1.团队介绍
团队成员：曹睿婷、马威迪、杨育枝
学校：云南民族大学
2.作品描述
1.1研究背景
农业作为第一产业不仅因为它是国民经济的基础，还是人类生存发展的基础，并为其他产业的发展提供物质基础。农业在国民经济中的基础地位，主要凸显于粮食生产中，并且国内的许多轻工业，比如纺织业的原材料也有很大部分来源于农业，而且，农村和农业生产部门还是中国工业产品的重要市场。21 世纪以来中央针对“三农”问题连续发出的第19个中央一号文件，由此可见，国家对农业发展的重视及其重要地位。
农业产量和生产率的提高会极大促进我国的总体经济发展，因此更加重视农业发展是非常重要的。农业以多种方式为经济发展做出了贡献，即：通过向非农业经济部门提供食品和原材料；通过创造对非农业部门生产的商品的需求，农村人民利用购买力获得的，通过出售可出售的剩余而获得的收入；通过以储蓄和税收形式提供可投资盈余，用于投资非农业部门；通过农产品出口赚取宝贵的外汇等。但目前我国农业的基础地位仍然比较薄弱，具体表现在：我国农业生产的技术装备水平与劳动生产率水平均比较低，农业基础设施不完善，抗灾害能力差；我国农产品供给尤其是粮食供给始终处于基本平衡但偏紧的状态，供求结构性矛盾突出；我国农业生产面临着可耕地少、人口多的具体国情，农业资源人均占有量在世界上属于低水平，这极大地制约了我国农业的发展。加强农业的基础地位，是我国经济发展正反两方面经验的总结。建国以来，我国经济发展的历史过程，呈现出这样一个规律性现象：农业发展顺利，增长速度快，整个国民经济的发展就快；反之，农业生产出现倒退，就会给国民经济和人民生活带来严重损害。
在此背景下，本文对农作物产量、农产品市场现状以及农场农产品产量、销售情况进行可视化分析，了解我国农业发展情况，并为未来农业的发展做出参考。
1.2研究思路
本文从中国农业历史出发,从近二十年农业数据集中找到其中隐藏的、具有重要价值的内容。研究内容分为三个方面：全国近几年的农作物产量情况总体分析，农产品市场交易情况分析，深入研究影响农作物产量、农产品市场销售情况相关因素。
首先，模块一在于对全国近几年农作物产量情况总体分析。结果显示：我国近年来农、林、牧、渔总产值占比中农业占比最大，其次为畜牧业；从近年农业、林业、畜牧业、渔业指标变化趋势图可以看出农业、畜牧业、林业、渔业的指标均呈增长趋势，其中农业增长趋势明显且总指标领先于其他三类，因此本文选取农作物作为主要研究对象分析其产量。此外对主要农产品单位面积产量排名、2002年到2021年主要农作物单位面积产量对比以及中国各省的农产品生产总值情况，对我国主要农作物产量、单位面积产量、农业、林业、畜牧业、渔业在农业中的占比情况、分省的农业产生总值做了一个大致的了解，之后针对结果进行分析和适当选取，并对出现研究结果可能存在的相关因素进行下一步的探讨研究。
其次，在了解我国农业的产量大致情况后，在第二个模块中，本文对农产品的市场交易进行研究，包括对外的农产品进出口数量、进出口交易额，对内农产品市场数量与市场成交额的关系。研究发现近年来，我国粮食贸易增长快速。
最后，基于模块一与模块二，本文研究农产品对内外贸易的市场销售影响因素、农作物产量影响相关因素做了细致的分析。其中影响农作物产量的因素，既有自然因素，也有社会经济因素。自然因素包括气候条件、气温、光照、降水量、土壤条件、受灾状况等因素，而气温是最重要的农作物产量影响因素。气温的日较差和光照影响农作物的产量及质量，白天气温高，日照强，有利于增强农作物的光合作用，能产生更多的营养物质；而夜间气温低，农作物的呼吸作用被削弱，减少了对能量的消耗，有利于营养物质的积累。社会经济因素包括化肥、土地使用情况、劳动力等因素，通过计量经济学方法创建我国粮食生产函数，我们会发现粮食播种、化肥施用量、受灾面积是影响粮食生产的三大因素，其中粮食播种面积的影响最大。对于市场销售量的影响因素主要为需求量、国民经济、居民收入、供应、农业生产成本等。从研究农作物的产量农产品价格影响因素着手，分析自然因素和社会因素。
通过对三个模块的研究，在掌握了我国农业的基本情况以及对农产品市场贸易、影响因素以后，针对我国进出口贸易政策、农业经济投入、成本等各方面做未来展望并总结。
3.数据准备
2.1数据来源
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网站名称
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网址
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国家统计局
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https://data.stats.gov.cn/easyquery.htm
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和鲸社区
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https://www.heywhale.com
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国家农业科学数据中心
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https://www.agridata.cn/gather.html
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艾媒网
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https://www.iimedia.cn/
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中国气象局
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http://www.gov.cn/fuwu/bm/zgqxj/index.htm
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2.2数据处理
从国家统计局获取农业农作物产量、指数及农作物产量相关的数据集，包括农林牧渔总产值及指数数据集、与农作物产量相关因素数据集（如农药使用量、化肥使用量、有效灌溉面积、受灾情况相关数据集）、以及农产品价格、市场与贸易数据集，从和鲸社区获取降水量相关数据集，从中国气象局获取气温等数据集，从艾媒网获取中国劳动力人口数据集，从国家农业科学数据分析网站获取其他需要的数据集。
由于获取的数据集存在空值、异常值，为了方便数据分析，我们使用 excel 对获取的数据集进行预处理，确保数据在绘图分析的过程中有效、准确、全面、可用。预处理过程包括以下几个方面：
(1)去空值、去异常值、计算特征值操作。
国家统计局获取从 2002 年到 2021 年二十年的相关数据集，观察数据可发现 2019 年到 2021 年的特征值存在空值，其他有关数据集存在异常值，由此对 2018年到2021年存在空值的列进行删除操作，对于异常值，我们从网站上搜集相关年度正确的数据进行填充，对于其他网站获取的数据，跟据需要，同样进行了相关操作。
(2)并对数据集进行转置、计算平均值、和的相关操作。
在绘图过程中，由于数据特征 2002 年到 2021 年每一年作为一个特征使数据维度太大，由此我们对数据进行转置操作，使年度作为一个特征。其次，对数据进行转置前，根据需要计算相关数据的平均值，如对农业细分类别农、林、牧、渔 2002 年到 2019 年的总产值及指标计算平均值，并将计算的值作为一个特征列，在农业贸易数据集中，对农产品近20年进出口数量、总额进行和的计算，并将值作为特征值添加。
(3)对数据进行单位换算
对于农产品贸易数据中农产品进出口数量单位有吨、万吨，将单位换算为统一的万吨或吨，对于有效灌溉面积、用电量、化肥使用量数据集中不同类别的单位，分别拆分为几个数据进行作图分析。
数据处理完以后，对数据进行选取作图分析比较，对于农作物产量，从年度和分省两个维度进行分析，一是从年度维度观察农作物产量和在近二十年的变化趋势，二是从中国分省份维度分析中国各省份的农作物产量情况。选择对农作物影响最大的几个因素如劳动力、化肥、农药、经济、受灾面积、温度等，分析其与农作物产量的影响。
4.研究流程
5.结果显示与分析
经过数据处理，对农业数据集的分析分为三个模块，分别为近几年全国近几年农作物产量总体情况分析，农作物产量影响因素分析以及农产品市场销售量情况分析。针对农产品进出口总金额的变化趋势，本文使用了灰色预测模型预测预测未来几年进出口总额情况。
4.1 近年来我国农作物产量总体情况分析
农业分为农业、林业、畜牧业和渔业， 从近 20 年农业各类总产值占比图可以看出，农业一类别在整个农业中占比最大，牧业次之，林业占比最小。对于出现该结果的原因，我们从市场、产量、历史、经济方面分别进行探讨研究。
首先，中国的先民在距今 9000 到 8000 年的这一段时间里，成功地种出了
粟 （小米）、黍（黄米）、水稻等谷物，而且一直用其喂养他们的子孙至今。至于另一人民群众喜闻乐见的主食小麦，则晚了三四千年才出现，而如今小麦和大米一同成为了我国人民生活的主食，只有稳定的食物来源，人民的生活才有保障。其次，作为一个拥有大部分土地的中国来说，种植农作物才是最适宜的，所以林业、渔业在农业中次之。最后，对于这样一个地大物博，地理环境复杂的中国来说，小麦、玉米、水稻等主要农作物可根据各地地理环境、气候条件选择性大面积种植，从根本上保障了粮食稳定有效产出，而农作物产品在市场贸易中，农作物产品如蔬菜、肉类占主导地位，所以在饼图中可以看到农业与牧业占比最大。
综合我国农作物分省粮食产量场景地图极气候类型分布地图发现不同气候类型地区粮食产量差异明显，而相同气候类型地区产量差异不大，对此结果出现的原因，深入了解后发现不同气候类型的降水量、气温、湿度、光照等不同，而气候类型不同的地区农作物类型也不同，例如典型的农作物玉米在我国分布很广，主要集中在东北、华北和西南地区，大致形成一个从东北到西南的斜长形玉米栽培带。种植面积最大的省份是山东、吉林、河北、黑龙江、辽宁、河南、四川七省。而在热带季风气候主要分布地区，如我国台湾省南部、雷州半岛、海南岛等地粮食产量很高，此气候类型主要特点是常年高温、降水量丰富，一年可以产农作物，这也就是该气候地区农作物类型以及产量丰富的重要原因，因此不同的气候类型会导致其所属地段的农作物产量、类型不同。
图1 近年来我国主要农作物产量总体情况分析
4.2 近年来我国主要农产品市场交易现状分析
农产品交易市场是以农产品及其加工品为交易对象，为买卖双方提供长期、固定、公开的批发交易设施设备，并具备商品集散、信息公示、结算、价格形成等服务功能的交易场所。伴随着我国农业生产能力的提升与居民消费水平的提高，农产品批发市场交易规模呈现快速增长态势。国家统计局数据显示，我国亿元以上限额农批市
场交易额同步由1.18万亿元增长至1.88万亿元，年均增长率达到6.0%。可见，农产品批发市场承担着越来越重要的农产品流通、交易的功能。农产品批发市场当前正处在由“重数量”到“重质量”发展的重要转型期，势必要求农产品批发市场将向专业化、规模化方向发展。农产品市场交易的产品具有生产资料和生活资料的双重性质。 农产品市场上的农副产品，一方面是可以供给生产单位用作生产资料，如农业生产用的种子、种畜和饲料等；另一方面，农产品又是人们日常生活离不开的必需品。
由此，针对农产品市场交易现状，本文对我国对外的进出口农产品市场数量、市场交易额进行了大致分析，具体为对近20年我国进、出口农产品交易额占比、农产品进出口数量、农产品进出口类型进、农产品进出口市场交易额变化情况及农产品市场数量与农产品成交额的关系进行可视化分析，结果显示我国进出口农产品数量逐年增长，出口额占比大于进口额，农产品出口产品类型和数量超过进口农产品，出口农产品类型水海产品占主要，其次为水果、蔬菜等。对内贸易情况本文主要研究了我国农产品市场数量与成交额的关系、农产品市场数量与农产品市场成交额近20年变化趋势，结果显示农产品市场成交额与市场数量高度相关、农产品市场数量、市场交易额逐年增长，且农产品市场数量的增长促进市场交易额的增长。
图2 近年来我国主要农产品市场交易现状
4.3农产品市场交易影响因素分析
总结前文农作物产量、市场经济贸易情况的可视化结果，本文深入探究影响农作物产量、市场数量、农产品价格、经济贸易情况的基本因素。该模块从以下两个方面分析：
（1）农产品产量影响因素分析首先，针对农作物产量的影响因素，本文从气温、受灾情况、化肥使用情况、农药使用情况、农作物播种面积以及劳动力几个方面进行分析，结果显示农作物产量都受几个因素影响，但影响程度存在差异。
结果显示：农作物单位面积产量与受灾面积呈负相关，粮食产量总体呈逐年降低趋势，受灾面积正好相反，也就是说受灾面积越广，农作物产量越低；从 2002 年到 2018 年期间我国从事农业生产人员总体呈逐年增长趋势，粮食产量随年度也呈增长趋势，粮食产量与从事农业生产人员相关，从事农业生产人员的增长促进粮食产量的提高；总体上粮食播种面积与粮食产量存在正相关关系，粮食产量随粮食播种面积的增长而提高；综合近年农田有效灌溉面积、乡村水电站个数雷达图以及近年来农用化肥、农业使用电量情况雷达图以及农药和柴油使用量与粮食产量关系图看出从 2002 年到 2018 年有效灌溉面积与农用化肥逐年稳步增长，在 2002 年到 2008 年农村水电站个数变化明显，整体呈增长趋势，而农村用电量在 2002 年到 2018 年期间为快速、稳步增长，此外粮食产量、农药和柴油使用量整体呈逐年稳步增长趋势，且农用柴油、农药使用量与粮食产量高度相关，农药和柴油使用量的增长促进粮食产量的提高；从近年来年平均降水量和年平均气温面积图可以看二者随时间增长变化并不明显，且变化维持在一定范围内，二者存在相关性，说明温度和降水量互相影响。深入了解结果出现的原因后发现随着我国科技的发展，农业生产表现为从传统型向机械化生产转型，农作物生产效率提高，且农作物播种面积有所扩大；
最后农作物产量影响因素总结为气候、温度、降水量、光照、受灾面积、土壤条件、劳动力等。
图3 农产品产量的主要影响因素
图4 农药和柴油使用量与粮食产量关系
（2）农产品销售量影响因素
针对农产品销售量的影响因素，本文通过农产品需求、居民收入、农业生产成本、人民币对外汇率变化情况、农产品质量几个方面进行分析。
结果显示：a.近年来我国人均 GDP 与农产品消费量总体呈增长趋势，并且人均 GDP 与农产品消费量高度相关，得到结论为居民收入的增长促进农产品消费量的增长，体现我国国内农产品需求刚性增长。b.近年来我国农产品生产价格指数与生产资料价格指数总体呈缓慢增长趋势，且农产品价格指数与生产资料指数高度相关，结论为农产品生产价格的增长受生产资料指数的影响，体现为农业生产成本影响农产品价格，并且近年来国内农产品价格与生产成本存在缓慢增长情况。c.人民币对外汇率变化（此处为对美元汇率变化）情况为人民币对外汇率在2002年到2018年间变化起伏明显，2018年人民币汇率低下，对我国经济的影响为汇率降低即人民币贬值，人民币对外购买力降低，不利于农产品进口。由此，汇率变化影响我国对外农产品购买力，从而影响农产品进口。
d.通过对主要农用产品中不合格率的堆叠图可看出我国农用产品不合格率呈降低趋势，说明农业生产更加注重产品质量，农产品需求从数量量向质量和数量的双向需求变化。
最后，将农产品销售量影响因素总结为居民收入的提高、市场需求量、市场供给量、人民币对外汇率变化、产品质量、生产成本等。
图5 影响农产品销售量的主要因素
4.4 灰色预测模型预测未来几年农产品进出口情况
灰色预测模型是通过少量的、不完全的信息，建立数学模型做出预测的一种预测方法。 是基于客观事物的过去和现在的发展规律，借助于科学的方法对未来的发展趋势和状况进行描述和分析，并形成科学的假设和判断。 grey prediction；grey forecasting；grey forecast。 灰色预测是一种对含有不确定因素的系统进行预测的方法。
本文采用主要农产品进、出口总金额数据集以及农产品市场数量、农产品成交额年度数据集通过SPSSPRO软件进行灰色预测，将结果预测到2024年，结果显示预测结果与真实结果高度吻合，且在2023年、2024年主要农产品进出口总额以及农产品市场数量与农产品市场成交额仍然呈增长趋势。
6.未来展望
农业是经济发展、社会安定、国家自立的基础。未来我国农业发展将面临着巨大的挑战，因此我们要立足于中国的基本国情来认识农业发展问题的重要性与紧迫性。以下就我国农业未来发展特点、方向及战略机遇提出的对农业的未来展望。
5.1 农产业规模化发展
从分散化向规模化方向发展。农业的规模化生产是在集中的土地上采用先进的农业生产技术，运用高效的农业机械进行耕作。规模化生产不仅可以提高农业的劳动生产率，在一定的生产投入的前提下，降低单位土地面积的生产成本，提高产量，使农产品的价格具有市场竞争优势。
5.2 传统农业向生态农业发展
从传统农业向生态农业方向发展。目前，农业正处于由传统农业向现代化农业转变的过渡中，生产工具正逐步实现机械化，化肥、农药、塑料薄膜的投入越来越多。但随之而来的问题是，大量使用化肥、农药导致水体污染，农产品质量降低，塑料薄膜的大量使用造成白色污染，破坏了土壤结构，使农作物产量大大减少。要解决这些问题，必须要大力发展生态农业。
5.3 机械化农业向智慧农业发展
向智慧农业方向发展。大面积的农业机械作业极大的提高了现代农业的工作效率，而智慧农业可以智能化管理，这将使农业现代化管理更上新的台阶。当前，各行业的信息革命已从数字化、网络化进入到以数据深度挖掘与融合应用为特征的智慧化阶段，农业自然也不例外。新时代技术正在与现代农业深度融合，为广大农企和农民提供农业大数据分析、生产过程监控、安全追溯等一系列服务，推进农业现代化进程。
5.4 生产组织与服务向专业化发展
加入世界贸易组织后，我国未来农业的生产组织与服务，将紧跟世界发展趋势进行对接，成立相应的农协等专业服务组织，在农业的产前、产中和产后各个环节开展全方位的服务，及时疏通渠道，使各种农作物产量达到最高，生产成本降到最低，加工增值达到最高，销售价等达到最大，使我国农业经济效益得到更大的提升。
7.总结
农业的稳定与社会安定和国家自立息息相关，农业的稳定发展，才能够让与农业相关的农副产品得到稳定的生产。农业是人类社会的衣食之源，生存之本；农业是工业等其他物质生产部门与一切非物质生产部门存在和开展的必要条件；农业是支撑整个国民经济不断开展与进步的保障。
通过对我国农作物产量总体情况的分析、农产品市场交易现状的了解、农产品产量、价格、市场交易、经济贸易影响因素的深入探究，本文总结了以下几点：
(1)农业缺乏足够的吸引力。
农业较低的收益率和较高的经营风险及其特殊地位，世界发达国家一般都会采取各种措施来确保本国农民实现的经济利益的实现，降低农业的经营风险。
尽管进入21世纪以来党和政府出台了一系列惠农政策，但由于中国农业生产的不利条件的阻碍，总体来说中国农民难以通过市场来充分实现自身经济利益的最大化，农业对于农民的吸引力不断衰减。进而引致农民普遍对农业生产缺乏兴趣，或者不愿意从事农业生产，或者仅仅为了自己生活需要种植少量农作物，而不愿意进行商业化生产，更不愿意去研究如何提高农业生产的技术。同时，由于缺乏必要的指导和帮助，农民更愿意遵循短期市场的信号进行自己的生产决策，当某种农产品价格下跌时他们便会纷纷退出这种农产品的生产。
(2)粮食安全存在风险
粮食是一种特殊商品，需求缺乏弹性，人们不会因为价格低而多吃，也不能因为价格高而不吃，一旦发生粮食短缺，势必引起恐慌乃至社会政治的不稳定。在这个意义上，粮食绝对不是一般的商品，而是具有战略价值的商品。中国人口多，对粮食的需求量大，再加上“民以食为天”的传统观念，粮食短缺的后果可能更加严重，势必影响政治稳定与国家安全。
历史经验告诉我们，在任何时候都要有足够的粮食储备。可能有人认为这种现象似乎不太会发生，世界是个大市场，从国际市场大量进口粮食满足国内需要，似乎并不是什么坏事。但我们必须要注意到一个事实，那就是几家农产品跨国公司在全世界的垄断地位已经基本形成，少数农业跨国公司通过强化其在全球粮源、物流、贸易、加工、销售“全产业链”布局，已经控制全球粮食贸易的80%。
虽然如今我国农业在不断增长，中国出现大规模粮食安全的问题不太可能，但我们不希望在任何时候出现这种情况，所以我们必须不断强化粮食安全的战略意识，防患于未然。
(3)农业技术推广乏力，农民种田收入低
农业技术推广和普及受阻，问题在于人员素质低、年龄老化、技术落后、推广手段陈旧、资金紧缺等。研究发现今我国人口出现负增长，人口老龄化严重。人口问题对于我国农业的制约在于劳动力人口的减少，而人员的素质在于素质的高低决定农业生产的技术高低以及农业生产效率。由此，为了解决该问题，应该做到健全农业技术推广网络,稳定基层农技推广队。一方面，要健全农业技术推广体系，并给予资金上的支持；另一方面，要加强农业实用技术推广，建立农技指导员工作制度，办好农业科技示范园。
(4)农田水利建设落后，农业基础设施薄弱
很多地区的农业水利设施及设备长年未更新升级，不仅难以与时代发展相适应，满足现代农业发展要求，还影响了农业产出，一旦遭到自然灾害损失将十分严重。而农业作为我国基础产业，农业的发展可以带动相关产业的发展。
我国农业的发展的最大原因是生产效率的提高，而生产效率依赖于基础设施的建设。面对我国农业存在的基础设施的不足，我们应该采取有力措施，首先应该做的就是加大投入，加强和完善农村基础设施建设。对此，要加大农村基础设施的投入，积极改善基本生产条件，努力营造良好的农业投资硬环境，提高农业抵御风险的能力，提高农业水利化、机械化、信息化水平。
(5)我国农业贸易实力有待提高
中国农产品贸易增长的实绩显示，农业参与国际市场竞争、分享全球经济一体化的利益，对促进中国经济发展具有重要的作用。首先，中国农产品出口仍然具有重要的外汇贡献其次，对拓宽农民就业渠道、促进农民增收和农业结构调整、提高农业竞争力发挥了重要作用。劳动力密集型农产品出口在中国农产品出口占 76%以上的份额，而且呈进一步扩大的趋势，这对中国农业发挥比较优势，提高农业竞争力具有重要意义。第三，农产品进口缓解了农业资源短缺压力，促进了农业比较优势的发挥和农业资源配置的优化。 | 
