基于主成分分析的新疆棉花種植面積變動及驅(qū)動力

王力+韓亞麗

摘要：新疆作為我國重要的優(yōu)質(zhì)棉生產(chǎn)基地，其棉花種植面積的變動將影響我國整個棉花產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。在基于2000—2014年新疆棉花數(shù)據(jù)和相關(guān)調(diào)研的基礎(chǔ)上，分析新疆的棉花種植情況，并利用主成分分析和多元線性回歸方法，定性與定量相結(jié)合地解釋新疆棉花種植的主要驅(qū)動力。結(jié)果表明，2000年以來新疆棉花種植面積整體呈增加趨勢，并逐步趨于穩(wěn)定；新疆棉花種植面積變化的主要驅(qū)動力體現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)投入、市場環(huán)境和棉花替代作物上，其中以農(nóng)業(yè)機械總動力投入和化學(xué)纖維產(chǎn)量的影響最為突出。

關(guān)鍵詞：新疆；棉花種植面積；全國占比；主成分分析；驅(qū)動因子；價格變動；植棉勞動力成本

中圖分類號： F326.12 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：1002-1302（2017）01-0267-03

棉花是我國的重要戰(zhàn)略物資，關(guān)系著國計民生，在我國經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位。近年來，受國際市場沖擊和價格變動的影響，棉花種植面積波動性大，影響了棉花產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定，有關(guān)棉花供給的研究逐漸成為熱點。肖雙喜等利用多元回歸模型，對新疆、河南、江蘇和山東棉花種植面積的影響因素進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)棉農(nóng)的種植慣性及收入因素對棉花面積影響很大[1]。鐘甫寧等利用面板數(shù)據(jù)對影響我國棉花生產(chǎn)區(qū)域格局的因素進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，棉花與替代作物的價格、單位面積產(chǎn)量比值、非農(nóng)就業(yè)機會、農(nóng)業(yè)投資等因素對棉花生產(chǎn)區(qū)域格局都有較大的影響，尤其是棉花與替代作物的相對價格影響最為突出[2]。譚硯文等利用適應(yīng)性預(yù)期模型與協(xié)整檢驗技術(shù)對中美兩國棉花生產(chǎn)者供給反應(yīng)函數(shù)進(jìn)行了度量，發(fā)現(xiàn)我國棉農(nóng)的決策行為主要受成本和價格的影響，而美國的棉農(nóng)卻呈現(xiàn)出反市場化的逆向行為[3]。楊莉等運用灰色關(guān)聯(lián)分析法和計量經(jīng)濟學(xué)方法對新中國成立以來新疆棉花時空演變和影響因素進(jìn)行研究，結(jié)果表明，新疆棉花面積具有明顯的階段性和波動性，棉花單產(chǎn)與棉花種植面積的關(guān)聯(lián)度最強[4]。雖然上述研究從微觀、宏觀層面運用多種方法對棉花供給進(jìn)行了探討，但也存在一定局限性，即上述研究多集中在2008年左右，而近年來我國棉花市場發(fā)生了巨大變化，棉花供給的影響因素也會有所差異。本研究從棉花產(chǎn)前、產(chǎn)中和產(chǎn)后更全面的視角對棉花種植面積的影響因素進(jìn)行探索。

隨著長江流域和黃河流域的植棉面積急劇萎縮，棉花種植布局開始向西轉(zhuǎn)移，新疆棉區(qū)優(yōu)勢地位凸顯，目前已形成了“世界棉花形勢看中國，中國棉花市場看新疆”的格局，可見新疆棉花種植面積的變化將直接影響到棉花的產(chǎn)量。因此，研究新疆棉花種植面積的變化情況及種植的主要驅(qū)動力，在棉花市場需求逐步回暖的背景下，對促進(jìn)新疆棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、穩(wěn)定全國棉花市場供應(yīng)、推動新疆棉業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本研究運用主成分分析和多元線性回歸等方法，對新疆地區(qū)2000—2014年的棉花種植面積及變化情況進(jìn)行分析，以探求其變化規(guī)律及驅(qū)動機制，從而為新疆棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供新思路。

1 研究區(qū)域概況

20世紀(jì)80年代以來，在優(yōu)質(zhì)棉生產(chǎn)基地建設(shè)項目和“一黑一白”等政策的扶持下，新疆棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。從1994年起，新疆棉花總產(chǎn)、單產(chǎn)、商品調(diào)撥量已經(jīng)連續(xù)22年居全國首位，成為我國最具比較優(yōu)勢的棉花產(chǎn)區(qū)。由圖1可見，新疆棉花種植面積直線上升，2015年新疆棉花種植面積是2000年的1.88倍，達(dá)到190.43萬hm2，占全國種植面積的 50.13%。棉花目標(biāo)價格補貼政策實施后，新疆政府制定了棉花種植結(jié)構(gòu)調(diào)整計劃，2015年下調(diào)幅度達(dá)到6.12%，2016年繼續(xù)下調(diào)約16.7萬hm2，考慮到新疆棉花的戰(zhàn)略地位，棉花種植面積將趨于穩(wěn)定。2015年新疆棉花產(chǎn)量達(dá)到350.3萬t，占全國總產(chǎn)量的62.5%。2015年新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)（簡稱兵團(tuán)）棉花生產(chǎn)成本達(dá)到 31 627.5元/hm2，地方成本為 28 500元/hm2 左右，其中勞動力成本占60%左右。由于人力資源的匱乏和農(nóng)業(yè)科技的不斷進(jìn)步，新疆棉花機械化得到快速發(fā)展。2015年全新疆實現(xiàn)58%的機采率，兵團(tuán)棉花種植面積達(dá)62.95萬hm2，機采棉面積突破43.33萬hm2，占棉花總播種面積的68.84%，其中尤以第八師機采棉發(fā)展最快，第八師棉花機采率達(dá)到82%。新疆地方機采率達(dá)到22%，機采棉主要分布在精河、沙灣、博樂和瑪納斯等區(qū)域，其中沙灣縣四道河子鎮(zhèn)的機采率達(dá)到100%，瑪納斯縣達(dá)到80%。棉花已成為新疆國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，是農(nóng)民收入的重要來源，據(jù)統(tǒng)計，新疆棉花產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的50%左右，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)棉花產(chǎn)值占種植業(yè)的60%，農(nóng)戶收入中35%來自棉花產(chǎn)業(yè)，棉花主產(chǎn)區(qū)則占60%～70%（數(shù)據(jù)源于《2016年新疆統(tǒng)計公報》及2016年棉花經(jīng)濟研究中心的相關(guān)調(diào)研）。棉花產(chǎn)業(yè)成為新疆農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展和農(nóng)民收入依存度最高的產(chǎn)業(yè)， 在新疆農(nóng)業(yè)發(fā)展中始終占據(jù)無法取代的地位。新疆棉花

產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展不僅關(guān)系著棉農(nóng)的收入，對新疆的長治久安也具有重要意義。

2 新疆植棉面積變化驅(qū)動的因子分析

2.1 研究方法及數(shù)據(jù)來源

首先利用SPSS19.0軟件對新疆地區(qū)2000—2014年的有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，得出棉花種植面積的主要驅(qū)動力。然后，建立棉花種植面積與各主要驅(qū)動因素的多元線性回歸模型，定量分析兩者之間的聯(lián)系。最后，根據(jù)主成分分析結(jié)果和回歸模型，對主要驅(qū)動力的影響進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上得出結(jié)論。本研究采用新疆地區(qū)2000—2014年共15年的相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分別來自《新疆統(tǒng)計年鑒》《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》，部分?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)計算整理所得。

2.2 指標(biāo)體系的構(gòu)建

棉花是我國僅次于糧食的第二大作物，也是產(chǎn)業(yè)鏈延伸最長的農(nóng)產(chǎn)品之一，影響棉花種植情況的因素比較復(fù)雜，不僅包含國家宏觀政策、經(jīng)濟發(fā)展水平等因素，也包含價格、農(nóng)業(yè)發(fā)展水平以及紡織業(yè)發(fā)展中棉花最重要的替代產(chǎn)品化纖的產(chǎn)量等。根據(jù)新疆棉花種植的實際情況，在調(diào)查和查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，采用2000—2014年的時間序列數(shù)據(jù)，共選擇12個主要影響因子，分別是X1（糧食作物播種面積，萬hm2）、X2（有效灌溉面積，萬hm2）、X3（新疆棉花產(chǎn)量，萬t）、X4（農(nóng)業(yè)機械總動力，萬kW）、X5（農(nóng)村固定資產(chǎn)投資額，億元）、X6（棉花單產(chǎn)，kg/hm2）、X7（糧食單產(chǎn)，kg/hm2）、X8（棉花單價，元/kg）、X9（單位面積平均收益，元/hm2）、X10（化學(xué)纖維產(chǎn)量，萬t）、X11（農(nóng)村居民家庭人均純收入，元）、X12（第一產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員數(shù)，萬人）。

2.3 基于主成分分析的棉花驅(qū)動力分析

因子分析法是一種將一些具有錯綜復(fù)雜關(guān)系的變量歸結(jié)為少數(shù)幾個不相關(guān)的新的綜合因子的多變量統(tǒng)計分析方法，其基本思想是根據(jù)相關(guān)性大小對變量進(jìn)行分組，使得同組內(nèi)的變量之間相關(guān)性較高，不同組的變量相關(guān)性較低。因子分析中每組變量代表不同的基本結(jié)構(gòu)，也稱為公共因子[5]。本研究利用主成分分析法對新疆棉花種植面積驅(qū)動力進(jìn)行分析，相關(guān)結(jié)果見表1。

由表1可知，前3個主成分的特征值均大于1，與之對應(yīng)的方差累計貢獻(xiàn)率達(dá)到93.882%，已經(jīng)包含這12個指標(biāo)中大部分的信息量，達(dá)到了分析要求，因此只須提取3個主成分即可。通過計算得到旋轉(zhuǎn)之后的載荷矩陣（表2）。

從表2的主成分載荷矩陣可以看出，第1主成分主要有糧食作物播種面積（X1）、有效灌溉面積（X2）、新疆棉花產(chǎn)量（X3）、農(nóng)業(yè)機械總動力（X4）、農(nóng)村固定資產(chǎn)投資額（X5）、棉花單產(chǎn)（X6）、化學(xué)纖維產(chǎn)量（X10）、農(nóng)村居民家庭人均純收入（X11）、第一產(chǎn)業(yè)就業(yè)人員數(shù)（X12）；第2主成分主要包括棉花單價（X8）、單位面積平均收益（X9）；第3主成分主要包括糧食單產(chǎn)（X7）。因此，可以把影響棉花種植面積的主要驅(qū)動力歸為3類，第1主成分包含棉花生產(chǎn)過程中的土地、資金、人力和農(nóng)機等方面的信息，這些都是棉花生產(chǎn)過程中不可或缺的投入資料，而化學(xué)纖維產(chǎn)量雖然屬于棉花的替代產(chǎn)品，但是化學(xué)纖維產(chǎn)量的提高是工業(yè)投入增加的重要體現(xiàn)，因此將該類定義為產(chǎn)業(yè)投入因子；第2主成分與棉花的價格和收益有較大的相關(guān)性，價格和收益往往由市場決定，因此將該類定義為市場環(huán)境因子；第3主成分主要是糧食單產(chǎn)，糧食種植面積的增加會擠占棉花的種植空間，當(dāng)糧食生產(chǎn)產(chǎn)量高、效益好時，農(nóng)民會選擇種植糧食，對棉花種植面積產(chǎn)生影響，因此將該類定義為替代作物因子。

3 新疆棉花種植面積影響因素分析

3.1 基于多元線性回歸的驅(qū)動力模型

根據(jù)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，棉花種植面積的主要驅(qū)動力是產(chǎn)業(yè)投入、市場環(huán)境和棉花替代作物。根據(jù)載荷矩陣結(jié)果，農(nóng)業(yè)機械總動力、化學(xué)纖維產(chǎn)量分別是農(nóng)業(yè)投入、工業(yè)投入的重要體現(xiàn)，因此選這2個指標(biāo)作為產(chǎn)業(yè)投入因子。由于價格相比單位面積平均收益是市場環(huán)境變化更直接的體現(xiàn)，因此選取棉花價格作物市場環(huán)境因子，以糧食單產(chǎn)作物棉花替代作物因子。共選取4個主要驅(qū)動因子作為自變量，以棉花種植面積為因變量（Y）進(jìn)行多元線性回歸，得到的回歸結(jié)果及各變量參數(shù)見表3。

由表3可以得到棉花種植面積與農(nóng)業(yè)機械總動力（X4）、糧食單產(chǎn)（X7）、棉花單價（X8）、化學(xué)纖維產(chǎn)量（X10）4個影響因子之間的回歸方程：

Y=92.032+1.301X4-0.024X7-2.346X8-17.530X10。

模型結(jié)果表明，除了農(nóng)業(yè)機械總動力因素呈現(xiàn)正向驅(qū)動外，糧食單產(chǎn)、棉花單價以及化學(xué)纖維產(chǎn)量3個因素對棉花的種植均呈現(xiàn)負(fù)向驅(qū)動。綜合主成分分析結(jié)果，這幾個因素就是棉花種植面積變化的主要驅(qū)動因子。

3.2 主要驅(qū)動因子對棉花種植面積變化的影響

3.2.1 農(nóng)業(yè)機械總動力 農(nóng)業(yè)機械總動力是農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的重要指標(biāo)，農(nóng)業(yè)機械總動力越高，說明當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平越高。2015年新疆地方棉花生產(chǎn)成本為27 000～28 500元/hm2，其中物化成本占40%，而人工成本占60%，成為棉花種植成本的主要組成部分。隨著勞動要素資源的短缺和價格的提高，棉農(nóng)種植棉花的積極性將進(jìn)一步降低，但是機械化可以彌補勞動力不足，機械化程度的提高不僅可以提高農(nóng)業(yè)的組織化程度，而且在很大程度上也可以降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，進(jìn)而帶動棉花種植面積的增加。從方程來看，農(nóng)業(yè)機械投入每增加1個單位，棉花種植面積將提高1 301 hm2。

3.2.2 糧食單產(chǎn) 糧食是棉花的替代作物，根據(jù)理性經(jīng)濟人理論，農(nóng)民會通過預(yù)期收益進(jìn)行種植決策，糧食單產(chǎn)的提高會在一定程度上抑制農(nóng)戶種植棉花的意向。方程結(jié)果顯示，雖然糧食單產(chǎn)會對棉花種植產(chǎn)生負(fù)面作用，但并沒有通過顯著性檢驗（表3），可見影響是有限的。因為在當(dāng)前市場環(huán)境下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植成本高，農(nóng)產(chǎn)品價格低迷，農(nóng)作物種植的效益都比較低下，農(nóng)民棄棉種植玉米、小麥等糧食作物的經(jīng)濟效益并不高，但是種植棉花有目標(biāo)價格補貼政策的支持，農(nóng)民可以保障基本收益，實際上農(nóng)戶種植棉花比種植糧食的意愿要大。這也在一定程度上阻礙了新疆種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐，雖然棉花單位面積平均收益逐年下降，但是棉花比較效益較高。

3.2.3 棉花單價 棉花的價格會直接影響棉農(nóng)的種植積極性，進(jìn)而對棉花的種植面積產(chǎn)生影響。從圖2可以看出，2013年之前棉花種植面積和棉花價格整體呈上升趨勢，但同期變化方向并不都一致，如2004年、2011年棉花價格出現(xiàn)大幅度下跌，但棉花種植面積卻是增加的；從回歸結(jié)果中也可以看出，棉花價格對棉花種植面積的驅(qū)動力呈負(fù)值。出現(xiàn)這種情況主要是由于以下幾個原因。（1）棉花價格對種植面積的驅(qū)動存在滯后性。當(dāng)年的價格漲跌可能影響今后1年甚至數(shù)年的種植面積變化，影響周期大概在3～4年[6]。（2）棉花價格上升，農(nóng)民的獲利是微薄的，并不能形成正向的驅(qū)動力。棉花價格上漲，各種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料、人工費用也是水漲船高，甚至遠(yuǎn)超棉花價格增加的幅度。（3）棉花價格并不能完全反映市場供需平衡，棉花作為我國的大宗農(nóng)產(chǎn)品，政府調(diào)控力度大，棉花價格更多地受政策的影響，導(dǎo)致價格對種植面積的驅(qū)動力大大減弱。

3.2.4 化學(xué)纖維產(chǎn)量 棉花作為紡織業(yè)的重要原材料，其成本占紡織業(yè)成本的比重高達(dá)70%以上。在紡織業(yè)的各種原材料中化學(xué)纖維是棉花的一種重要替代品，當(dāng)棉花供不應(yīng)求或者價格太高時，紡織企業(yè)在生產(chǎn)中會選擇增加化學(xué)纖維的使用量，以減少棉花用量，這種信號會對棉花下一年度或未來年度的生產(chǎn)產(chǎn)生影響。一般在化學(xué)纖維需求量較高的地區(qū)，棉花生產(chǎn)規(guī)模指數(shù)較低。根據(jù)張立杰等的研究，棉花的主要需求來自紗線生產(chǎn)，紗線生產(chǎn)波動會引起化纖生產(chǎn)的波動[7]?；貧w結(jié)果也顯示，化學(xué)纖維產(chǎn)量對棉花種植面積有顯著的負(fù)向影響，每增加1個單位的化學(xué)纖維產(chǎn)量，將導(dǎo)致棉花種植面積下降17 530 hm2。

4 結(jié)論

根據(jù)新疆地區(qū)2000—2014年的時間序列數(shù)據(jù)，分析了新疆棉花種植面積變化的基本情況，再運用主成分分析法和多元線性回歸模型， 揭示新疆棉花種植面積變化的驅(qū)動力及主要影響因素，從而得出以下結(jié)論。

（1）新疆地區(qū)2000—2014年棉花種植面積呈直線上升趨勢，15年來凈增加89.2萬hm2，年均增長率4.62%。2014年新疆實施目標(biāo)價格補貼試點政策， 使當(dāng)年棉花種植面積達(dá)

到歷年來最大值，為195.33萬hm2。在棉花種植結(jié)構(gòu)調(diào)整政策下，2016年棉花種植面積為173.76萬hm2，新疆棉花種植面積趨于穩(wěn)定（數(shù)據(jù)根據(jù)新疆維吾爾自治區(qū)、兵團(tuán)農(nóng)業(yè)廳調(diào)查結(jié)果）。

（2）新疆棉花種植的驅(qū)動力主要有產(chǎn)業(yè)投入、市場環(huán)境和替代作物3個主要因子。在對棉花種植面積影響因素分析中，農(nóng)業(yè)機械總動力和化學(xué)纖維產(chǎn)量的影響最為明顯，雖然糧食單產(chǎn)和棉花價格對棉花種植面積會產(chǎn)生負(fù)作用，但影響比較小。

新疆作為我國最大的產(chǎn)棉區(qū)，為了穩(wěn)定其棉花種植面積，保障棉農(nóng)收益，提出以下對策建議：一是大力發(fā)展棉花機械化種植，隨著勞動力成本的提高以及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的要求，發(fā)展機械化成為必然趨勢，新疆應(yīng)加大機采棉品種研發(fā)力度，積極探索相應(yīng)的配套管理措施，創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)，降低植棉成本，提高棉農(nóng)種植效益；二是建立健全棉花市場價格調(diào)控機制，我國棉花受政府調(diào)控力度大，在目標(biāo)價格背景下，棉花開始由計劃調(diào)控轉(zhuǎn)為市場自由配置，但棉花市場體系建設(shè)滯后，棉農(nóng)缺乏價格預(yù)期和指導(dǎo)意識，政府應(yīng)盡快完善相應(yīng)的法律法規(guī)，引導(dǎo)棉農(nóng)參與市場，降低種植風(fēng)險；三是推進(jìn)土地流轉(zhuǎn)制度改革，小規(guī)模種植難以實現(xiàn)規(guī)模收益和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，應(yīng)加快土地經(jīng)營權(quán)有序流轉(zhuǎn)，發(fā)展適度規(guī)模經(jīng)營，推動棉花產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高棉花產(chǎn)業(yè)的集約化、組織化程度。

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