新疆縣域棉花產量空間分異及驅動因素

蒲 娟，余國新，王 嬌，李明亮

（新疆農業大學 經濟管理學院，新疆 烏魯木齊 830052）

0 引言

棉花是產業鏈較長、產業關聯性最強的大田經濟作物，也是中國重要的農產品及戰略物資［1］，棉花生產的健康、可持續發展對提高生產者收入、棉紡織企業革新并形成棉花產業集群、滿足消費者的多元化需求及保障社會經濟穩定等意義深遠［2］。長期以來，我國高度重視棉花領域的革新，為促進棉花產業高質量發展，先后通過實施棉花目標價格、棉花生產供給側結構性改革政策等來穩定植棉面積、促進棉花生產提質增效。中國棉花生產的重心也隨之發生了巨大變化，逐步由長江、黃河流域向地處西北內陸的新疆轉移，打破了棉花生產“三足鼎立”的局面，截至2022年新疆棉花產量連續28 a穩居全國首位，逐步發展成為我國最大的棉花產區［3］。新疆獨特的自然地理環境、廣闊的土地以及國家的政策支持等為大力發展棉花產業提供了有利條件，但受區域干旱、季節性洪澇災害、極端天氣、棉田環境污染等因素的制約，棉花生產在地理分布上呈現出向優勢棉區集聚及劣勢棉區逐漸收縮并退出的趨勢，空間分布的地域差異性和不均衡性日漸突顯。因此，如何克服不利氣候條件及其他因素的影響、不斷提高棉花的產量和提升其品質、合理布局棉花生產是當前農業高質量發展背景下亟待解決的重要問題。

學術界關于棉花生產布局的研究較為豐富，研究尺度上大多精確到省域或縣級來分析全國［4-5］或新疆棉花生產的空間分布特征及其規律［6-7］，研究對象上主要圍繞棉花種植面積、產量以及單位面積產量等展開，研究內容上通常從棉花種植面積、產量的發展變化趨勢和波動情況、生產布局、影響因素等單方面入手，但綜合不同要素探析棉花產量空間格局變化及驅動因素的研究較少。同時，不同學者運用的研究方法也各不相同，其中有關棉花生產空間集聚變化的研究多運用生產規模指數、集中系數、差異系數、比較優勢指數及空間自相關分析等［8-11］，關于影響棉花生產布局因素的研究一般采用多元對數線性回歸模型［12］、固定效益和隨機效應模型、GWR模型及空間計量模型等［11］，少有學者將多種空間計量模型進行比較分析。此外，過往對棉花產量影響因素的探究基本限于單一要素對棉花產量的促進或抑制作用，對棉花產量空間格局演變的驅動因素和不同要素組合對棉花產量的影響缺乏深入探討，鮮有將氣候因素、政策環境因素等納入同一系統展開分析。鑒于此，本研究綜合運用地理學、空間計量經濟學和農業經濟學的相關理論及方法，從棉花產量的時空分布特征及其驅動因素2個層面入手，探討2000—2017年新疆縣域棉花產量的空間分異和驅動因素，以期對制定棉花生產政策和引導棉花生產可持續發展提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 數據來源

本文以2000—2017年為研究時間段，為探究新疆縣域棉花產量的時空演化，剔除3 a及以上從未種植棉花的縣域，最終確定了55個棉花主要種植縣域為研究單元，并依據縣域所處經濟帶特征將研究區劃分為天山北坡、環塔盆地及吐哈盆地3個棉花主產區?；A數據源于2001—2018年《新疆統計年鑒》《中國縣域統計年鑒》，并以新疆行政區劃單位shapefile圖為基準，植棉縣域的經緯度數據來自國家基礎地理信息系統共享平臺。棉花生育期的平均氣溫、降水量和日照時數等氣候數據源自新疆各個氣象站點，依據空間距離最近原則將選取的樣本縣域與各氣象站點進行聯結，以實現2個數據集合的合并。

1.2 研究方法

1.2.1 區域差異度量 關于區域差異度量的方法頗多，涵蓋標準差、變異系數、加權變異系數、基尼系數及Theil指數等，其中Theil指數與其他方法相比具有一定優勢，如其在度量區域差異的基礎上能具體反映地區內和地區之間的差異變化對區域總體差異變化的影響［13］。據此，引入Theil指數定量分析新疆棉花生產的區域結構特征，計算公式為［14］：

式（1）中，T為棉花生產的總差異，K為棉花生產縣域總數；xp為p縣域的棉花產量；α為所有縣域的平均棉花產量。對棉花生產進行組間（Tb）和組內差異（Tw）分析，Tb和Tw分別表示為：

式（2）～式（3）中，m為區域數量，Ki為區域i中縣域數量；xi為區域i的棉花產量均值。由此Tb/T為棉花生產的組間貢獻度，Tw/T為棉花生產的組內貢獻度。

空間自相關分析是地理學常用的分析方法之一，用來衡量事物空間分布的相關性，確定區域間的空間關系［15］，通常可以使用全局和局部空間自相關檢驗進行測度。

（1）全局空間關聯。學者們檢驗研究對象是否存在全局空間自相關大多采用全局Moran’sI和Geary指數。為測度新疆縣域棉花生產在整體上是否存在空間自相關，本研究選用全局Moran’sI進行全局空間關聯分析，計算公式為［16］：

式（4）中，n為新疆植棉縣域數目，yi或yj為新疆植棉縣域的屬性值，y為所有研究縣域的均值，I表示Moran’sI指數，取值范圍介于［-1，1］之間，wij為衡量新疆棉花生產空間關系的權重矩陣。學者多基于鄰接概念構建空間權重矩陣研究棉花生產空間分布，而忽視了非鄰接關系對其的影響，因而本研究以地理距離標準構建空間權重矩陣，表現形式為：

式（5）中，d為2個棉花種植縣域地理重心位置之間的距離（本文使用ARCGIS 10.7軟件測算2個縣域中心位置之間的距離）。2個棉花種植縣域的距離越近，權重越大，相互之間影響越大；反之亦然。

（2）局部空間關聯。雖然全局空間關聯可以用來反映研究對象的整體空間分布及其關聯程度，但是尚未體現屬性相似對象是否存在空間集聚或分散，而冷、熱點分析則可以用來探討研究對象的局部空間關聯［17］。本研究采用Getis-Ord Gi進一步識別新疆縣域棉花生產的高值簇和低值簇，即冷、熱點區的空間分布，通過冷點與熱點區域的變化情況深入探究棉花生產空間布局演變，具體計算公式為［18-19］：

1.2.2 標準差橢圓 標準差橢圓作為一種揭示地理要素空間分布多方面的空間統計方法，通常被廣泛運用于生態學、社會學、人口學等領域，其主要由重心、轉角θ、長半軸、短半軸等要素構成［20］。本研究用標準差橢圓來探析新疆縣域棉花生產的空間分布特征，并以此識別其重心位置的變化和移動方向趨勢，其中標準差橢圓重心表示的是棉花生產空間分布的相對位置，轉角θ可以用來說明棉花生產空間分布的主趨勢方向，長半軸主要用來反映棉花生產在主趨勢方向上的離散程度，短半軸則可以反映棉花生產在次趨勢方向上的離散程度變化，相關原理及計算過程參考文獻［21］。

1.2.3 空間計量模型 空間計量模型與一般計量模型的差異在于其考慮空間效應，即探討空間因素對因變量的影響。由于縣域棉花產量在數量及空間分布上存在差異，本研究試圖將空間因素納入分析縣域棉花產量的驅動因素。具體步驟為：首先，采用普通面板模型對因變量進行全局和局部空間相關檢驗，判斷縣域棉花產量是否存在空間相關性；其次，借助空間計量模型探討影響縣域棉花產量變化的關鍵因素。

運用普通面板模型分析縣域棉花產量的驅動因素，模型設定為［8］：

式（8）中，mhcl為棉花產量，i和t分別表示地區和時間標識；X為縣域棉花產量的驅動因素；μ和γ分別表示縣域效應和時間效應；ε為誤差項。

當全局及局部空間關聯的測度結果顯示新疆縣域棉花產量存在明顯的空間效應時，再采用空間面板模型考察棉花產量的驅動因素。空間面板模型主要涵蓋3種類型：

（1）空間自回歸模型（SAR）。主要用于考察因變量在空間上是否存在擴散現象或基礎效應，具體模型為［6］：

式（9）中，ρ表示空間自回歸系數，主要用來衡量鄰近縣域的棉花產量變化對本地棉花產量變化的影響，W為經濟距離空間權重矩陣（本研究SAR、SEM和SAC模型的空間權重矩陣W相同），研究中主要采用地理距離空間權重矩陣與人均GDP空間權重相結合而構建的空間嵌套矩陣，進而探究新疆縣域棉花產量的空間效應。

（2）空間誤差模型（SEM）。當被解釋變量產生空間自相關的因素并未體現在解釋變量中時，誤差項存在空間效應，此時需考慮誤差項的空間自回歸，這里采用空間誤差模型進行分析，具體為［6］：

式（10）中，λ為誤差項的空間自回歸系數，用以衡量鄰近縣域棉花產量變化的誤差沖擊對本地棉花產量變化的影響，Vit為服從獨立分布的誤差項。

（3）空間通用模型（SAC）。該模型是上述2類模型的綜合，具體模型為［22］：

式（11）中，空間權重矩陣Wa和Wb可以相同，也可以不同。

2 結果與分析

2.1 新疆縣域棉花生產空間分異

2.1.1 棉花生產時空特征 從時序上看，2000—2017年全疆棉花生產總量不穩定，表現為波動式增減交替變化，且增產年份多于減產年份（圖1）。根據新疆棉花產量的變化，具體可以劃分為3個階段：第一階段（2000—2005年），該階段棉花產量呈線性緩慢上升趨勢，僅2002年有小幅度下降；第二階段（2005—2010年），該階段棉花產量主要呈先增后減的倒“V”形分布，2008年之后棉花產量開始逐年減少；第三階段（2010—2017年），該階段棉花產量呈“先增后減—再增再減—遞增”的“M”型分布，2012、2014、2017年出現棉花產量高峰值，其中2017年棉花產量達456.600萬t。就不同區域而言，不同年份、棉區產量的變動趨勢、變動幅度存在差異，其中吐哈盆地棉區產量變動幅度最小，天山北坡及環塔盆地棉區產量均呈波動式上升趨勢。2000—2013年三大區域棉花產量增長緩慢，2013—2017年環塔盆地和天山北坡棉區產量變動幅度較大且與全疆棉花產量變化趨勢大體一致。同時環塔盆地、天山北坡和吐哈盆地棉花產量均在2014年達到高值，分別為235.460萬、93.366萬、9.024萬t，而吐哈和環塔盆地棉花產量為18 a來最大值。

圖1 2000—2017年新疆棉花產量變動趨勢圖

結合2000—2017年新疆棉花產量變動趨勢選取2000、2005、2010和2017年4個主要年份，運用ArcGIS 10.7軟件按照自然間斷點分級法將縣域棉花產量劃分為5個等級用以反映棉花生產空間特征，由此可以得到不同時期新疆縣域棉花產量的空間分布圖（圖2）。從宏觀視角來看，新疆逐漸形成以環塔盆地、天山北坡為核心的棉花主產區和以吐哈盆地為核心的一般棉花產區。環塔盆地、天山北坡棉區產量呈遞增趨勢且前者高于后者，2000—2017年環塔盆地棉花產量為56.9798萬～232.8466萬t，天山北坡棉花產量為18.5472萬～101.0760萬t，而吐哈盆地棉花產量變動較平緩。棉花高產縣多分布在河流流經的綠洲農業灌溉區，低產縣零星分布于距河流較遠的綠洲外緣戈壁荒漠區。從微觀縣域尺度來看，不同年份新疆縣域棉花生產空間分布差異顯著，棉花產量在空間上呈現由低產縣向高產縣聚攏且層次分明的“圈層棉花生產格局”。2000年棉花產量空間分布以天山北坡的沙灣縣、瑪納斯縣高值中心層向周邊呼圖壁縣、昌吉市等低值縣（市）分散，環塔盆地棉區以阿克蘇市、阿瓦提縣、沙雅縣等7個高值棉花生產縣（市）向尉犁縣、新和縣、麥蓋提縣等呈圈狀發散分布；2005年天山北坡棉區高值中心增加至3個縣域，環塔盆地棉區空間分布較為離散，高值縣也不同，棉花生產布局呈現高值縣域向周邊低值縣域遞減的趨勢；2010年棉花產量高值中心發生變化，高產棉縣由分散點狀轉變為集中連片分布于天山北坡和環塔盆地棉區，天山北坡棉區高值縣為沙灣縣和烏蘇市，環塔盆地棉區高值中心呈條帶狀坐落于塔里木河及葉爾羌河各縣；2017年天山北坡、環塔盆地棉區高值縣均呈點狀分布，天山北坡棉區的高值縣域未改變，環塔盆地棉區的高值縣由8個縣域降為2個縣域。而吐哈盆地棉區產量空間分布差異較小，由于篇幅的限制，文中不再闡釋。

2.1.2 棉花生產區域差異 不同地域棉花生產存在差異，計算各區域棉花生產Theil指數以反映棉花生產的區域差異。2000—2017年新疆棉花生產Theil指數呈先降后升的變化趨勢，具體而言棉花生產Theil指數由2000年的0.499下降至2001年的0.458，2002年上升至0.594，接著連續5 a下降，2007年下降為0.432，隨后2016年上升至0.746，2017年再次下降為0.698（圖3），可見新疆棉花生產的區域差距由縮小逐漸轉為擴大。從環塔盆地、天山北坡和吐哈盆地三大區域2000—2017年的Theil指數來看，吐哈盆地Theil指數變化較小，說明吐哈盆地各縣域棉花生產在研究期間未發生較大變化；天山北坡和環塔盆地的Theil指數變化趨勢與全疆的變化趨勢大體一致，前者的Theil指數在整體上高于全疆的，后者的Theil指數則低于全疆的，說明研究期間天山北坡各縣域的棉花生產區域差異要高于環塔盆地各縣域的。2000—2017年間全疆、天山北坡、環塔盆地和吐哈盆地Theil指數的均值分別為0.543、0.593、0.510、0.037，可知天山北坡棉花生產空間區域差異最大，環塔盆地次之，吐哈盆地最小，且全疆棉花生產的空間區域差異程度高于環塔盆地和吐哈盆地的，而低于天山北坡的；2016年全疆、天山北坡、環塔盆地和吐哈盆地棉花生產的區域差異均達到最大值，其Theil指數分別為0.746、0.784、0.701、0.123。從分解結果可以看出組內差異是新疆棉花生產差異的主要原因，一般情況下組內差異的變化趨勢與總差異的變化趨勢一致，即呈先降后升的波動式變化；組間差異變化幅度較小且基本趨于穩定。從貢獻度來看，各年份的總差異中至少95%來自組內差異，2%來自組間差異，說明組內差異對棉花生產總差異的貢獻度依舊較大，組間差異對棉花生產總差異的貢獻度較小。

圖3 2000—2017年新疆棉花生產區域差異及貢獻度

新疆棉花生產區域差距呈縮小至擴大趨勢，究其原因與棉花政策、縣域經濟發展水平等相關，棉花政策的實施在一定程度上縮小了縣域棉花生產的差異，然而各縣域經濟發展水平則是棉花生產區域差異增大的主要原因。2000—2007年3個區域的棉花生產區域差異縮小，這與2001年我國實施棉花流通體制改革有較大關聯，該政策實施后我國放開了對棉花的收購政策并逐步建立全產業鏈體系，縮小了地區間差異，2006年我國開始實施《棉花加工資格認定和市場管理暫行辦法》，徹底放開了對棉花的收購政策，棉花市場化的趨勢增強，區域之間的棉花生產此時差異為最小。2007—2016年三大區域棉花生產區域差異擴大的關鍵在于各區域經濟發展水平差異，其中天山北坡棉區屬經濟發達區，經濟發展水平較高，非農產業發展良好，工業化、城鎮化和信息化進程快，對棉花生產的“擠兌作用”突出，人口較密集、耕地面積銳減等多種因素的影響使得該區域棉花生產水平下降。環塔盆地棉區作為新疆棉花生產的核心區，棉花種植面積大，有較多的農業就業機會，農業收入占比較高，棉花產量逐年升高；國家支農惠農政策的相繼出臺，提升了環塔盆地的棉花生產能力，高產棉區漸增，低產棉區減少，新疆棉花生產總差異進一步拉大。

2.1.3 棉花產量重心移動軌跡 利用ArcGIS空間統計模塊中的Directional Distribution 工具，以新疆各縣域的棉花產量為權重，計算2000—2017年新疆縣域棉花產量的空間分布橢圓（圖4）及其參數結果（表1）。從空間位置來看，棉花生產重心介于81.5675°～82.9022°E，40.8930°～41.6924°N 之間（圖4b），大致位于新和縣、庫車縣西南部和阿克蘇市東北部地區。從重心移動軌跡來看，棉花生產重心的波動性較強，呈“東北—西南”往復移動態勢，總體移動方向趨向東北。由此可劃分為3個階段：第一階段為2000—2013年，該階段棉花生產重心主要從西南向東北方向移動，其中2000—2002年棉花生產重心向東北方向移動，2002—2003年棉花生產重心向東南方向移動，2003—2005年棉花生產重心向東北方向移動，2005—2006年棉花生產重心向西南方向移動，2006—2008年棉花生產重心向東北方向移動，2008—2009年棉花生產重心向西南方向移動，2009—2013年棉花生產重心向東北方向移動；第二階段為2013—2016年，該階段棉花生產重心由東北向西南方向移動；第三階段為2016—2017年，該階段棉花生產重心由西南向東北方向偏移。從標準差橢圓空間分布態勢(圖4a)可以看出，研究期內新疆縣域棉花生產標準差橢圓總體變化幅度不大，基本以新和縣、庫車縣西南部和阿克蘇市東北部地區北部為中心，基本覆蓋天山北坡、環塔盆地大部分縣域，西至英吉沙縣、阿克陶縣、莎車縣和葉城縣，東接烏魯木齊市、昌吉市、呼圖壁縣，南連沙雅縣、且末縣，北抵察布查爾錫伯自治縣，覆蓋了研究區的60%。

表1 新疆縣域棉花生產空間分布標準差橢圓參數

圖4 2000—2017年新疆縣域棉花生產重心偏移

從標準差橢圓的轉角θ來看（表1），2000—2017年新疆縣域棉花生產空間標準差橢圓的轉角θ年度變動幅度不大，基本介于59.886°～62.477°之間，說明新疆縣域棉花生產分布的年度變動較小，東北—西南方向棉花生產密集且較穩定。從標準差橢圓的長、短軸變化來看，近18 a來新疆棉花生產的標準差橢圓的長軸始終大于短軸，且長、短軸總體上在減少并呈波動下降的態勢（表1）。具體來看，長軸的標準差表現為先減（2000—2002年）后增（2002—2006年），再減（2006—2013年）再增（2013—2014年），而后又減（2014—2017年）的變化趨勢，短軸的標準差則呈3次增減循環，最終趨于平衡的狀態，說明新疆縣域棉花生產空間分布在“東北—西南”方向呈“收縮—擴張”循環，最后表現為收縮趨勢；在“西北—東南”方向則呈“擴張—收縮”循環，最后呈現出收縮至平緩的態勢，且“東北—西南”方向的收縮趨勢強于“西北—東南”方向的，表明新疆棉花生產在“東北—西南”“西北—東南”格局有所弱化。

2.1.4 棉花產量熱點區域演化 傳統的統計理論通常不考慮地理空間位置對變量的影響。為避免忽視空間因素導致的變差［23］，本研究通過計算全局Moran’sI指數探析新疆縣域棉花生產的空間分布格局。首先，基于ArcGIS 10.7軟件計算新疆縣域棉花生產的全局Moran’sI指數以探究棉花生產在全局上是否存在空間自相關。由表2可知，2000—2017年新疆縣域棉花生產全局Moran’sI值介于0.090～0.172之間且通過10%的顯著性檢驗，說明新疆縣域棉花生產整體上存在正向空間關聯，空間布局表現出聚集向分散的特征。從年際變化來看，2000—2009年新疆縣域棉花生產Moran’sI指數基本維持在0.100左右并逐漸上升，可見縣域棉花生產的集聚程度加劇，2009年棉花生產Moran’sI指數最大值為0.172，說明此時新疆縣域棉花生產在空間上最為集聚；2009—2013年棉花生產Moran’sI指數增長緩慢，保持在0.166左右；2013—2017年棉花生產Moran’sI指數先減后增，但2014、2015年該值分別下降至0.116、0.115，這與棉花目標價格政策實施的滯后性有較大聯系，2014年為該政策實施初期，穩定植棉規模的效果不明顯，棉花生產集聚程度不高，2016、2017年Moran’sI指數上升，可見此時棉花目標價格政策的實施起到了穩定植棉面積的作用，各個縣域的棉花產量有所增加，棉花生產集聚程度增強。

表2 新疆縣域棉花生產的空間全局自相關指數

全局Moran’sI指數雖可反映新疆縣域棉花生產在空間上是否集聚，但并不能明確縣域棉花生產集聚的結構和特征，本研究通過計算2000、2005、2010和2017年新疆縣域棉花生產的優化Getis-Ord指數，從局部視角分析縣域棉花生產空間集聚分布格局（圖5）。2000—2017年新疆縣域棉花生產整體上經歷了由集聚分布到隨機分布的過程，主要表現為以冷、熱點集聚區域為中心向四周減弱的圈層分散式分布格局，熱點區域集中分布在環塔盆地和天山北坡棉區，冷點集聚區則分布于吐哈盆地，2017年有所改變。2000年新疆縣域棉花生產以阿克蘇市、沙雅縣和新和縣為核心分別向溫宿縣、阿瓦提縣、巴楚縣、庫車縣、柯坪縣、麥蓋提縣及周邊縣域輻射；2005年阿克蘇市和新和縣的熱點極核地位不保，形成以庫車縣和沙雅縣及鄰近縣域為核心，輻射環塔盆地及天山北坡的棉花熱點分布區；2010年棉花生產的熱點高顯著區分布范圍擴大，形成了以阿瓦提縣、阿克蘇市、新和縣、沙雅縣、庫車縣等為核心的“東北—西南”走向棉花生產條帶熱點極核；2017年棉花生產高熱點顯著區減少，環塔盆地棉區逐漸形成以新和縣、沙雅縣、庫車縣和輪臺縣為熱點核心向周邊縣輻射，天山北坡棉區則以烏蘇市為熱點中顯著區向周邊縣域輻射的格局。冷點區域變化較小，2000年主要分布在吐哈盆地棉區的鄯善縣和高昌區，2005、2010年分布在鄯善縣，2017年冷點分布范圍由吐哈盆地擴大至環塔盆地，主要分布在和田縣、鄯善縣和高昌區。

圖5 2000、2005、2010和2017年新疆縣域棉花生產冷、熱點區域演化

2.2 新疆縣域棉花產量的驅動因素

2.2.1 驅動因素選擇 影響棉花產量的因素頗多，借鑒已有研究成果，基于“N-T-P-S-P”五維視角選取驅動因素，其中“N-T-P-S-P”表示影響新疆縣域棉花產量因素的5個維度，其中N表示自然環境，T表示技術條件，P表示生產投入，S表示社會經濟，P表示政策環境，本研究共選取了12個指標作為衡量影響新疆棉花產量的因素（表3）。

表3 新疆棉花產量驅動因素的選擇

2.2.2 結果與分析 大多學者通常采用Moran’sI檢驗、2個拉格朗日乘數形式LMERR、LMLAG及其穩健(Robust)的LMERR和LMLAG判斷來確定選擇何種類型的空間計量模型。表4中LM檢驗均顯著，表明影響棉花產量的因素既涵蓋解釋變量及其自身的空間滯后項，又包含鄰近地區棉花生產的誤差沖擊，因此，應構建空間通用模型以考察影響棉花產量的因素。為驗證結果的穩健性，本研究對普通面板模型、空間滯后模型及空間誤差模型的回歸結果進行對比分析，由Hausman檢驗結果可知其顯著性較好，因此可以確定選用固定效應模型來進行估計，進而得出新疆縣域棉花產量驅動因素的回歸結果(表4) 。從因變量的空間自回歸系數(ρ)來看，SAR和SAC模型的空間自回歸系數為正且通過1%的顯著性檢驗，說明新疆縣域棉花產量具有正向空間溢出效應，周邊縣域棉花產量的提升有利于本縣域棉花產量的增加。從誤差項的空間自回歸系數(λ)來看，SEM和SAC模型的空間自回歸系數為正且通過1%的顯著性檢驗，說明周邊縣域一些被忽視的影響因素通過誤差沖擊對本縣域棉花產量產生正向效應。

表4 新疆縣域棉花產量驅動因素回歸結果

從自然環境因素來看，日照時數變量在普通面板模型和SAR模型中系數均為正，且通過5%的顯著性檢驗，表明日照時數的增多有利于增加棉花產量，也是棉花穩產和優產的保障，光照時間越長，棉花品質越好，尤其開花吐絮階段的日照時數為主導因子［24］，日照時數越長越有利于提高成鈴率和單鈴重，進而促使棉花產量增加；但納入誤差項的空間滯后項之后，日照時數的系數值逐漸減小且不再顯著，此時日照時數對棉花產量的促進作用不穩健。而降水量和平均氣溫變量在4種模型設定下系數均為負且不顯著，因此，降水量和平均氣溫對棉花產量的作用在模型中并未顯現。

從技術條件因素來看，4種模型設定下機械化水平和棉花單產系數為正且通過1%的顯著性檢驗，表明機械化水平的提升和棉花單產的增加顯著促進了縣域棉花產量提高。新疆地域面積廣闊，機械化水平的增強對棉花增產增效有重要作用。隨著大型植保機械、無人機、采棉機、秸稈粉碎機等運用到棉花生產環節，棉花生產日益規?；同F代化，釋放了大量農村勞動力，有利于緩解由勞動力匱乏引起的“用工荒”和“拾棉難”等問題，也降低了棉花的生產成本，棉農的棉花種植意愿增強，種植規模擴大，棉花產量增加。棉花單產則是縣域棉花生產技術水平的主要體現，隨著新疆棉花生產逐漸由勞動密集型向技術密集型轉變，地膜覆蓋、水肥一體化、節水灌溉、機械采收技術等全程一體化技術的推廣實施在一定程度上促使棉花單位面積產量增加，棉花生產效率提高。

從生產投入因素來看，4種模型設定下棉花化肥施用量和勞動力的系數均在1%的水平下顯著為正，可見棉花化肥施用量和勞動力對縣域棉花產量數量上的增減及空間上的集聚均有重要影響，即增加棉花化肥施用量和勞動力數量有利于提高縣域棉花生產水平，促進棉花增產。土地、農資和人力等生產要素投入是農戶棉花生產活動的基礎，化肥施用作為棉花產量的內在動力，兩者呈正相關，增加棉花化肥施用量雖有利于增產，但對棉花品質、棉田土質等會產生一定影響。勞動力數量作為人力資本的反映，影響著棉農的種植積極性，從而影響棉花產量。新疆各個縣域的勞動力越豐富，越能夠滿足廣大棉農從事棉花生產對勞動力的需求，也有助于保障棉農日常棉花生產過程中的用工需求，進而穩定了棉農的棉花種植意愿，有助于棉花產量的增加。

從社會經濟因素來看，城鎮化率在普通面板模型的系數為負且未通過顯著性檢驗，但逐步納入因變量即誤差項的空間滯后項之后，城鎮化率的系數逐漸變小，且在SAR、SEM和SAC模型中分別通過5%、10%、10%的顯著性檢驗，即隨著城鎮化的發展，棉花生產水平的下降也會影響棉花產量。城鎮化對棉花生產有短期和長期效應，從短期效應來看，城鎮化的發展使得農村青壯勞動力外遷，植棉活動意愿下降，勞動力老齡化突顯，對棉花產量帶來沖擊；但從長期效應來看，城鎮化水平的提升增加了外出務工勞動力的收入，土地流轉陸續開展，農民植棉意愿增強。政府對資源的控制能力在4種模型中的系數為負且在SAR模型中通過10%的顯著性檢驗。政府對資源的控制能力是各縣域政府基礎設施建設水平、財政資金是否合理利用的體現，政府對資源的控制能力較強，這意味著政府合理運用財政資金，對縣域經濟建設和社會發展具有促進作用，農戶植棉得到支持，其生產積極性較高，棉花生產規模擴大，產量增加；反之縣域政府對資源的控制能力較弱，說明其財政資金未得到有效利用，政府對農戶棉花生產活動支持有限，農戶退出棉花種植的意愿強烈，棉花生產規模縮小，產量下降。

從政策環境因素來看，棉花臨時收儲政策和棉花生產供給側改革政策在4種模型中的系數為負且均通過1%的顯著性檢驗，而棉花目標價格政策在4種模型中的系數為正且均通過1%的顯著性檢驗。外在的政策干預對棉花生產布局和產量均產生了一定影響，由于不同政策的作用機理差異、政策實施效果滯后性等因素的影響，使得棉花臨時收儲政策和棉花供給側改革政策與縣域棉花產量呈負相關，研究期內對棉花產量的增加作用不明顯，而棉花目標價格政策在穩定農戶種植意愿方面具有促進作用。

3 討論

現階段，新疆棉花生產基本形成了以環塔盆地和天山北坡為核心的棉花產區，吐哈盆地區域為一般棉花產區，棉花產量在時間上呈波動式上升趨勢，在數量上環塔盆地棉區棉花產量高于天山北坡及吐哈盆地棉區，這與棉花面積“南增北減”的變動趨勢有較大關聯。在地理空間上，新疆棉花生產存在較大程度的區域差異，棉花產量呈現由沙灣縣、烏蘇市、瑪納斯縣、阿克蘇市、阿瓦提縣、沙雅縣等棉花主產縣分別向其周邊低產縣分散的空間分布格局，而棉花高產縣集聚的熱點區、低產縣集聚的冷點區之間的分布不均衡現象日益突顯，未來能否打破主產縣域棉花生產“一枝獨秀”的局面對合理規劃棉花生產布局、穩定植棉面積和產量尤為關鍵。另外，隨著新疆棉花生產方式的轉變，棉花全產業鏈趨于完善，棉花生產效率提升，種植規模和棉花產量備受關注，但棉花質量問題往往被忽略?，F有研究大多探討了棉花種植面積［25］、產量的變化，但有關棉花質量是否提升以及如何提升棉花品質的研究較少，因此，后續研究擬同時考慮棉花的增產、增效和增質，以促使棉花生產逐步由產量規模型向質量效益型轉變。

（2）新疆縣域棉花產量的變化是多種因素共同作用的結果，這些因素日益多元化和復雜化。通常日照時數、降水量及氣溫等氣候因素作為棉花生長發育的基礎條件對棉花產量的影響頗深［26］，隨著全球氣候變暖的日益加劇，突發性自然災害對棉花生產的影響也不容小覷，因此棉花生產在關注不同時期、不同地域氣候差異對棉花生長發育影響的基礎上，還需重點關注低溫凍害、冰雹、洪澇等不利氣候因素［27］對籽棉產量及其品質的限制性影響。科學技術和生產投入是棉花生產環節不可缺少的重要部分，是提升棉花生產效率及增產的關鍵。社會經濟的發展為農戶種植棉花提供了必要的物質基礎，直接影響農戶棉花生產經營決策的意愿。不同時期我國政府通過采取差異化的棉花政策激勵棉農、軋花廠及棉紡織企業等主體積極參與棉花市場經營，以促進棉花產業的發展。除研究中提及的自然環境、技術水平、社會經濟、政策等因素對新疆棉花產量產生影響外，國內外社會環境、全球貿易的不確定性、自然災害、農戶棉花生產行為等對棉花產量的影響是后續研究中值得進一步探討的議題。

4 結論

（1）2000—2017年新疆棉花產量的變化經歷了線性平穩增長、倒“V”形分布、“M”形波動式上升3個階段。不同區域棉花產量增減趨勢、變化幅度存在差異，各區域棉花產量的變動幅度由大到小排序為環塔盆地棉區＞天山北坡棉區＞吐哈盆地棉區，棉花生產逐漸形成了以高產縣域為中心向四周低產縣域分散的空間分布特征。棉花生產Theil指數總體呈擴大態勢，組內差異是新疆棉花生產總差異的主要原因，組間差異變化幅度較小且基本趨向穩定，同時組內差異對新疆棉花生產總差異的貢獻度較大。

（2）2000年以來，新疆縣域棉花生產重心介于81.5675°～82.9022°E，40.8930°～41.6924°N 之間，棉花產量重心沿“東北—西南—東北”的軌跡移動，基本保持“北進西移”的態勢。近18 a內新疆棉花生產的標準差橢圓總體變化幅度不大，空間分布呈“東北—西南”的格局，但這種格局正逐漸向“正北—正南”方向轉變。新疆縣域棉花生產在全局空間上存在顯著的正向空間自相關，局部空間分布主要表現為以冷、熱點集聚區域為中心向四周減弱的圈層分散式分布，熱點區域集中分布于環塔盆地和天山北坡棉區，而冷點集聚區主要分布于吐哈盆地棉區。

（3）引入空間計量模型分析新疆縣域棉花產量空間變化的驅動因素，結果顯示新疆縣域棉花產量具有正向空間溢出效應，周邊縣域棉花產量的提升有利于增加本縣域的棉花產量，而周邊縣域一些被忽視的因素對本縣域的棉花產量產生正向效應。棉花產量的變化是多種因素共同作用的結果，技術條件、生產投入作為內在驅動因素，自然、政策環境及社會經濟因素作為外在驅動力均對其影響突出，其中日照時數、機械化水平、棉花單產、棉花化肥施用量、勞動力數量和棉花目標價格政策等變量對新疆縣域棉花產量產生正向影響，而城鎮化率、政府對資源的控制能力、棉花臨時收儲政策和棉花供給側改革政策等變量則對新疆縣域棉花產量產生負向影響。