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(yīng)性展開研究，利用典型相關(guān)分析法提取指標，采用權(quán)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(jié)果表明，塔里木河流域棉花種植適宜度劃分與實際棉花產(chǎn)量地區(qū)分布一致，相關(guān)程度高。對棉花種植適宜性的研究，一定程度上為地區(qū)棉花種植業(yè)的發(fā)展提供了宏觀上的指導(dǎo)和借鑒，促進了棉花種植業(yè)在整個塔里木河流域的科學(xué)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：塔里木河流域；適宜性；植棉業(yè)

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(jīng)濟作物，而塔里木河流域種植的棉花無論是在穩(wěn)定棉紡織工業(yè)發(fā)展和保證國家安全方面，還是在穩(wěn)定邊防和促進經(jīng)濟發(fā)展方面，均具有重要的戰(zhàn)略地位[1，2]?？茖W(xué)合理地綜合評價塔里木河流域棉花農(nóng)業(yè)氣候資源，掌握光、熱、水資源的優(yōu)劣勢，對因地制宜指導(dǎo)棉花生產(chǎn)，實現(xiàn)良種布局區(qū)域化、引種科學(xué)化，分區(qū)制定植棉技術(shù)規(guī)程，充分合理利用農(nóng)業(yè)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(tǒng)。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(qū)。目前，與塔河干流有地表水聯(lián)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(qū)、克孜勒蘇柯爾克孜自治州、喀什地區(qū)、和田地區(qū)的42個市縣與新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團（以下簡稱兵團）的阿拉爾市、圖木舒克市以及農(nóng)一師、農(nóng)二師、農(nóng)三師、農(nóng)十四師的諸多團場。該區(qū)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(yōu)質(zhì)棉區(qū)，是我國最適宜的植棉地區(qū)。塔里木河流域地區(qū)植棉優(yōu)勢在近30年尤其顯著，植棉規(guī)模迅速擴大。1 材料與方法數(shù)據(jù)來自《中國棉花統(tǒng)計資料匯編》、《新疆統(tǒng)計年鑒》、《新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團統(tǒng)計年鑒》等。氣象數(shù)據(jù)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(shù)、月平均最大風(fēng)速、月平均風(fēng)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(qū)劃。2 結(jié)果與分析假設(shè)收集的數(shù)據(jù)中棉花相應(yīng)的數(shù)據(jù)為產(chǎn)出指標，對氣象數(shù)據(jù)取平均值得到影響指標。在產(chǎn)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(guān)；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(guān)的典型變量中，這兩個典型變量線性組合之間的相關(guān)性最大。利用SAS軟件進行模型計算與統(tǒng)計檢驗結(jié)果，如表1所示。 由表1中數(shù)據(jù)可知，前兩個典型變量相關(guān)系數(shù)較高，表明相應(yīng)典型變量之間密切相關(guān)。由程序運行得到的冗余度分析結(jié)果得出，產(chǎn)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(guān)系數(shù)的平方表明，產(chǎn)出指標中分別有91.51%和45.30%的信息可以有相應(yīng)的影響變量予以解釋；前兩對典型變量的重疊系數(shù)較大，產(chǎn)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(chǎn)出指標被影響指標解釋的比例和產(chǎn)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(shù)，給出的典型相關(guān)模型如表3所示。典型相關(guān)模型中假設(shè)棉花總種植面積y1、棉花總產(chǎn)量y2、棉花單產(chǎn)y3為產(chǎn)出指標，對氣象數(shù)據(jù)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(shù)x4、月平均最大風(fēng)速x6、月平均風(fēng)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(shù)和反映風(fēng)速的指標月平均風(fēng)速為棉花種植適宜性評價指標。這4項指標兩兩評價的結(jié)果見表4。 下面定義CR=■作為衡量所得權(quán)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(shù)，當CI=■<0.1時，歸一化得到特征向量作為評價指標的權(quán)重，否則說明比較判斷矩陣不夠合理，需要進行調(diào)整。根據(jù)表6數(shù)據(jù)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(quán)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(shù)，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(shù)值?；貧w系數(shù)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(quán)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(shù)值如表7。 根據(jù)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(qū)，得到圖1。3 結(jié)論與討論20世紀90年代以來，隨著我國棉花種植業(yè)布局的調(diào)整，國家采取了北傾西移的植棉政策，同時加大了對具有優(yōu)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(chǎn)主要基地的戰(zhàn)略[4，10]。新疆棉花單產(chǎn)、總產(chǎn)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(chǎn)受到溫度、光照、降水等因素的影響，因此，充分合理利用農(nóng)業(yè)氣候資源有著極其重要的作用。塔里木河流域?qū)儆趦?nèi)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(fā)揮自然優(yōu)勢，確保了國家棉花安全和紡織行業(yè)棉花需求以及農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展。然而，植棉業(yè)發(fā)展需要重視規(guī)模適度化發(fā)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(guān)分析法，采用權(quán)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(jié)論和實際的地區(qū)棉花產(chǎn)量分布相一致，相關(guān)程度高。在塔里木河流域中北部地區(qū)高度適宜，南部地區(qū)普遍適宜，中北部個別地區(qū)不適宜或未種植。在塔里木河流域植棉業(yè)帶來經(jīng)濟利益的同時，應(yīng)考慮其適宜性情況，不宜盲目擴大種植面積。盲目發(fā)展植棉業(yè)很可能會對植棉業(yè)發(fā)展、市場前景、自然資源等產(chǎn)生一定的破壞[11，16]。參考文獻：[1] 劉晏良.棉花發(fā)展戰(zhàn)略研究[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2006.[2] 喻曉玲，鄧小麗.新疆南疆棉花與中國主產(chǎn)棉區(qū)比較優(yōu)勢分析[J].經(jīng)濟研究導(dǎo)刊，2008，32（13）：158-159.[3] 汪曉銀，周保平.數(shù)學(xué)建模與數(shù)學(xué)實驗[M].第二版.北京：科學(xué)出版社，2012.[4] 張新煥，王昌燕.塔里木河流域植棉業(yè)時空演化及優(yōu)化發(fā)展研究[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，16（3）：1-7.[5] 張厚瑄，孫 楠.新疆棉花生產(chǎn)的氣象災(zāi)害及防御對策措施[J].中國農(nóng)業(yè)氣象，2000（4）：10-16.[6] 徐羹慧.南疆塔里木河流域生態(tài)環(huán)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(qū)的劃分及其發(fā)展?jié)摿︻A(yù)測[J].經(jīng)濟地理，2000，20（4）：89-93.[8] 馬淑萍，王 戈，龍 熹.中國棉花生產(chǎn)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(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考[J].中國農(nóng)墾，2005（7）：30-33.[10] 倪天麒，海熱提·涂爾遜，曾 靜.新疆棉花生產(chǎn)的適度規(guī)模及其調(diào)控對策[J]. 干旱區(qū)地理，2000，23（2）：143-148.[11] 文啟凱，蔣平安，盛建東.加強土地生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控促進新疆植棉業(yè)持續(xù)發(fā)展[J].新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2001，38（1）：4-6.[12] 毛樹春.中國棉花可持續(xù)發(fā)展研究[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社， 1999.[13] 王 莉，杜 珉.我國棉花生產(chǎn)的價格反應(yīng)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(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)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(qū)的劃分與變遷[J].中國棉花，2009，36（9）：12-16. [16] 劉琰琰，潘學(xué)標.中國棉花生產(chǎn)縣域比較優(yōu)勢分析[J].棉花學(xué)報，2007，19（1）：64-68.endprint