2000～2015年新疆粮食生产时空演替与驱动因素分析*

王 晶，肖海峰

(1.中国农业大学经济管理学院，北京 100083； 2.塔里木大学经济与管理学院，新疆阿拉尔 843300)

0 引言

粮食是一种具有战略意义的特殊商品[1]，粮食安全始终是关系到国民经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大战略问题[2]。美国学者布朗的《谁来养活中国》使中国粮食问题成为世界关注的焦点[3]。当前，我国农业发展环境错综复杂，部分农产品供求结构性失衡问题日益凸显，如何在资源环境约束趋紧的背景下，优化粮食品种结构和区域布局，以保障国家粮食安全和有效供给，是未来农业亟须解决的重要问题。2016年国家相继出台《全国种植业结构调整规划(2016-2020)》、《全国农业现代化规划(2016-2020)》等，提出调整优化种植结构，提高粮食安全保障能力。新疆占国土面积的1/6，拥有中国面积最大的后备耕地资源[4]，亦可能成为我国粮食安全的战略接替区，独特的地域环境使该地区的粮食安全对边疆民生及社会安定具有特殊意义。2016年新疆粮食种植面积226.67万hm2，产量实现八连增，基本保证“区内平衡，略有结余”，但是水资源结构性短缺且效率偏低、生态环境脆弱且功能退化、粮食供求区域性矛盾突出、“粮棉争地”“粮果争地”品种结构矛盾加剧等问题使得新疆粮食安全让人堪忧。因此，探讨新疆粮食生产的时空变迁与布局优化，对提高新疆粮食生产综合能力和国家粮食安全具有重要意义。

科学合理的粮食生产格局是确保粮食安全的有效途径，粮食生产时空变迁及布局优化问题是近年来学术界关注的焦点并已取得部分有价值的研究成果。在研究对象上，从国家、区域、省域等不同的空间尺度进行研究，邓宗兵[5]、徐志宇[6]等运用GIS、空间自相关、重心迁移等方法对中国粮食生产空间布局的时空特征及驱动因素进行分析； 陈玉洁[7]、潘佩佩[8]等从区域尺度探讨了东北西部、太湖流域粮食生产时空格局变化及粮食安全； 周立青[9]、张红富[10]等运用空间计量和数理统计分析方法，从省域尺度探讨了黑龙江和江苏省粮食生产时空变化及动因，还有学者研究了不同粮食品种的布局变迁问题[11]。在研究方法上，描述性统计分析、聚类分析、回归分析以及Moran′s I指数、空间重力、GIS等空间计量方法被广泛应用于宏观或区域性粮食生产方面的研究[12-13]。在研究内容上，主要围绕时空格局、空间集聚、地域差异及动因方面。综上，已有的研究成果对指导我国粮食生产和优化布局具有一定指导意义，研究方法由描述性分析向空间计量分析转变，研究区域由宏观尺度向中微观尺度转变，但是对于县域尺度等微观层面的研究较少。因此，文章利用2000～2015年地区粮食生产统计数据，采用重心迁移、聚类分析和似无关方程组模型等方法，分析新疆粮食生产时空演化特征和驱动因素，旨在为新疆粮食生产空间布局优化、结构调整及构建区域粮食安全保障体系提供决策依据。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源及说明

该研究采用数据为2000～2015年新疆各县市的时间序列和截面数据构成的面板数据，为保持数据统一性和延续性，以新疆2015年行政单元为基准，以85个县(市)作为基本空间单元*将各地级市的市区范围合并为市辖区统一分析，其所辖的其他县域单独分析，由于2007年县域行政区划大幅调整，米泉市与乌鲁木齐东山区合并设立米东区，为保持数据一致性和可比性，剔出米泉市，将乌鲁木齐市辖区作为独立单元； 新疆生产建设兵团为跨区域地理单元，暂不对其进行研究，各县市主要粮食作物生产、要素投入、社会经济发展方面的数据来源于《新疆统计年鉴》和《新疆调查年鉴》，其中统计资料中没有提供不同粮食作物化肥施用量、有效灌溉面积数据，这两项数据根据各县市粮食作物种植比重、化肥施用量(折纯)、有效灌溉面积估算得到。农作物成本收益方面数据来源于《全国农产品成本收益资料汇编》和《新疆农牧产品成本收益资料汇编》。此外，人口、面积、产量等因时间和地区差异采用不同量纲，将该类数据转化为相同的度量单位便于后期分析。

1.2 研究方法

1.2.1 重心迁移模型

粮食生产重心在时序上的空间迁移说明区域粮食生产的不均衡性，亦体现粮食生产的时空分布格局。重心迁移方向表明某区域范围内是粮食生产的聚集，而迁移距离则表明粮食生产的均衡程度，其计算公式为：

(1)

式(1)中，xi、yi为第i单元的经度和纬度坐标，该坐标取各单元的中心；λi为i单元粮食产量；X、Y为粮食重心坐标；d为重心迁移距离。

1.2.2 聚类分析

聚类分析是研究多要素样本分类的基本方法，其基本思路是根据样本数值特征的相似性或差异性，定量确定样本之间的亲疏关系，进而根据亲疏程度对样本进行聚类。常见的聚类分析主要有绝对值距离、欧式距离、明科夫斯基距离、切比雪夫距离等。该研究采用相似系数对单元进行系统聚类。

(2)

1.2.3 似无关方程组模型

粮食生产的空间布局变化是多因素综合作用的结果，既受自然环境、要素投入、技术水平等内生因素影响，也与社会、经济和市场因素相关。该文采用2000～2015年新疆粮食生产面板数据，选取耕地面积、农机总动力、化肥施用量、有效灌溉面积、非农就业机会、城镇化水平、受灾面积、粮食单产、棉花种植比重、畜牧业产值比重等变量，构建SUR模型分析水稻、小麦、玉米、豆类、薯类5种粮食作物生产空间布局变化的动因。由于SUR考虑了方程间的误差相关，参数估计方差较小，因此比单方程OLS估计结果更有效。

(3)

式(3)中，Yit为被解释变量“粮食作物种植比重”；Xit为一系列解释变量；ai为截距项；βi为要素、技术、经济等变量的参数；εit为误差项。变量含义见表1。

表1 变量名称及含义

类型变量名称符号含义赋值单位被解释变量粮食作物种植比重Y1-Y5农作物种植面积/农作物总播种面积连续变量，%要素投入人均耕地面积X1年末耕地面积/年末总人口连续变量，hm2/人单位面积农机总动力X2农机总动力/农作物总播种面积连续变量，kW·h/万hm2化肥施用量折纯X31-X35农作物种植比重×化肥施用量折纯连续变量，t有效灌溉面积X41-X45农作物种植比重×有效灌溉面积连续变量，万hm2社会经济非农就业机会X5(乡村从业人员—农林牧渔从业人员)/乡村从业人员连续变量，%城镇化水平X6非农人口/年末总人口连续变量，%环境要素受灾面积X7旱灾、水灾等自然灾害减产一成以上农作物播种面积连续变量，hm2技术水平粮食单产水平X81-X85农作物产量/农作物播种面积连续变量，kg/hm2市场要素棉花种植比重X9棉花种植面积/农作物总播种面积连续变量，%畜牧业产值比重X10畜牧业产值/农林牧渔业总产值连续变量，%

2 新疆粮食生产时空演化特征分析

2.1 时序变化特征

新疆粮食总产量呈波动上升趋势，由2000年的808.60万t增加到2015年的1 501.30万t，人均粮食占有量从407.12人/kg提高到653.00人/kg，全国排位仅次于粮食生产大省黑龙江、吉林和内蒙古，位居第4位。受20世纪90年代末粮食生产战略性结构调整影响， 2001年、2003年总产出现短暂减产。不同粮食作物变化趋势差异显著(图1)：(1)因资源禀赋及区域差异，小麦和玉米始终是新疆最主要的粮食作物，并呈现交替上升趋势， 2008年之前为小幅交替上升阶段，产出差异较小， 2008～2010年大幅交替上升，产出差异高达201.88万t， 2011年之后趋于稳定性交替上升阶段； (2)水稻、薯类、豆类产量在粮食产量中比重较小，水稻多年稳定在60万t产出水平，薯类呈连续性小幅波动上升趋势，而豆类产量则呈波动性下降趋势，且2006～2009年产出波幅显著，之后逐步趋于稳定。

2000年以来，粮食播种面积呈现“减少—增加”态势，主要粮食作物播种面积变化差异显著：(1)玉米、小麦整体呈持续增长态势，其中玉米播种面积从2000年的38.245万hm2增加到96.187万hm2，增幅高达251.50%。(2)豆类、水稻播种面积呈波动性下滑趋势，分别在2012年、2015年降到16年间最低值，薯类面积在2011年达到最高值后持续下降(图2)。从农作物种植比重来看，粮食占耕地面积比重从42.66%下降到38.64%，新增耕地向棉花、特色林果、蔬菜等作物倾斜，相对收益和政策引导是部分农户转产的主要诱因。主要作物的种植结构变化差异显著(图3)：(1)小麦播种面积比重从2000年的峰值(24.76%)一路下跌至2007年最低值(14.43%)，种植优势略有下降； (2)玉米播种面积比重呈波动性上升趋势，并在2012年达到峰值(17.67%)，优势逐渐凸显； (3)豆类、水稻比重与产量呈相似变化特征，呈缓慢下滑趋势，而薯类呈现“上升—下降”趋势。

总体来看，小麦和玉米是新疆最主要的粮食作物，但是小麦优势地位略有下降，玉米增长趋势明显，豆类、水稻、薯类非区域性主粮，优势亦有所下降。

图1 新疆主要粮食作物产量变化 图2 新疆粮食播种面积变化

图3 粮食作物结构变化 图4 南北疆粮食产量差异

2.2 空间演化特征

从宏观尺度看(图4)，新疆传统的“北牧南耕”农业格局被打破，北疆超过南疆成为重要的粮食产区，北疆分布于沿天山一线的伊犁、塔城、昌吉3地，南疆分布于喀什、阿克苏、和田等绿洲农业区。不同粮食作物结构差异显著，南疆小麦生产优势显著，从2009年开始北疆超过南疆，近年保持较为稳定的双中心态势； 北疆玉米产量从2007年反超北疆，差值急剧扩大，是导致南北疆粮食产量逐年扩大的主要驱动因素； 南疆阿克苏和北疆伊犁地区的水稻产量占据绝对优势，南疆呈弱化趋势； 北疆豆类、薯类占据明显地域优势，豆类主要分布在伊犁地区，薯类主要分布在昌吉、阿勒泰地区，整体亦呈弱化趋势。此外，人均粮食占有量区域差异增大，南北疆人均粮食占有量差值从2000年的-60.57万t提高到354.38 万t， 2007年北疆超过南疆并呈逐年扩大趋势，一般余粮区从7个地州减少到3个，粮食主产区则增加为7个，区域粮食供给率显著提高，缺粮区从2000年的26个减少为16个，主要分布在人口较密集且开发强度较高的北疆、东疆等城市化地区，区域性粮食主产区由13个增加到55个，由点状松散型分布向天山南北两带集中分布过渡。

表2 2000～2015年新疆粮食作物生产重心迁移变化

20002005201020152000200520102015粮食纬度41 73°41 66°42 53°42 95°玉米纬度41 48°41 61°42 69°43 43°经度81 90°81 62°82 24°82 53°经度81 37°81 30°82 11°82 59°移动方向-西南东北东北移动方向-西北东北东北移动距离(km)-24 5493 37145 37移动距离(km)-15 60147 92239 08水稻纬度41 18°41 04°41 86°41 97°豆类纬度44 26°44 85°42 63°42 48°经度80 59°80 22°81 38°81 08°经度84 61°84 26°81 92°82 09°移动方向-西南东北东北移动方向-西北西南西南移动距离(km)-34 73100 3396 95移动距离(km)-71 31283 15284 31小麦纬度41 76°41 49°42 38°42 30°薯类纬度43 69°43 75°42 59°42 75°经度82 06°81 66°82 35°82 50°经度86 18°86 15°84 23°84 93°移动方向-西南东北东北移动方向-西北西南西南移动距离(km)-44 8573 0670 27移动距离(km)-7 10200 20145 71

从粮食作物重心迁移变化进一步分析粮食作物的空间演化趋势(表2)，新疆粮食生产重心沿西南向东北方向移动145.37km，由南疆阿克苏地区拜城县移至北疆伊犁州特克斯县，纬向变化大于径向变化； 人口重心沿西北方向移动425.90km，由南疆巴州和硕县移至阿克苏地区拜城县，经向变化大于纬向变化，粮食生产重心与人口重心的距离由2000年的490.78km缩小到2015年的125.21km，随着粮食重心的北移，粮食产销区调运空间距离进一步缩小，未来以伊犁地区向南疆人口密集区“北粮南运”的趋势可能进一步增强。水稻生产重心在(80.22°E～81.38°E； 41.04°N～41.97°N)之间变动，向东北方向移动96.95km，在温宿县、阿克苏市、拜城县间移动； 小麦生产重心在(81.66°E～82.50°E； 41.49°N～42.38°N)之间变动，沿“西南—东北”方向移动70.27km，在阿克苏地区拜城县、新和县间往复运动，重心移动范围小于水稻，生产集中度和稳定性更强； 玉米生产重心在(81.30°E～82.59°E； 41.48°N～43.43°N)之间变动，向东北方向移动239.08km，在拜城县、特克斯县、新源县间移动，空间位移范围较大，生产重心波动性和不均衡性增强； 豆类生产重心在(81.92°E～84.61°E； 42.48°N～44.85°N)之间变动，沿西南方向移动284.31km，在乌苏市、特克斯县间移动； 薯类生产重心在(84.23°E～86.18°E； 42.59°N～43.75°N)之间变动，向西南方向移动145.71km，在新源县、吉木萨尔县间移动。

从微观尺度(图5)分析新疆县域粮食生产空间格局变化。运用系统聚类分析方法进一步分析，以5种粮食作物播种面积比重为主要指标，采用Stata11.0对数据进行聚类分析，经过多次迭代最终确定6个类型，并用ArcGIS空间插值法可视化表达2000年、2015年粮食作物空间变迁特征。

图5 新疆粮食生产空间格局变化

在85个地域单元中：(1)小麦为主、玉米为辅类型区从26个减少到18个，空间范围大幅缩小但空间集聚特征逐渐凸显，集中分布于新疆东北部、伊犁河谷、喀什绿洲与和田绿洲； (2)玉米、小麦并重区从9个增加到27个，空间范围急剧扩大且集聚趋势明显，集中分布于沿天山北坡中西部和塔里木盆地南缘，原分布于和田河、喀什噶尔河、叶尔羌河灌区属于第一类型区的部分县市因玉米播种范围的扩大，逐渐被玉米、小麦并重区取代，特别是伊犁河灌区和塔城地区的塔城市、伊宁市、额敏县、托里县和裕民县等逐渐成为新的玉米、小麦并重区，且玉米种植面积急剧扩大；(3)水稻优势区空间格局较为稳定，县(市)数量和区域均未发生显著变化，呈区域性集中态势，集中分布于大陆性冰川融水或地表径流较充足的乌鲁木齐市、察布查尔锡伯族自治县、温宿县、乌什县、和田县和于田县； (4)豆类优势区由6个减少到5个，空间范围略有缩小，部分县(市)逐渐被玉米取代，点状分布于木垒哈萨克自治县、巩留县、泽普县、叶城县等地，主要为海拔较高、无霜期短，且土地较为贫瘠的丘陵或荒漠地区； (5)薯类优势区由2个减少到1个，仅分布于乌鲁木齐县； (6)粮食作物弱势区由36个减少到28个，但集聚趋势愈加明显，原分布区域沿天山南北麓呈“剪刀”状分布，现在逐渐形成准噶尔盆地西缘、吐哈盆地和塔里木河流域三大区域，前两个区域是以工业化和城镇化开发为主的城市化地区，因干旱区建设用地占用耕地空间和水资源，粮食作物空间范围持续下降，塔里木河流域耕地、光照、水源等农业发展条件较好，逐步形成林果业(苹果、红枣、梨、核桃等)、特色农作物(番茄、辣椒等)和棉花等区域性经济作物主产区，粮食作物优势不显著，而昌吉市、呼图壁、玛纳斯县、布尔津县、福海县、哈巴河等地逐渐被玉米、小麦并重区取代。

3 新疆粮食生产空间格局变迁影响因素分析

3.1 模型检验与回归结果

面板数据兼具截面数据和时序数据的特点，样本量较大，在解决遗漏变量和观测多样本动态行为方面有明显优势，但同时也存在异方差、多重共线性和时序相关等问题，为提高参数估计结果的有效性，该文用统计分析软件Stata11.1分别用PM、FE和RE模型对数据进行回归和检验，做处理和检验： (1)对连续变量取对数以减弱模型分析中的异方差性，虽然不能彻底消除，但在一定程度上可以提高估计结果的有效性； (2)为消除变量间的多重共线性问题，将农机总动力、化肥施用量(折纯)等指标除以农作物播种面积进行数据转换，同时用方差膨胀因子VIF检验变量的多重共线性，结果显示VIF变动区间为[1.08， 4.12]，Mean VIF=2.67，根据经验判断，模型变量不存在显著的多重共线性； (3)在平衡面板数据的基础上，构建SUR模型，分别进行最小二乘回归、固定效应回归和随机效应回归，首先构建最小二乘虚拟变量模型，结果显示个体虚拟变量的显著性P值均小于0.05，即FE回归优于PM回归，然后将时间变量加入固定效应模型，其P值均大于0.05，即模型不包含时间效应，最后豪斯曼检验结果显示，显著性P值(Prob>chi2=0.00)低于5%，即FE参数估计结果比RE更有效。似乎无关方程组模型的固定效应回归结果见表3。

表3 固定效应模型估计结果

VariableRiceWheatCornBeansPotatoesCoef P>|t|Coef P>|t|Coef P>|t|Coef P>|t|Coef P>|t|C10 80(4 79)0 0017 60(8 84)0 0020 30(20 85)0 00-0 37(-0 85)0 40-0 59(-3 50)0 00X10 95(5 80)∗∗∗0 007 59(5 76)∗∗∗0 009 33(10 31)∗∗∗0 000 98(2 16)∗∗0 030 01(0 07)0 95X2-0 00(-3 32)∗∗∗0 00-0 00(-2 91)∗∗∗0 00-0 00(-6 15)∗∗∗0 000 00(0 21)0 830 00(1 93)∗0 06X3-0 00(-5 37)∗∗∗0 000 00(1 89)∗∗∗0 060 00(1 12)0 26-0 00(-13 01)∗∗∗0 000 00(0 84)0 40X42 43(31 30)∗∗∗0 000 80(11 49)∗∗∗0 001 05(14 71)∗∗∗0 004 41(39 97)∗∗∗0 002 81(32 23)∗∗∗0 00X5-0 03(-6 62)∗∗∗0 00-0 08(-2 35)∗∗0 020 00(0 12)0 91-0 03(-2 59)∗∗∗0 000 01(1 66)0 11X60 00(5 27)∗∗∗0 000 04(5 04)∗∗∗0 000 05(9 35)∗∗∗0 000 01(2 26)∗∗0 02-0 00(-0 01)0 99X7-0 00(-3 79)∗∗∗0 00—0 00(-2 65)∗∗∗0 00-0 00(-3 88)∗∗∗0 00-0 00(-4 08)∗∗∗0 00-0 00(-1 81)∗0 07X80 00(8 36)∗∗∗0 000 00(2 07)∗∗0 040 00(3 57)∗∗∗0 000 00(0 16)0 87-0 00(-1 75)∗0 08X9-0 01(-6 63)∗∗∗0 00-0 19(-13 77)∗∗∗0 00-0 16(-16 50)∗∗∗0 00-0 00(-0 06)0 96-0 00(-0 71)0 48X10-0 02(-5 60)∗∗∗0 000 15(6 72)∗∗∗0 00-0 18(-12 25)∗∗∗0 000 05(5 86)∗∗∗0 000 02(7 19)∗∗∗0 00ObsR-sqF-StatPEquation113600 8220638 870 00Equation213600 4565142 410 00Equation313600 5832228 540 00Equation413600 7292384 740 00Equation513600 6604285 530 00 注：∗、∗∗、∗∗∗分别表示在10%、5%和1%水平上统计显著

3.2 结果分析

(1)人均耕地面积、有效灌溉面积、城镇化水平、单产水平对水稻种植具有显著的正向影响。新疆可垦荒地资源约700万hm2，宜农荒地487万hm2，占全国比重的13.8%，人均耕地为全国的两倍，较为丰富的土地为粮食种植面积的扩大提供资源保障； 新疆为绿洲农业和灌溉农业，各类粮食作物种植高度依赖水资源及农田水利设施，新疆不均衡的水资源分布对水稻的空间布局影响很大，水稻优势区均分布在水源充足、农田水利设施较完备的绿洲农业区，有利于种植比重和区域性集聚效应的提高； 随着工业化、城镇化的推进，本地市场对水稻、小麦、玉米等农产品需求进一步加大，进而影响粮食种植； 节水抗草品种改良、旱地直播、机械收割及科学施肥灌溉等种植技术的推广，在一定程度上可提高单产，激发农户生产积极性。农机总动力、化肥施用量、非农就业机会、受灾面积、棉花种植比重、畜牧业产值比重等对水稻种植具有负向影响。农机总动力对水稻、小麦、玉米等作物的种植影响为负，内因在于农业机械在粮食作物和棉花、林果等经济作物间的不均衡分配，导致主粮作物单位面积平均农机总动力投入不足，且存在机械作业费、排灌费等生产成本上升等问题，抑制其种植比重的增加，而对耕种收农机化率偏低的豆类、薯类未产生负面影响； 新疆主要粮食作物的化肥施用量已处于较高水平，持续的投入对粮食作物种植的积极作用已开始弱化，并在水稻、豆类种植中体现出来； 从2016年伊犁州直农产品成本收益情况来看，水稻种植的人工成本为7 417.09元/hm2，较同期玉米生产高出89.53%，较高的非农就业机会导致更多劳动力流向其他高报酬产业，雇工费用持续上涨不利于水稻种植，这种负面影响在小麦、豆类种植中亦开始显现。

(2)人均耕地面积、化肥施用量、有效灌溉面积、城镇化水平、单产水平和畜牧业产值比重对小麦种植具有显著的正向影响。近年来，小麦节水滴灌技术在新疆大范围推广应用，有效提高水资源利用率，小麦农药拌种、精量半精量播种、“井字形”播种、机械均播、缩行条播等高产栽培技术模式的推广，为提高小麦单产和节本增效提供技术支撑，均有助于提高小麦种植； 畜牧业的快速发展增加了牧区对秸秆等饲草料的需求和区间调运，有利于推动小麦生产和畜牧业的互补性。农机总动力、非农就业机会、农作物受灾面积、棉花种植比重等对小麦种植具有显著负向影响。新疆为自然灾害多发频发地区，季节性、灾害共生性和伴生性较为显著，局地暴雨洪水、融雪型洪水及衍生地质灾害、大风及沙尘暴、冰雹、寒潮、雪灾等气象灾害给农业生产造成巨大损失， 2000年以来的农业受灾面积呈波动性上升趋势，应给予重点关注； 因光热资源优势、市场因素和长期的种植习惯，农户更愿意种植经济效益相对较好的棉花，粮棉“争水、争地、争肥”矛盾愈加凸显，这必然会降低粮食作物的种植面积，尤其对小麦、玉米、水稻等产生消极影响。

(3)人均耕地面积、有效灌溉面积、城镇化水平、单产水平对玉米种植具有显著的正向影响。新疆有效灌溉面积从2000年的312.151万hm2增长至2015年的381.223万hm2， 2014年玉米种植的水浇地比重在南北疆地区分别高达100%和85.7%，并略高于同期小麦比重，光热资源优势、水资源有效供给以及滴灌、水肥一体等农业技术，使玉米单产保持较高水平，而新疆玉米的净利润从2000年的2 571.06元/hm2上涨到2011年的6 076.46元/hm2，显著高于其他粮食作物，农户更倾向于种植产量更高并带来更多预期收益的玉米，进而增加玉米种植比重。对玉米种植具有显著负向影响的因素为农机总动力、受灾面积、棉花种植比重和畜牧业产值比重，值得关注的是，畜牧业发展并未与玉米生产形成协同互补的关系，可能的原因是：一方面玉米生产以籽粒玉米为主，从2016年才开始推行的青贮玉米耕地补贴政策尚未对粮食作物结构调整起到显著作用，另一方面，新疆畜牧业对农作物秸秆高效利用尚处起步阶段，青贮、黄贮等技术和设备设施不完善，不能实现与玉米产业的优势互补和有效对接。

(4)有效灌溉面积和畜牧业产值比重对豆类、薯类均有显著的正向影响，豆类、薯类呈现农户小规模分散种植特征，种植区域与畜牧业主产区空间重合度较高，有利于农作物副产品就近转化为饲草料，从而增加农作物种植比重； 受灾面积则对两者均产生显著负面影响。

农机总动力对薯类种植有显著正向影响，原因在于薯类种植空间布局与主粮可形成互补，且具有耐贫瘠、耐干旱和耐盐碱的生长习性，现有农业机械可充分满足薯类的种植需求，而单产水平则对其有消极影响，说明虽然薯类未来可能以第四大主粮成为种植业结构调整的主要替代作物，但是品种改良、施肥灌溉、病虫害防治等关键技术尚未配套，进而影响薯类种植。

4 结论与启示

该文运用重心迁移模型、聚类分析法和似无关方程组模型，分析了新疆粮食生产的时空演化特征及空间格局的影响因素，有几点结论。

(1)2000年以来，新疆粮食总产呈波动上升趋势，播种面积呈现“减少—增加”态势，不同粮食作物变化差异显著。小麦和玉米是新疆最主要的粮食作物，但是小麦优势地位略有下降，玉米增长趋势明显，豆类、水稻、薯类是非区域性主粮，并呈下降趋势。

(2)新疆已打破“北牧南耕”传统格局，北疆粮食产区集中在沿天山一线的伊犁、塔城和昌吉3个地区，南疆则主要分布在喀什、阿克苏、和田等绿洲农业区。人均粮食占有量区域差异增大，粮食生产重心与人口重心距离缩小，未来以伊犁地区向南疆人口密集区“北粮南运”的趋势可能进一步增强。

(3)新疆粮食生产的空间集聚特征发生显著变化，小麦为主、玉米为辅类型区空间范围大幅缩小但集聚特征逐渐凸显，集中分布于新疆东北部、伊犁河谷、喀什绿洲与和田绿洲； 玉米、小麦并重区空间范围急剧扩大且集聚趋势明显，集中分布于沿天山北坡中西部和塔里木盆地南缘； 水稻优势区空间格局较为稳定，呈区域性集中态势； 豆类优势区空间范围略有缩小，部分县(市)逐渐被玉米取代； 薯类优势区仅分布于乌鲁木齐县； 粮食作物弱势区空间范围大幅缩小且集聚趋势愈加明显，集中分布于准噶尔盆地西缘、吐哈盆地和塔里木河流域三大区域，部分县(市)逐渐被玉米、小麦并重区取代。

(4)似无关方程组模型回归结果显示，耕地面积、农机总动力、化肥施用量、有效灌溉面积、非农就业机会、城镇化水平、受灾面积、粮食单产水平、棉花种植比重和畜牧业产值等对粮食作物的种植影响显著，对不同作物的影响略有差异，通过不同的作用机理形成当前的粮食生产空间格局。

粮食安全是新疆农业结构调整的基础，粮食主产区是保障农产品供给安全的重要区域，新疆以粮棉为主推进农业供给侧改革，以构建区域粮食安全保障系统。该研究基于新疆粮食生产的时空演化特征及影响因素，对优化生产布局提出建议： 一是，以耕地生态安全评级为准适度调减棉花种植，稳定小麦、玉米、水稻的种植面积和产量，发挥比较优势，在北疆形成小麦、青贮玉米、水稻、豆类、薯类为主的粮食主产区，在南疆形成小麦、水稻、豆类为主的粮食主产区； 调减籽粒玉米，因地制宜发展满足畜牧业需求的优质蛋白玉米以增加饲草料来源，就地过腹转化增值； 作为主粮替代性作物，在适宜种植区域扩大豆类、薯类等特色农作物，优化种植结构。二是，发展适度规模经营，加强技术推广应用，提高粮食产能和安全。在粮食主产区加强集中连片、旱涝保收、稳定高产和生态友好的高标准农田建设，优先建设小麦、玉米、水稻等口粮田，稳定粮食生产供应能力，形成国家粮食安全后备基地； 加强农机装备，提高粮食作物耕种收机械化水平，特别是水稻机插和玉米、马铃薯等机播机收等关键环节的困难； 新疆绿洲农业发展的最大瓶颈在于水资源短缺，对主产区农田水利设施建设提出更高要求，应加强节水滴灌、水肥一体等技术推广，提高水资源利用率； 此外在粮食生产环节普及精选良种、配方施肥、高产栽培技术及地膜回收利用等技术措施，实现节本增效。三是，应对农业劳动力流失对粮食作物产生的负面影响给予重点关注，整合“三项补贴”资金，重点向优势粮食主产区倾向，加强惠农支农政策力度，以政策引导农户种植结构调整和提高种粮积极性。

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