卫小华 张立杰

摘要：农业供给侧改革的提出为调整生产要素投入结构、降低农业成本、探索推进新疆维吾尔自治区棉花产业提质增效的路径明确了方向。基于2001—2016年新疆棉花产业生产的相关统计数据对影响棉花产量变动的驱动因素进行分析，從生产条件、人力要素投入、物质投入、产出效益4个方面选取11个相关指标进行灰色关联分析，判定各驱动要素与新疆棉花产量变动之间的灰色关联程度及其动态变化，并以多元线性回归方法构建各驱动要素与棉花产量间的回归模型;基于通径分析方法对其相关系数进行分解，区分各驱动因素对棉花产量变动的直接或间接作用。结果表明，农业用水量、棉花种植面积是新疆棉花产量变动的主要驱动因素，而化肥折纯量与棉花产量呈现负相关关系。

关键词：农业供给侧;新疆;棉花产业;产量;驱动因素回归模型;通径分析

中图分类号： F326.12  文献标志码： A  文章编号：1002-1302（2019）14-0338-04

棉花是一种重要的国家战略性资源，新疆维吾尔自治区（简称新疆）因区域内气候干燥、光热资源充足、宜棉区土地资源丰富等独特的自然资源条件成为目前我国最大的商品棉基地。2014年，国家率先在新疆地区实行了棉花目标价格改革试点以进一步促进棉花价格市场化，以差别化补贴政策引导国内植棉区域向新疆集中[1]。朱会义从基本生产要素配置效率角度入手，指出在当前市场经济条件下市场力量的推动造成的劳动生产率区域差异是1980年以来中国棉花生产向新疆集中的主要原因[2]。新疆独特的自然环境因素及地理区位因素成为其大力发展棉花纺织服装产业的有利条件，但受棉花大规模种植所带来的不断攀升的外部环境成本及有限的土地、劳动力资源对棉花生产的限制和影响引起产业界与学术界的广泛关注[3]。因此，有必要对新疆棉花产量的变动及其驱动因素进行分析。尤其是在“农业供给侧结构性改革”背景下，解决新疆棉花产业调整生产要素投入结构失衡问题、降低农业成本对新疆在发挥自身区位资源优势的前提下促进棉花产业的转型升级、实现棉花产业的长足发展具有重要意义。棉花生产是一个复杂的系统问题，能够驱动棉花产量变动的因素众多，王太祥等基于灰色关联动态分析对新疆生产建设兵团棉花生产的影响因素进行分析，并指出能够表征农业现代化水平的农村用电量、农业机械总动力、化肥施用量等要素是影响其棉花产量的主导因素[4]。员臻等利用面板数据回归对我国棉花主产省份相关统计数据进行分析，指出播种面积、农业机械总动力、受灾面积等对棉花产量有显著影响，并认为我国棉花生产存在不同程度的过度施肥问题[5]。严彩虹等通过分析各气象因素与新疆棉花产量之间的相关关系，指出对棉花产量的影响最显著的是年日照时数[6]。从已有研究成果来看，气象因素变化、种植面积、农业现代化水平等均对棉花产量有着显著影响，但对于这些因素综合效应的分析却很少。目前对于农作物生产能力影响因素的综合效应分析主要采用多元线性回归、灰色关联理论、因子分析、主成分分析及熵值法等，且主要的研究对象是粮食生产能力，这些方法大多忽略了各要素间的相关关系及潜在影响。本研究基于灰色关联分析、多元线性回归与通径分析等方法从生产条件、人力要素投入、物质投入、产出效益4个方面对新疆地区棉花产量变动的驱动因素进行综合分析，为加快新疆地区棉花产业集聚与转型发展助力并为推进新疆大力发展棉花纺织服装产业战略提供决策参考。

1 新疆棉花产业发展现状

新疆位于我国西北内陆，因其独特的区位、光热条件逐步发展成为我国最大的商品棉生产基地，并开始由基本的棉花种植模式走向棉花产业集群发展。该地区是典型的大陆性干旱气候，区域内干旱、光照长、少雨适合棉花生长，目前已形成北疆、南疆、东疆三大棉区，是当前我国最具竞争优势的产棉大区。根据国家统计局的统计数据显示，2016年全国棉花播种面积337.61万hm2，比2015年减少42.05万hm2，同比减少11.1%，其中新疆地区棉花播种面积为180.52万hm2，占全国总播种面积的53.47%;全国棉花总产量534.3万t，比2015年减产26.0万t，同比减少4.6%，其中新疆地区棉花产量359.4万t，占全国总产量的67.27%，说明新疆已成为我国棉花供给最重要的来源地。

自2001年以来新疆棉花总产量逐步增加，区域内植棉规模逐年扩大，与其他诸如化肥施用量、农药费的增长，尤其是农业机械动力单位消耗的逐年攀升相对应的是单位用工量的逐年下降（表1），显示了新疆地区现代化农业的发展与农业技术的广泛应用。新疆棉花大面积连作、棉田化学物质使用量不断增加、化学污染日趋严重、水资源矛盾加剧等问题显现，已严重影响新疆棉花生产的可持续发展。矫健等针对当前新疆农业发展面临的“一带一路”建设和“加快推进供给侧改革”的重要机遇期，指出要加快推进新疆外向型现代农业转型升级，促进农业和经济社会稳步发展[7]。棉花已成为新疆地区经济、社会发展的支柱，更是我国棉花供给的主要来源，作为我国“一带一路”倡议的核心区域，新疆与中亚国家的互联互通必将带来区域内棉花产业集群的升级和蓬勃发展。

2 新疆棉花产量变动及其驱动因素关联动态分析

2.1 研究方法选择、数据来源

首先，采用灰色关联分析方法对各驱动因素对新疆棉花产量波动的影响程度进行分析，得出能够影响新疆棉花产量变动的主导因素。其次，基于多元线性回归方法对各主导因素对新疆棉花产量的综合效应进行测度，并计算其拟合精度。最后，基于上述灰色关联分析与多元线性回归结果采用通径分析方法区分各驱动因素对棉花产量的直接或间接作用。本研究相关数据由2001—2017年《中国统计年鉴》《新疆统计年鉴》《全国农产品成本收益资料汇编》《中国农村统计年鉴》等整理而得。

2.2 驱动因素选择

影响棉花产量变动的驱动因素众多且较复杂，本研究在借鉴他人研究成果的基础上[8-10]，充分结合新疆地区棉花生产实际，从生产条件、人力要素投入、物质投入、产出效益4个方面选择代表新疆棉花产量变动的驱动因素，并基于全面性、可靠性、可操作性及典型性原则构建新疆地区棉花产量变动的驱动因素体系（表2）。

2.3 基于灰色关联分析的新疆棉花产量驱动因素分析

2.3.1 生产条件因素 棉花产量与生产条件因素中各指标间的灰色关联度排序为受灾面积（0.697 81）>有效灌溉面积（0.642 10）>棉花种植面积（0.622 17），且在各要素总排序中也位居前列，表明这几个指标均与棉花产量中度相关。棉花产量的增长有赖于良好的光热条件与水土资源，良好的自然条件是棉花生长的基础，而这些因素大多是人力不可改变的，本研究对这些气候因素不作考虑，因此应大力提升棉花品种的抗旱、抗灾能力以及农业技术水平，大力发展节水灌溉与滴灌技术以提升棉花总产量。

2.3.2 人力要素投入、产出效益因素 棉花产量与农业从业人员数量、单位面积产量、单位面积产值均中低度相关，其灰色关联度分别为0.443 95、0.348 60、0.660 85，相对来说相关程度较高。其中关联度较高的是单位面积产值，说明促进棉花产量的增长应适度提升植棉收益，棉花产量高、效益好能帮助棉农提升植棉积极性。随着农业现代化水平的提高，棉花种植所需的单位用工正逐步下降导致相关度不高，因此可以通过农用机械的大规模使用替代以提升棉花总产量。

2.3.3 物质投入因素 棉花产量与物质投入因素中各指标的灰色关联度排序为农业用水量（1.030 66）>农用机械总动力（0.662 50）>农药费（0.621 94）>化肥折纯量（0.598 37）>农膜用量（0.385 13），说明各因素与棉花总产量均中高度相關，对棉花产量的提升有较大影响。特别是农业用水与新疆棉花产量之间的灰色关联度达到了1.030 66，为高度相关，表明农业用水是影响新疆棉花产量的一大重要因素。因此，建议政府部门继续适度扶持对农业科技的投入力度，以促进农业科技的研发和研发成果转化为现实的生产力，促进农业现代化水平的提高，以提升棉花总产量。

3 新疆棉花产量影响因素分析

3.1 多元线性回归模型的建立

综上基于灰色关联分析对新疆棉花产量变动的驱动因素可知，各驱动因素对新疆棉花产量均有较高的相关性，其中最重要的驱动因素是农业用水量，其余3类因素中与新疆棉花产量关联程度较高的是受灾面积、农业从业人员数量与单位面积产值。考虑到棉花种植面积是棉花产量增长的基础，因此将其作为生产条件方面的投入因子;而农业用水量、化肥折纯量与棉花产量高度相关;产出效益中，由于单位面积产量是单位面积产值实现的基础与直接体现，选择单位面积产量作为表征产出效益的因子。具体而言，将棉花产量作为因变量，棉花种植面积、农业从业人数、农业用水量、化肥折纯量、单位面积产量等因素作为自变量进行多元线性回归（表4）。

上述回归模型的拟合优度R2为0.999，其剩余因子e=1-R2=0.031 62，即模型所引入的自变量对于因变量棉花产量的解释较充分，回归模型拟合效果良好。结果表明，化肥折纯量对新疆棉花产量呈现负向影响，结果虽并不显著，但已表明新疆地区棉花生产已存在过度施肥的问题，该结果有力地支持了员臻等的研究结果[5]。

3.2 通径分析

通径分析（path analysis）的基本原理最早是由美国学者赖特于1921年创立的，最早应用于遗传学世代的通径分析，后逐步推广应用于多个变量间。通径分析是一种建立在多元回归分析上的统计方法，可以不受度量单位和自变数变异程度的影响，区分自变量对因变量的直接和间接作用[12]。其具体步骤如下：第一，根据最小二乘法原理，将线性回归方程 y=β0+β1x1+β2x2+…+βnxn变换成正规矩阵方程，y表示因变量;xi（i=1，2，…，n）表示n个自变量;rxixj表示xi与xj的简单相关系数;rxiy表示xi与y的简单相关系数;Pyxi表示xi对y的直接通径系数即表4中的标准化系数。第二，相关系数的组成分析，根据公式Pxixj=rxixj×Pyxi得出间接通径系数。根据多元线性回归分析的结果，基于通径分析方法将上述回归模型（1）中的各驱动因素与因变量棉花产量之间的相关系数进行分解（表5）。

从通径系数（直接作用）来看，自变量棉花种植面积（x1）、农业从业人员数量（x4）、农业用水量（x5）、化肥折纯量（x6）、单位面积产量（x10）对因变量棉花产量（y）的直接作用分别为0.857 6、0.174 8、-0.029 7、0.035 3、0.059 7。可见，各驱动因素中棉花种植面积（x1）对棉花产量（y）的直接影响作用最大，远远大于其他自变量对棉花产量（y）的直接影响作用。从间接通径系数来看，各驱动因素对因变量的影响均不同程度依赖于其他因素的作用，其中农业从业人员数量（x4）通过棉花种植面积（x1）对棉花产量（y）的间接影响最大，为0.681 6;另外，农业用水量（x5）通过棉花种植面积（x1）对棉花产量（y）的间接影响同样较大，为0.237 2，各要素对棉花产量的影响在很大程度上依赖于棉花种植面积（x1）。各要素的总投入量主要依赖于种植面积基础，而单位面积内的要素投入均是有限的，说明新疆地区棉花产量的增长很大程度上依赖于棉花种植面积的扩张，棉农可能受棉花收益增长驱使逐步增大植棉规模带来棉花产量的逐年增长，但连续的棉花连作也会带来一系列的严重问题。

3.3 主要驱动因素对新疆棉花产量变动的影响

首先，棉花种植面积。棉花种植面积是区域棉花总产量增长的基础，2016年新疆地区棉花播种面积为180.52万hm2，占全国总播种面积的53.47%，植棉规模的持续增长是棉花产量增加的源泉。在各驱动因素中，棉花种植面积对棉花产量的直接影响巨大，其他因素对于棉花产量的影响均不同程度依赖于植棉规模。回归结果显示，棉花种植面积每增加1个单位就会使棉花产量增加0.170 72万t。其次，农业用水量。新疆地区是典型的大陆性干旱气候、生态环境脆弱，农业用水量占据其生产性用水总量的90%以上，水资源不足已成为当前棉花产业发展最大的瓶颈。农业用水量对棉花产量的影响最大，农业用水量的投入每增加1个单位就会使棉花产量增加0.179 58万t。当前，新疆地区正大力发展节水灌溉技术与滴灌技术，依托现代农业技术发展以解决农业用水不足的问题。最后，农业从业人员数量、单位面积产量与化肥折纯量。随着农业现代化水平的逐步提高，单位面积用工量逐步减少，代之以农业机械总动力、农业化肥、农膜等现代化农业科技成果的广泛使用。随着棉花目标价格补贴政策的推行，必将带来植棉户经济效益的显著提升。而化肥折纯量与棉花产量呈现负相关关系，说明化肥的过度使用带来产量的负向增长。

4 结论与建议

4.1 结论

基于2001—2016年新疆棉花产业生产的相关统计数据对影响棉花产量变动的驱动因素进行灰色关联分析，再利用多元线性回归模型对其中关联程度较高的因素进行定量分析，确定其回归系数，并通过通径分析方法对其相关系数进行分解。结果表明，新疆地區棉花产量与各驱动因素的相关性都很强，且农业用水对棉花产量的贡献作用最强，其次是棉花种植面积与单位面积产量。这与已有研究有部分出入，已有研究大都认为棉花种植面积是影响棉花产量最重要的指标，这可能与新疆独特的自然区位条件有关，新疆地处干旱区，水资源约束是棉花生产规模扩大的主要瓶颈，因此须大力发展节水灌溉技术与滴灌技术，有效提升灌溉水平促进棉花增产增收。棉花种植面积、农业从业人员数量、农业用水量、化肥折纯量、单位面积产量等5个因素对棉花产量有显著影响，其他要素均与棉花产量有着中度甚至高度的相关性，发展棉花产业须从多角度改善棉田生态、气候、技术等条件，以助推棉花产业化发展。

4.2 新疆棉花增产路径选择

农业供给侧结构性改革的提出为新疆棉花产业的发展明确了方向，因此应充分发挥新疆区位和资源等优势，从生产要素投入端探索推进棉花产业提质增效的路径和手段，进而提出以下建议：第一，优化耕地种植结构，保持棉花种植面积。现阶段棉花产量的提升主要依靠植棉规模的扩张，要科学合理规划种植结构，以杏棉间作、枣棉间作、西瓜与棉花间作等方式合理利用耕地，在保持耕地规模平衡发展的基础上提高棉农的经济效益而不损害耕地生态自身。第二，加大农业科技投入，提高棉花单产。新疆地处西北内陆，为典型的干旱区气候，脆弱的农业生态环境一直是新疆农业发展的阻碍。加大农业科技投入有利于培育和推广更多耐受性强的优良品种;发展农业节水灌溉技术、滴灌技术切实保障棉花生产所需;学习西方发达国家有关棉花规模化种植的有效手段，因地制宜引进、学习，为棉花的现代化优化发展作出贡献。第三，发展农业基础设施建设，加大水库、水利设施投资。新疆地区生产用水中几乎全部用于第一产业生产，近年来国家已加大对农田水利设施建设的投资，但相对新疆广大的棉田种植面积尚不足以全面覆盖，加强以农田水利为重点的农田基本建设，可提高有效灌溉面积和旱涝保收率，改善农田生产条件，增强抗御自然灾害的能力。第四，科学合理施肥，保护棉田生态。上述多元回归模型中化肥折纯量系数为负，说明存在一定程度的过量施肥问题。过量施肥易导致土壤肥力下降、土壤板结，甚至由于其中富含的氮磷元素会带来水域污染，影响棉花品性。科学合理施肥，提高化肥的使用效率，有利于保护耕地，实现棉花高效可持续发展。

参考文献：

[1]黄季焜，王 丹，胡继亮. 对实施农产品目标价格政策的思考——基于新疆棉花目标价格改革试点的分析[J]. 中国农村经济，2015（5）：10-18.

[2]朱会义. 1980年以来中国棉花生产向新疆集中的主要原因[J]. 地理研究，2013，32（4）：744-754.

[3]贺林均，马 威. 基于CR4分析的新疆棉花产业集群形成中的自然环境因素限制和影响分析[J]. 经济地理，2013，33（11）：97-103.

[4]王太祥，李万明. 影响新疆兵团棉花生产主要因素的灰色关联动态分析[J]. 安徽农业科学，2008，36（12）：4807-4809.

[5]员 臻，王太祥. 我国棉花综合生产能力影响因素的实证分析——基于棉花主产省的面板数据[J]. 河南农业科学，2011，40（10）：49-51.

[6]严彩虹，李晓明. 基于灰色关联分析的新疆棉花产量气象影响因素研究[J]. 沙漠与绿洲气象，2012，6（5）：51-53.

[7]矫 健，陈伟忠，康永兴，等. 供给侧改革背景下加快新疆农业提质增效的思考[J]. 中国农业资源与区划，2017，38（5）：1-5，13.

[8]李志红，谢东辉. 影响我国气候旱区粮食生产能力的灰色关联分析[J]. 中国农业资源与区划，2016，37（8）：124-129.

[9]王 力，韩亚丽. 基于主成分分析的新疆棉花种植面积变动及驱动力[J]. 江苏农业科学，2017，45（1）：267-270.

[10]孔庆平. 制约新疆棉花生产发展的关键因素分析与应对策略探讨[J]. 新疆农业科学，2010，47（增刊2）：3-5.

[11]白云涛，林巧文. 农业资源利用与粮食综合生产能力的灰色关联分析——以河北省为例[J]. 中国农业资源与区划，2016，37（9）：57-61.

[12]杜家菊，陈志伟. 使用SPSS线性回归实现通径分析的方法[J]. 生物学通报，2010，45（2）：4-6.