量是致命的危害，一般能夠讓農(nóng)作物減產(chǎn)至少10%。

根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，冰雹對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的影響也不可忽視，在每年的5～8月都會(huì)有冰雹產(chǎn)生，對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量帶來(lái)巨大的影響，據(jù)統(tǒng)計(jì)，冰雹對(duì)農(nóng)作物影響面積達(dá)到20萬(wàn)km2。

在大數(shù)據(jù)技術(shù)的分析之后，得到了氣候變化會(huì)對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)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(shù)據(jù)分析，可以得到在華北以及東北的水稻種植區(qū)，需要注意降水量和氣溫的問(wèn)題，針對(duì)這些情況，及時(shí)進(jìn)行處理，制定針對(duì)性的解決策略，減少氣候變化帶來(lái)的損失。

基金項(xiàng)目：2019廣東省高職教育農(nóng)業(yè)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)教學(xué)改革項(xiàng)目“基于華為大數(shù)據(jù)平臺(tái)的農(nóng)產(chǎn)品電商銷售數(shù)據(jù)分析應(yīng)用”（No.YNYJZW2019YB14）；2020年廣東省科技創(chuàng)新戰(zhàn)略專項(xiàng)資金一般項(xiàng)目（No. pdjh2020b10001）。

（廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院黃龍泉，鐘朝鴻，顧麗珊）