農業供給側改革背景下新疆棉花產量變動及其驅動因素分析

衛小華 張立杰

摘要：農業供給側改革的提出為調整生產要素投入結構、降低農業成本、探索推進新疆維吾爾自治區棉花產業提質增效的路徑明確了方向。基于2001—2016年新疆棉花產業生產的相關統計數據對影響棉花產量變動的驅動因素進行分析，從生產條件、人力要素投入、物質投入、產出效益4個方面選取11個相關指標進行灰色關聯分析，判定各驅動要素與新疆棉花產量變動之間的灰色關聯程度及其動態變化，并以多元線性回歸方法構建各驅動要素與棉花產量間的回歸模型;基于通徑分析方法對其相關系數進行分解，區分各驅動因素對棉花產量變動的直接或間接作用。結果表明，農業用水量、棉花種植面積是新疆棉花產量變動的主要驅動因素，而化肥折純量與棉花產量呈現負相關關系。

關鍵詞：農業供給側;新疆;棉花產業;產量;驅動因素回歸模型;通徑分析

中圖分類號： F326.12 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）14-0338-04

棉花是一種重要的國家戰略性資源，新疆維吾爾自治區（簡稱新疆）因區域內氣候干燥、光熱資源充足、宜棉區土地資源豐富等獨特的自然資源條件成為目前我國最大的商品棉基地。2014年，國家率先在新疆地區實行了棉花目標價格改革試點以進一步促進棉花價格市場化，以差別化補貼政策引導國內植棉區域向新疆集中[1]。朱會義從基本生產要素配置效率角度入手，指出在當前市場經濟條件下市場力量的推動造成的勞動生產率區域差異是1980年以來中國棉花生產向新疆集中的主要原因[2]。新疆獨特的自然環境因素及地理區位因素成為其大力發展棉花紡織服裝產業的有利條件，但受棉花大規模種植所帶來的不斷攀升的外部環境成本及有限的土地、勞動力資源對棉花生產的限制和影響引起產業界與學術界的廣泛關注[3]。因此，有必要對新疆棉花產量的變動及其驅動因素進行分析。尤其是在“農業供給側結構性改革”背景下，解決新疆棉花產業調整生產要素投入結構失衡問題、降低農業成本對新疆在發揮自身區位資源優勢的前提下促進棉花產業的轉型升級、實現棉花產業的長足發展具有重要意義。棉花生產是一個復雜的系統問題，能夠驅動棉花產量變動的因素眾多，王太祥等基于灰色關聯動態分析對新疆生產建設兵團棉花生產的影響因素進行分析，并指出能夠表征農業現代化水平的農村用電量、農業機械總動力、化肥施用量等要素是影響其棉花產量的主導因素[4]。員臻等利用面板數據回歸對我國棉花主產省份相關統計數據進行分析，指出播種面積、農業機械總動力、受災面積等對棉花產量有顯著影響，并認為我國棉花生產存在不同程度的過度施肥問題[5]。嚴彩虹等通過分析各氣象因素與新疆棉花產量之間的相關關系，指出對棉花產量的影響最顯著的是年日照時數[6]。從已有研究成果來看，氣象因素變化、種植面積、農業現代化水平等均對棉花產量有著顯著影響，但對于這些因素綜合效應的分析卻很少。目前對于農作物生產能力影響因素的綜合效應分析主要采用多元線性回歸、灰色關聯理論、因子分析、主成分分析及熵值法等，且主要的研究對象是糧食生產能力，這些方法大多忽略了各要素間的相關關系及潛在影響。本研究基于灰色關聯分析、多元線性回歸與通徑分析等方法從生產條件、人力要素投入、物質投入、產出效益4個方面對新疆地區棉花產量變動的驅動因素進行綜合分析，為加快新疆地區棉花產業集聚與轉型發展助力并為推進新疆大力發展棉花紡織服裝產業戰略提供決策參考。

1 新疆棉花產業發展現狀

新疆位于我國西北內陸，因其獨特的區位、光熱條件逐步發展成為我國最大的商品棉生產基地，并開始由基本的棉花種植模式走向棉花產業集群發展。該地區是典型的大陸性干旱氣候，區域內干旱、光照長、少雨適合棉花生長，目前已形成北疆、南疆、東疆三大棉區，是當前我國最具競爭優勢的產棉大區。根據國家統計局的統計數據顯示，2016年全國棉花播種面積337.61萬hm2，比2015年減少42.05萬hm2，同比減少11.1%，其中新疆地區棉花播種面積為180.52萬hm2，占全國總播種面積的53.47%;全國棉花總產量534.3萬t，比2015年減產26.0萬t，同比減少4.6%，其中新疆地區棉花產量359.4萬t，占全國總產量的67.27%，說明新疆已成為我國棉花供給最重要的來源地。

自2001年以來新疆棉花總產量逐步增加，區域內植棉規模逐年擴大，與其他諸如化肥施用量、農藥費的增長，尤其是農業機械動力單位消耗的逐年攀升相對應的是單位用工量的逐年下降（表1），顯示了新疆地區現代化農業的發展與農業技術的廣泛應用。新疆棉花大面積連作、棉田化學物質使用量不斷增加、化學污染日趨嚴重、水資源矛盾加劇等問題顯現，已嚴重影響新疆棉花生產的可持續發展。矯健等針對當前新疆農業發展面臨的“一帶一路”建設和“加快推進供給側改革”的重要機遇期，指出要加快推進新疆外向型現代農業轉型升級，促進農業和經濟社會穩步發展[7]。棉花已成為新疆地區經濟、社會發展的支柱，更是我國棉花供給的主要來源，作為我國“一帶一路”倡議的核心區域，新疆與中亞國家的互聯互通必將帶來區域內棉花產業集群的升級和蓬勃發展。

2 新疆棉花產量變動及其驅動因素關聯動態分析

2.1 研究方法選擇、數據來源

首先，采用灰色關聯分析方法對各驅動因素對新疆棉花產量波動的影響程度進行分析，得出能夠影響新疆棉花產量變動的主導因素。其次，基于多元線性回歸方法對各主導因素對新疆棉花產量的綜合效應進行測度，并計算其擬合精度。最后，基于上述灰色關聯分析與多元線性回歸結果采用通徑分析方法區分各驅動因素對棉花產量的直接或間接作用。本研究相關數據由2001—2017年《中國統計年鑒》《新疆統計年鑒》《全國農產品成本收益資料匯編》《中國農村統計年鑒》等整理而得。

2.2 驅動因素選擇

影響棉花產量變動的驅動因素眾多且較復雜，本研究在借鑒他人研究成果的基礎上[8-10]，充分結合新疆地區棉花生產實際，從生產條件、人力要素投入、物質投入、產出效益4個方面選擇代表新疆棉花產量變動的驅動因素，并基于全面性、可靠性、可操作性及典型性原則構建新疆地區棉花產量變動的驅動因素體系（表2）。

2.3 基于灰色關聯分析的新疆棉花產量驅動因素分析

2.3.1 生產條件因素 棉花產量與生產條件因素中各指標間的灰色關聯度排序為受災面積（0.697 81）>有效灌溉面積（0.642 10）>棉花種植面積（0.622 17），且在各要素總排序中也位居前列，表明這幾個指標均與棉花產量中度相關。棉花產量的增長有賴于良好的光熱條件與水土資源，良好的自然條件是棉花生長的基礎，而這些因素大多是人力不可改變的，本研究對這些氣候因素不作考慮，因此應大力提升棉花品種的抗旱、抗災能力以及農業技術水平，大力發展節水灌溉與滴灌技術以提升棉花總產量。

2.3.2 人力要素投入、產出效益因素 棉花產量與農業從業人員數量、單位面積產量、單位面積產值均中低度相關，其灰色關聯度分別為0.443 95、0.348 60、0.660 85，相對來說相關程度較高。其中關聯度較高的是單位面積產值，說明促進棉花產量的增長應適度提升植棉收益，棉花產量高、效益好能幫助棉農提升植棉積極性。隨著農業現代化水平的提高，棉花種植所需的單位用工正逐步下降導致相關度不高，因此可以通過農用機械的大規模使用替代以提升棉花總產量。

2.3.3 物質投入因素 棉花產量與物質投入因素中各指標的灰色關聯度排序為農業用水量（1.030 66）>農用機械總動力（0.662 50）>農藥費（0.621 94）>化肥折純量（0.598 37）>農膜用量（0.385 13），說明各因素與棉花總產量均中高度相關，對棉花產量的提升有較大影響。特別是農業用水與新疆棉花產量之間的灰色關聯度達到了1.030 66，為高度相關，表明農業用水是影響新疆棉花產量的一大重要因素。因此，建議政府部門繼續適度扶持對農業科技的投入力度，以促進農業科技的研發和研發成果轉化為現實的生產力，促進農業現代化水平的提高，以提升棉花總產量。

3 新疆棉花產量影響因素分析

3.1 多元線性回歸模型的建立

綜上基于灰色關聯分析對新疆棉花產量變動的驅動因素可知，各驅動因素對新疆棉花產量均有較高的相關性，其中最重要的驅動因素是農業用水量，其余3類因素中與新疆棉花產量關聯程度較高的是受災面積、農業從業人員數量與單位面積產值。考慮到棉花種植面積是棉花產量增長的基礎，因此將其作為生產條件方面的投入因子;而農業用水量、化肥折純量與棉花產量高度相關;產出效益中，由于單位面積產量是單位面積產值實現的基礎與直接體現，選擇單位面積產量作為表征產出效益的因子。具體而言，將棉花產量作為因變量，棉花種植面積、農業從業人數、農業用水量、化肥折純量、單位面積產量等因素作為自變量進行多元線性回歸（表4）。

上述回歸模型的擬合優度R2為0.999，其剩余因子e=1-R2=0.031 62，即模型所引入的自變量對于因變量棉花產量的解釋較充分，回歸模型擬合效果良好。結果表明，化肥折純量對新疆棉花產量呈現負向影響，結果雖并不顯著，但已表明新疆地區棉花生產已存在過度施肥的問題，該結果有力地支持了員臻等的研究結果[5]。

3.2 通徑分析

通徑分析（path analysis）的基本原理最早是由美國學者賴特于1921年創立的，最早應用于遺傳學世代的通徑分析，后逐步推廣應用于多個變量間。通徑分析是一種建立在多元回歸分析上的統計方法，可以不受度量單位和自變數變異程度的影響，區分自變量對因變量的直接和間接作用[12]。其具體步驟如下：第一，根據最小二乘法原理，將線性回歸方程 y=β0+β1x1+β2x2+…+βnxn變換成正規矩陣方程，y表示因變量;xi（i=1，2，…，n）表示n個自變量;rxixj表示xi與xj的簡單相關系數;rxiy表示xi與y的簡單相關系數;Pyxi表示xi對y的直接通徑系數即表4中的標準化系數。第二，相關系數的組成分析，根據公式Pxixj=rxixj×Pyxi得出間接通徑系數。根據多元線性回歸分析的結果，基于通徑分析方法將上述回歸模型（1）中的各驅動因素與因變量棉花產量之間的相關系數進行分解（表5）。

從通徑系數（直接作用）來看，自變量棉花種植面積（x1）、農業從業人員數量（x4）、農業用水量（x5）、化肥折純量（x6）、單位面積產量（x10）對因變量棉花產量（y）的直接作用分別為0.857 6、0.174 8、-0.029 7、0.035 3、0.059 7。可見，各驅動因素中棉花種植面積（x1）對棉花產量（y）的直接影響作用最大，遠遠大于其他自變量對棉花產量（y）的直接影響作用。從間接通徑系數來看，各驅動因素對因變量的影響均不同程度依賴于其他因素的作用，其中農業從業人員數量（x4）通過棉花種植面積（x1）對棉花產量（y）的間接影響最大，為0.681 6;另外，農業用水量（x5）通過棉花種植面積（x1）對棉花產量（y）的間接影響同樣較大，為0.237 2，各要素對棉花產量的影響在很大程度上依賴于棉花種植面積（x1）。各要素的總投入量主要依賴于種植面積基礎，而單位面積內的要素投入均是有限的，說明新疆地區棉花產量的增長很大程度上依賴于棉花種植面積的擴張，棉農可能受棉花收益增長驅使逐步增大植棉規模帶來棉花產量的逐年增長，但連續的棉花連作也會帶來一系列的嚴重問題。

3.3 主要驅動因素對新疆棉花產量變動的影響

首先，棉花種植面積。棉花種植面積是區域棉花總產量增長的基礎，2016年新疆地區棉花播種面積為180.52萬hm2，占全國總播種面積的53.47%，植棉規模的持續增長是棉花產量增加的源泉。在各驅動因素中，棉花種植面積對棉花產量的直接影響巨大，其他因素對于棉花產量的影響均不同程度依賴于植棉規模。回歸結果顯示，棉花種植面積每增加1個單位就會使棉花產量增加0.170 72萬t。其次，農業用水量。新疆地區是典型的大陸性干旱氣候、生態環境脆弱，農業用水量占據其生產性用水總量的90%以上，水資源不足已成為當前棉花產業發展最大的瓶頸。農業用水量對棉花產量的影響最大，農業用水量的投入每增加1個單位就會使棉花產量增加0.179 58萬t。當前，新疆地區正大力發展節水灌溉技術與滴灌技術，依托現代農業技術發展以解決農業用水不足的問題。最后，農業從業人員數量、單位面積產量與化肥折純量。隨著農業現代化水平的逐步提高，單位面積用工量逐步減少，代之以農業機械總動力、農業化肥、農膜等現代化農業科技成果的廣泛使用。隨著棉花目標價格補貼政策的推行，必將帶來植棉戶經濟效益的顯著提升。而化肥折純量與棉花產量呈現負相關關系，說明化肥的過度使用帶來產量的負向增長。

4 結論與建議

4.1 結論

基于2001—2016年新疆棉花產業生產的相關統計數據對影響棉花產量變動的驅動因素進行灰色關聯分析，再利用多元線性回歸模型對其中關聯程度較高的因素進行定量分析，確定其回歸系數，并通過通徑分析方法對其相關系數進行分解。結果表明，新疆地區棉花產量與各驅動因素的相關性都很強，且農業用水對棉花產量的貢獻作用最強，其次是棉花種植面積與單位面積產量。這與已有研究有部分出入，已有研究大都認為棉花種植面積是影響棉花產量最重要的指標，這可能與新疆獨特的自然區位條件有關，新疆地處干旱區，水資源約束是棉花生產規模擴大的主要瓶頸，因此須大力發展節水灌溉技術與滴灌技術，有效提升灌溉水平促進棉花增產增收。棉花種植面積、農業從業人員數量、農業用水量、化肥折純量、單位面積產量等5個因素對棉花產量有顯著影響，其他要素均與棉花產量有著中度甚至高度的相關性，發展棉花產業須從多角度改善棉田生態、氣候、技術等條件，以助推棉花產業化發展。

4.2 新疆棉花增產路徑選擇

農業供給側結構性改革的提出為新疆棉花產業的發展明確了方向，因此應充分發揮新疆區位和資源等優勢，從生產要素投入端探索推進棉花產業提質增效的路徑和手段，進而提出以下建議：第一，優化耕地種植結構，保持棉花種植面積。現階段棉花產量的提升主要依靠植棉規模的擴張，要科學合理規劃種植結構，以杏棉間作、棗棉間作、西瓜與棉花間作等方式合理利用耕地，在保持耕地規模平衡發展的基礎上提高棉農的經濟效益而不損害耕地生態自身。第二，加大農業科技投入，提高棉花單產。新疆地處西北內陸，為典型的干旱區氣候，脆弱的農業生態環境一直是新疆農業發展的阻礙。加大農業科技投入有利于培育和推廣更多耐受性強的優良品種;發展農業節水灌溉技術、滴灌技術切實保障棉花生產所需;學習西方發達國家有關棉花規模化種植的有效手段，因地制宜引進、學習，為棉花的現代化優化發展作出貢獻。第三，發展農業基礎設施建設，加大水庫、水利設施投資。新疆地區生產用水中幾乎全部用于第一產業生產，近年來國家已加大對農田水利設施建設的投資，但相對新疆廣大的棉田種植面積尚不足以全面覆蓋，加強以農田水利為重點的農田基本建設，可提高有效灌溉面積和旱澇保收率，改善農田生產條件，增強抗御自然災害的能力。第四，科學合理施肥，保護棉田生態。上述多元回歸模型中化肥折純量系數為負，說明存在一定程度的過量施肥問題。過量施肥易導致土壤肥力下降、土壤板結，甚至由于其中富含的氮磷元素會帶來水域污染，影響棉花品性。科學合理施肥，提高化肥的使用效率，有利于保護耕地，實現棉花高效可持續發展。

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