塔里木河流域棉花種植氣候條件分析

閆慧潔等

摘要：圍繞棉花種植的適應性展開研究，利用典型相關分析法提取指標，采用權重建立多元線性回歸模型求得適宜度并進行分級，最后進行了塔里木河流域棉花種植適宜度劃分。結果表明，塔里木河流域棉花種植適宜度劃分與實際棉花產量地區分布一致，相關程度高。對棉花種植適宜性的研究，一定程度上為地區棉花種植業的發展提供了宏觀上的指導和借鑒，促進了棉花種植業在整個塔里木河流域的科學發展。

關鍵詞：塔里木河流域；適宜性；植棉業

中圖分類號：S562；S162.5+4 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）03-0527-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.03.005

Analyses of Climate Conditions of Cotton Production in the Tarim River Basin

YAN Hui-jie1， ZHANG Yan-bo1， WANG Shu-guo1， WANG Wan-xiong2

（1. College of Information Engineering， Tarim University， Alaer 843300， Xinjiang， China；

2. Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China）

Abstract： The suitability of cotton production was studied by hierarchy process. The suitability index was obtained by the establishment of multiple linear regression model. The evaluating indicator of suitability index of cotton production in the Tarim River Basin was analyzed by the classification of suitability index studied by cumulative curve method. The results showed that the suitability of cotton production in Tarim River Basin was closely correlated with the actual distribution of cotton production area. The study on suitability index of production cotton in the Tarim River Basin will provid guidance and reference for scientific development of planting cotton in the whole Tarim River Basin.

Key words： Tarim River Basin； suitability； cotton production

棉花是中國的重要經濟作物，而塔里木河流域種植的棉花無論是在穩定棉紡織工業發展和保證國家安全方面，還是在穩定邊防和促進經濟發展方面，均具有重要的戰略地位[1，2]。科學合理地綜合評價塔里木河流域棉花農業氣候資源，掌握光、熱、水資源的優劣勢，對因地制宜指導棉花生產，實現良種布局區域化、引種科學化，分區制定植棉技術規程，充分合理利用農業氣候資源起著極其重要的作用。塔里木河（簡稱塔河）流域位于新疆南部天山與昆侖山、阿爾金山山脈之間，流域輻射面積達1.05×106 km2，形成以綠洲為中心、以水資源為重要約束條件的互相作用的系統。整個流域在地域上包括塔里木盆地周邊向心聚流的9大水系和塔河干流、塔克拉瑪干沙漠及東部荒漠區。目前，與塔河干流有地表水聯系的只有和田河、葉爾羌河、阿克蘇河和開都-孔雀河，形成目前“四源一干”的格局。行政范圍包括巴音郭勒蒙古自治州、阿克蘇地區、克孜勒蘇柯爾克孜自治州、喀什地區、和田地區的42個市縣與新疆生產建設兵團（以下簡稱兵團）的阿拉爾市、圖木舒克市以及農一師、農二師、農三師、農十四師的諸多團場。該區熱量充足、氣候干燥、降雨極少，年≥10 ℃積溫為3 800～4 700 ℃，無霜期大多在200 d左右，是新疆重要的早中熟優質棉區，是我國最適宜的植棉地區。塔里木河流域地區植棉優勢在近30年尤其顯著，植棉規模迅速擴大。1 材料與方法數據來自《中國棉花統計資料匯編》、《新疆統計年鑒》、《新疆生產建設兵團統計年鑒》等。氣象數據篩選自塔里木河流域23個縣（市）棉花種植信息以及月平均降水量、月平均氣溫、月平均最高氣溫、月平均最低氣溫、月平均日照時數、月平均最大風速、月平均風速等7個影響指標。通過層次分析法建立多元線性回歸模型[3]，得到塔里木河流域棉花種植適宜度區劃。2 結果與分析假設收集的數據中棉花相應的數據為產出指標，對氣象數據取平均值得到影響指標。在產出指標中提出一個典型變量，在影響指標中也提出一個典型變量，并使這一對典型變量具有最大的相關；然后又在每一組指標中提出第二個典型變量，使得在與第一個典型變量不相關的典型變量中，這兩個典型變量線性組合之間的相關性最大。利用SAS軟件進行模型計算與統計檢驗結果，如表1所示。 由表1中數據可知，前兩個典型變量相關系數較高，表明相應典型變量之間密切相關。由程序運行得到的冗余度分析結果得出，產出指標被典型變量解釋的能力如表2所示。由表2可知，前兩對典型變量的解釋能力均較強；第一、二對典型變量具有較高的解釋比例，典型相關系數的平方表明，產出指標中分別有91.51%和45.30%的信息可以有相應的影響變量予以解釋；前兩對典型變量的重疊系數較大，產出指標的方差被典型變量解釋的比例分別為58.28%，0.66%，第三對典型變量的產出指標被影響指標解釋的比例和產出指標方差被典型變量解釋比例比較小，所以舍棄第三對典型變量，選取第一、二對典型變量進行分析。鑒于原始的計量單位不同，不宜直接比較，采用標準化的典型系數，給出的典型相關模型如表3所示。典型相關模型中假設棉花總種植面積y1、棉花總產量y2、棉花單產y3為產出指標，對氣象數據取平均值得到月平均降水量x1、月平均氣溫x2、月平均最高氣溫x3、月平均最低氣溫x4、月平均日照時數x4、月平均最大風速x6、月平均風速x7為影響指標。由此分析可以得出，選取反映氣溫的指標月平均氣溫、月平均最低氣溫，反映日照的指標月平均日照時數和反映風速的指標月平均風速為棉花種植適宜性評價指標。這4項指標兩兩評價的結果見表4。 下面定義CR=■作為衡量所得權重向量是否合理的指標，稱CR為隨機一致性比率，其中CI=■稱為以后自行指標，RI稱為隨機一致性指標，具體見表5。 表5中n為比較判斷矩陣的階數，當CI=■<0.1時，歸一化得到特征向量作為評價指標的權重，否則說明比較判斷矩陣不夠合理，需要進行調整。根據表6數據得出比較判斷矩陣的隨機一致性比率滿足CR<0.1，都通過了一致性的檢驗。得到的權重為W=（0.310 0 0.915 9 0.128 4 0.220 3）。本研究以塔里木河流域縣（市）為基本評價單元，每一個縣（市）是屬性表的一條記錄。評價單元的適宜度分值為0到1之間的一個數，1表示完全適宜，而0表示完全不適宜。自變量如月平均氣溫、月平均最高氣溫等為參與評價的各評價因子的數值。回歸系數表示各評價因子的相對重要程度，即各評價因子對適宜度的貢獻率。利用層次分析法得出的權重。建立適宜度回歸方程為：■=0.310 0x0+0.915 9x1+0.128 4x3+0.220 3x4由于適宜性評價指標單位不同，將評價指標標準化后代入回歸方程得出適宜度的數值如表7。 根據適宜度分級，對塔里木河流域23個縣（市）棉花種植適宜性進行評價及分區，得到圖1。3 結論與討論20世紀90年代以來，隨著我國棉花種植業布局的調整，國家采取了北傾西移的植棉政策，同時加大了對具有優越植棉條件的新疆的投資和政策扶持力度，提出了將新疆建成為我國棉花生產主要基地的戰略[4，10]。新疆棉花單產、總產和種植面積均已位居全國前列，尤其是塔里木河流域的棉花。然而，棉花的生產受到溫度、光照、降水等因素的影響，因此，充分合理利用農業氣候資源有著極其重要的作用。塔里木河流域屬于內陸河流域，具有極好的棉花種植條件。在國家大力支持的政策前提下充分發揮自然優勢，確保了國家棉花安全和紡織行業棉花需求以及農村經濟的發展。然而，植棉業發展需要重視規模適度化發展。研究分析了塔里木河流域的棉花種植適宜氣候條件，利用典型相關分析法，采用權重建立多元線性回歸模型求得適宜度并進行分級，對塔里木河流域棉花種植適宜度劃分，結論和實際的地區棉花產量分布相一致，相關程度高。在塔里木河流域中北部地區高度適宜，南部地區普遍適宜，中北部個別地區不適宜或未種植。在塔里木河流域植棉業帶來經濟利益的同時，應考慮其適宜性情況，不宜盲目擴大種植面積。盲目發展植棉業很可能會對植棉業發展、市場前景、自然資源等產生一定的破壞[11，16]。參考文獻：[1] 劉晏良.棉花發展戰略研究[M].北京：中國統計出版社，2006.[2] 喻曉玲，鄧小麗.新疆南疆棉花與中國主產棉區比較優勢分析[J].經濟研究導刊，2008，32（13）：158-159.[3] 汪曉銀，周保平.數學建模與數學實驗[M].第二版.北京：科學出版社，2012.[4] 張新煥，王昌燕.塔里木河流域植棉業時空演化及優化發展研究[J].中國農業大學學報，2011，16（3）：1-7.[5] 張厚瑄，孫 楠.新疆棉花生產的氣象災害及防御對策措施[J].中國農業氣象，2000（4）：10-16.[6] 徐羹慧.南疆塔里木河流域生態環境近期變化的成因解釋[J].新疆氣象，2005，28（2）：28-31.[7] 倪天麒，海熱提·涂爾遜，葉文虎.新疆棉區的劃分及其發展潛力預測[J].經濟地理，2000，20（4）：89-93.[8] 馬淑萍，王 戈，龍 熹.中國棉花生產與政策60年[J].中國棉花，2009，36（9）：5-22.[9] 周國勝，公天亮，劉 淼.新疆兵團棉花產業發展的思考[J].中國農墾，2005（7）：30-33.[10] 倪天麒，海熱提·涂爾遜，曾 靜.新疆棉花生產的適度規模及其調控對策[J]. 干旱區地理，2000，23（2）：143-148.[11] 文啟凱，蔣平安，盛建東.加強土地生態系統調控促進新疆植棉業持續發展[J].新疆農業科學，2001，38（1）：4-6.[12] 毛樹春.中國棉花可持續發展研究[M].北京：中國農業出版社， 1999.[13] 王 莉，杜 珉.我國棉花生產的價格反應研究[J].中國棉花，2009，36（6）：2-5.[14] 田新椿，楊光華.新形勢下新疆棉花產業發展現狀問題及政策建議[J].新疆金融，2008（12）：23-25.[15] 汪若海.中國棉區的劃分與變遷[J].中國棉花，2009，36（9）：12-16. [16] 劉琰琰，潘學標.中國棉花生產縣域比較優勢分析[J].棉花學報，2007，19（1）：64-68.endprint