1.2 农牧业自然资源区域特征
在远离海洋和高山环抱的综合地理因素影响下，新疆地形封闭，其自然条件的基本特征是气候干旱、降水稀少、光热资源丰富、水资源不足且分布不均、水土流失严重、土地广阔而利用率低、生态环境脆弱，是典型的大陆性干旱气候。
1.2.1 光能资源及其分布状况
光照条件决定着一个地区的作物类型和土地生产力，新疆干旱少雨，光照条件优越，尤其以塔里木盆地、吐哈盆地及准噶尔盆地最为显著。光能资源主要特点如下。
1.2.1.1 太阳总辐射量大
新疆年太阳总辐射量达5000～6490MJ/m2，仅次于青藏高原，比同纬度的华北和东北地区多620～840MJ/m2，比长江流域中下游多1250～2090MJ/m2。
由于新疆的山体西高东低、南高北低，在西北部形成比较多的云和降水，使太阳辐射量减少，东南部则碧空少云，降水少，辐射量增大。年太阳总辐射量东南部多在6000MJ/m2以上，西北部多在5800MJ/m2以下。哈密地区，太阳总辐射值近6400MJ/m2，是全疆年总辐射值最大的地方。塔里木盆地年太阳总辐射量在5800MJ/m2左右。北疆地区，云量比南疆多，年太阳总辐射量为5200～5600MJ/m2，其中伊犁河谷、博尔塔拉谷地、塔城盆地、额尔齐斯河谷的年太阳总辐射量约5400MJ/m2；准噶尔盆地中部的克拉玛依、车排子、炮台和莫索湾一带受地形影响，云量和风沙较多，年太阳辐射总量减少到5200MJ/m2以下，是全疆平原地区辐射量最小的地区。
在季节分配上，各地也有差异，但其总体规律是：冬季（12月至次年2月）辐射量最少，占全年的10%～16%，约550～900MJ/（m2·季），其地区分布主要受纬度支配，由南向北递减，变化比较均匀；春季（3—5月）太阳辐射量分布较为复杂，约为1490～1930MJ/（m2·季），占全年的28%～33%，东部地区辐射量较多，天山以南及塔里木盆地西北缘和其他地区较少；夏季（6—8月）是全年总辐射量最多的季节为1800～2200MJ/（m2·季），占全年的32%～39.6%，南、北疆差异不明显；秋季（9—11月）太阳辐射量减少，其分布基本上呈纬向，由南向北较均匀地减少，大致变化在1450～990MJ/（m2·季）之间，占全年总辐射量的23.5%～18%。
1.2.1.2 光合有效辐射丰富
新疆年光合有效辐射从南到北大致变化在3100～2400MJ/m2之间。南疆和东疆为2800～3100MJ/m2，北疆为2600～2400MJ/m2。季节变化比较简单，全年以6月或7月最多，12月最少。
日平均气温不低于0℃的光合有效辐射，北疆北部为1880～2090MJ/m2，准噶尔盆地、塔城盆地和伊犁河谷为2090～2300MJ/m2；东疆和南疆在2300～2510MJ/m2以上，库尔勒地区可达2720MJ/m2。各种作物生长期不同，利用的光合有效辐射也有所不同。日平均气温不低于10℃的光合有效辐射是喜温作物可利用的光能。无论南疆还是北疆，都是由盆地向山区递减，等值线呈环状分布。塔里木盆地和吐鲁番—哈密盆地光合有效辐射达2090MJ/m2以上，其中吐鲁番盆地在2300MJ/m2以上，为全疆之冠。
北疆除山区外，多为1460～1670MJ/m2，其中伊犁河谷和准噶尔盆地南缘，可超过1670MJ/m2。日平均气温不低于5℃至日最低气温不高于0℃天数能够反映多种作物和一年两熟作物的生长期，这个期间的光合有效辐射量东疆和南疆广大地区均大于2090MJ/m2，其中吐鲁番盆地和塔里木盆地可达到2300MJ/m2；北疆伊犁河谷西部、博尔塔拉谷地以及准噶尔盆地在1880MJ/m2以上，其他地区均小于此数。
1.2.1.3 光温生产潜力大
作物光温生产潜力的大小，主要决定于光合有效辐射量、光能利用率和温度条件对光合作用强度的影响程度。作物光温生产潜力最大的地方都在光、温资源丰富的盆谷地中，吐鲁番盆地和塔里木盆地光照资源充裕、热量丰富，光温生产潜力是全疆最大的地方；哈密盆地无霜冻期较短，温度条件稍差，光温生产潜力略低；伊犁河谷西部、准噶尔盆地西南部乌苏、石河子一带，光热资源、光温生产潜力都不及上述地区。由盆地向其外围扩展直到山区，由于光热资源依次递减，粮食作物光温生产潜力也逐渐减小。山区盆地如伊吾、巴里坤和昭苏虽然也有盆地聚热效应，但因其地势高，阴天多，降水量大，光热资源较少，特别是热量条件较差，不低于10℃的积温只有1300～2100℃，无霜期120～140d，只能种植一些生育期较短的喜凉作物，故光温生产潜力最小。目前，新疆光合有效辐射利用率平均不到1%，而最理想的条件下，光合有效辐射利用率可达10%～14%，可见光温生产潜力巨大。
1.2.1.4 日照时数长、日照百分率大
新疆全年日照时数达2500～3360h。地区分布特点如下：
（1）东多，西少。东部年日照时数在3100h以上。星星峡高达3550h，是新疆日照时数的高值区。海拔较高的巴里坤和伊吾盆地日照时数也多于3200h。西部地区日照时数少些，全年为2500～2900h。
（2）从盆地到山区，天山、阿尔泰山和准噶尔西部山地日照时数呈减少态势，而帕米尔高原和昆仑山日照时数呈增加态势。
（3）由于日照时数等值线的走向多呈经向分布，因而南北疆日照时数没有明显差别。作物生长季节（4—9月）目照时数为1405～1940h，北疆和东疆平原绿洲多在1700h以上，南疆多在1700h以下。一年中多数地区7月日照时数最多，其次是8月或6月。7月日照时数多在300h以上，且北疆稍多于南疆。日照时数最少的月份，北疆和南疆东北部多出现在12月，日照时数仅82～204h；东疆和南疆西南部多在1月，日照时数仅174～212h。
新疆年平均日照百分率变化在59%～75%之间，最高值多出现在9月和10月，北疆少数地区出现在8月，其值为70%～80%；最低值北疆出现在12月，其值为40%～60%，东疆和南疆出现在1月，其值为55%～71%。在作物生长季节的平均日照百分率均高于全年平均值，这对作物生长发育十分有利。
1.2.2 热量资源及其差异性
热量是影响作物生长、发育和产量形成的主要因子之一。同时又直接影响作物的生化反应。一个地区的作物种类分布、品种类型和田间管理都与热量条件密切相关。
1.2.2.1 热量资源丰富多样
塔里木盆地不低于10℃积温都在4000℃以上，吐鲁番盆地为4500～5390℃。由于热量充足，种植业十分发达，适宜种植生长期长的晚熟品种。准噶尔盆地，热量资源稍差，不低于10℃积温从南到北为3600～2500℃，南部适宜种植生长期较长的作物品种，可以复播青贮玉米以及糜、谷等作物，北部适宜种植生长期较短的喜凉作物。阿尔泰山山前地带和塔城盆地不低于10℃积温为2500～2000℃，可以种植生长期短的喜凉耐寒品种。山区热量资源垂直变化剧烈，不低于10℃积温一般都小于2000℃，土壤、植被均有明显的垂直地带分异特征，适宜喜凉耐寒的天然牧草生长，应依靠天然牧草发展畜牧业生产。此外，新疆热量资源年际变化大，春、秋季节冷空气活动频繁，致使热量资源很不稳定。人工牧草种植需密切关注气候变化，采取必要的应对措施。
1.2.2.2 冬夏温度悬殊、春秋温度升降剧烈
新疆主要作物生长季节（4—9月）和最热月平均气温以及不低于10℃积温与相同纬度地区相比，除北疆北部略低外，其他地区都接近或高于同纬度其他地区。最热月平均气温北疆一般在20～25℃，南疆一般在25～27℃，吐鲁番盆地达32.7℃。最冷月平均气温，北疆在-17℃以下，南疆在-10℃以上，比同纬度地区低很多。春季温度上升速度和秋季温度下降速度，北疆普遍大于南疆。春季升温快，利于越冬作物、牧草和早春作物迅速返青生长；秋季降温急，易发生低温冷害，影响作物产量和品质。
1.2.2.3 气温日较差大
气温日较差对作物的有机物质积累速度有明显影响，气温日较差大的地区，有利于光合产物的积累，故作物产量较高，品质也较好。新疆的气温日较差比国内同纬度的东部地区都大。年平均日较差南疆多为13～16℃，北疆多为12～14℃，华北与东北则在12℃左右，长江流域及其以南地区不到10℃。新疆年最大日较差在25℃左右。
1.2.2.4 新疆的无霜期在地形的影响下差别很大
总的说来，无霜期南疆长、北疆短；盆地长、山区短。南疆塔里木盆地边缘广大地区，无霜冻期均在200d以上，其中阿图什到和田及库车一带在220d以上。受冷空气东移影响，塔里木盆地东部、东南部以及腹部地区无霜期在200d以下。吐鲁番盆地无霜期较长，可达220d。北疆准噶尔盆地西北部以及伊犁河谷西部无霜期为180d。北疆北部和西部无霜期为120～140d。山区无霜冻期多在100d以下。
1.2.3 水资源及其时空变异性
新疆降水的意义在于维系干旱荒漠、草原以及森林植被的正常生长，并为北疆250万亩（1亩=6.67×102m2）旱作农田（春麦、豌豆、油菜等）及林草地直接供水。更重要的是新疆的降水对河流的补给作用，山区降水是河流补给的主要来源。降水对盆地内的种植业生产作用很小，有时甚至造成土壤返盐返碱。
1.2.3.1 新疆降水量稀少且时空分布极不均匀
全疆平均降水量为147mm，干旱指数多在10～50之间，是世界上同纬度最干旱的地区之一。其中一半以上的地区年降水量在100mm以下，而年降水量在300mm以上的地区仅占全疆面积的1/6，且主要分布在山区。年降水量最丰富的是伊犁河谷上游的巩乃斯林场附近，达900～1000mm，与长江流域相仿；最稀少的是吐鲁番盆地的托克逊，仅为6.9mm，是全国降水量最少的地区。
新疆降水量的地区分布虽然极不均匀，但仍有一定的规律性。总趋势如下：
（1）北疆多于南疆，西部多于东部，并由西北向东南减少。北疆平均年降水量为255mm，南疆为106mm。若以策勒→焉耆→奇台划线，将全疆分为面积相等的两半，则其西北部降水总量约占全疆的80%。年平均降水量约为240mm，而东南部降水总量只占全疆的20%，平均年降水量只有60mm。降水量由西北向东南减少，自然景观由山地森林演变成草原、荒漠草原，最后过渡到戈壁、沙漠和荒漠山地。
（2）降水量在垂直地带上的分布也存在差异，山区多于盆地、平原。山区迎风坡多于背风坡，盆地周围多于中央。新疆山区的降水量比邻近的平原地区多2～3倍。年降水量在400mm以上的区域，都位于山区，100mm以内的主要在平原地区。山区降水量分布的一个明显特征是随海拔高度而变，各大山脉在一定高度范围内都存在着最大降水带，在最大降水带以下，降水随高度上升而增加，在最大降水带以上，降水随高度上升而减少。
（3）最大降水带随季节而摆动，夏季较高，冬季较低。
（4）少雨区均位于大小盆地、谷地的低处。准噶尔盆地、塔里木盆地、哈密南北戈壁和吐鲁番盆地都是少雨中心，降水量远比四周的山地少。例如，准噶尔盆地边缘年降水量在150～200mm，盆地低处不到100mm；塔里木盆地边缘为50mm左右，盆地东南若羌一带约为20mm，吐鲁番盆地和淖毛湖戈壁年降水量不足20mm。另外，伊犁河谷东部年降水量在300mm以上，河谷西部约200mm。
（5）山区降水量分布特点是，在较大的山体中迎风坡降水量大于背风坡。迎风坡与背风坡的年降水量可相差2～3倍。
（6）另外，新疆还有从冬到夏降水量由平原向山区增加、由夏到冬降水量由山区向平原增加等特点。
1.2.3.2 年际变化大，季节分布极不平衡，且不同地区季节变化也不相同
各地、各季降水量差异很大，全疆降水以夏季为最多，其次是春季，冬季最小，各地又略有差异。降水量的季节分布可分为山区型和平原型两种。山区的降水量主要集中在夏季。北疆，山区夏季降水量占全年的40%～50%，其中高山区占全年的60%以上；南疆山区夏季降水量占全年的50%～70%。冬季，山区降水量少，除北疆北部、西部山区冬季多雪，降水量占全年的15%左右外，其他山区冬季降水多在5%以下，高山地区更少。平原地区降水量北疆北部和西部，四季分配比较均匀，仅春季或夏季略多，约占全年的30%，其他季节不低于20%；塔城盆地和伊犁河谷以西春季略多，占全年的30%，其他季节超过20%；准噶尔盆地降水多集中在春、夏季，各占全年的1/3左右，其中盆地中央夏季降水占全年的50%以上，冬季最少，约占10%；北疆，乌鲁木齐以西的天山北麓平原，春、夏季降水各占全年的30%左右，冬季最少，约占12%；乌鲁木齐以东的平原地区，夏季降水最多，约占40%，冬季最少，约占10%，春、秋季相当；南疆，塔里木盆地西部，春、夏季相当，分别占全年的30%～35%，秋、冬季少，各占15%左右。南疆北部、阿尔金山北麓和东疆吐鲁番盆地以夏季降水占优势，为全年的50%～70%，冬季多不足全年的10%；昆仑山北麓夏季降水占全年的40%左右，春季占30%左右，秋季最少，约占12%。新疆降水年际变化的地区分布规律是：南疆大，北疆小；东部大，西部小；盆地、谷地大，山区小。
1.2.3.3 降雪与积雪以及对河川径流的补给
冬季气温低，降水多以降雪为主。由于积雪具有良好的绝热、保温性能，稳定积雪期的长短和积雪厚度，是作物安全越冬的重要条件之一。积雪也为牲畜提供饮水水源。所以，对于冬季严寒和以干旱著称的新疆来说，雪也是重要的水资源。北疆平原地区降雪量占全年降水总量的30%～40%，中山地区占35%以上，高山地区约占90%，南疆和东疆地区降雪量比例不大，一般不超过10%。降雪期随海拔高度的上升而延长。山区积雪分布与山区降水分布大体一致。积雪深度由北向南、从西到东减少。积雪期也是北长南短。阿尔泰山南坡和天山北坡积雪最为深厚，稳定积雪期也最长，天山南坡次之，而阿尔金山积雪很少。山区在一定高度上、气温终年在0℃以下、在降水较多及有利的地形部位，都有可能发育成冰川和永久积雪。冰川分布与山体高度及降水量的分布趋势相匹配，其分布情况是：北疆多于南疆，西部多于东部，山势越高，冰川越发育。新疆高山冰川面积为2.2万km2，冰川储量达2.1万亿m3，每年可融化178.6亿m3水量补给河流。天山山区冰川最大，其面积占全疆冰川面积的40%，储量占全疆冰川的47%，融水量占全疆冰川融水量的54%。高山永久积雪和冰川的消融对于河川径流的补给、调节和稳定流量具有极为重要的作用。
1.2.3.4 湿度及区域差异
新疆年平均相对湿度分布与年降水量分布形势相似，即呈北高南低、西高东低的趋势。北疆地区多在55%以上，以伊犁河谷最为湿润，为60%～70%，其中生长季节为50%～60%；阿勒泰地区、塔城盆地和北疆沿天山一带年平均相对湿度为60%～65%，生长季节为40%～55%；准噶尔盆地腹部较为干燥，年平均约为50%，生长季节为30%～40%。南疆塔里木盆地年平均相对湿度多在40%～55%，生长季节为30%～40%。东部吐哈盆地是全疆最为干燥的地区，年平均相对湿度为30%～40%，生长季内日平均相对湿度不足30%的天数多达120～160d。
1.2.3.5 蒸发量及空间变异性
新疆各地蒸发量分布规律大体上是北疆小、南疆大；西部小、东部大；山区小、盆地大；盆地边缘小，盆地腹部大；风速小的地区小，风口、多风地区大。年蒸发量北疆地区多为1300～2300mm（20cm蒸发皿观测资料，下同），伊犁河谷为1200～1600mm，克拉玛依、博乐阿拉山口达3400mm以上，南疆地区多为2000～3000mm，吐鲁番—哈密地区为3000～4000mm。哈密七角井、巴里坤县三塘湖、伊吾县淖毛湖一带是全疆蒸发量最大的地区，年蒸发量为4000～4500mm。
山区年蒸发量：北疆山区多在1500mm以下，其中高山地区多在1000mm以下，南疆山区多在2000mm以下。新疆各地全年以春末和夏季蒸发量最为旺盛，4—8月的蒸发量占全年的70%以上。春季升温快，灌溉用水又不能及时跟上，加上蒸发力强，因此多数地区春旱严重。冬季气温低，风速小，辐射弱，相对湿度大，是全年蒸发能力最弱的季节。以月而论，一般1月是全年蒸发量最小的月份，6月或7月是大多数地区蒸发量最多的月份。一些多风地区蒸发量更大。
1.2.4 水资源及其空间分布特征
新疆年总降水量为2546亿m3，其中山区年降水量为2120亿m3，占83%。处于河源区的高山降水带及冰川积雪为山区河流提供了丰富而稳定的径流补给，也为山前干旱平原区的开发提供了宝贵的水源。新疆地表水资源量为794亿m3，平原区地下水资源量383亿m3，其中不重复量为63亿m3，则水资源总量为857亿m3。
1.2.4.1 冰川
冰川是自然形成的“固体水库”，为新疆农牧业灌溉提供了可靠的水资源保障。冰川水资源分为两部分：一部分是千万年积冰形成的冰川水储量，为静态水资源，一般不参加水资源计算；另一部分是每年融化汇入河流的融水，为动态水资源，作为地表水计算。
新疆冰川资源非常丰富。区内高大的阿尔泰山、天山及昆仑山等三大山系，海拔3000m以上的山脉终年积雪，孕育着18600多条冰川，其面积合计达22184.83km2，占全国冰川总面积的37.8%；冰川储量达2.1万亿m3，但大部分是静态水资源，只有一小部分冰川融水量补给河流径流，占河流总径流量的22%。
冰川每年的河川径流补给量为178.6亿m3，占全疆河川径流总量的19.48%。其中：阿尔泰山冰川面积293.2km2，每年冰川融水补给量3.87亿m3，天山冰川分布广，水量最大，有8900多条，冰川面积9195.98km2，每年冰川融水补给量95.45亿m3；喀喇昆仑（含帕米尔）及昆仑山，冰川面积12035.46km2，融水补给量71.15亿m3；阿尔金山冰川面积66019km2，融水补给量1.32亿m3。
1.2.4.2 河川径流
新疆境内有大小河流570余条，山泉270多处，多年平均年径流量为794亿m3。年径流量在10亿m3以上的河流有伊犁河、阿克苏河、叶尔羌河、和同河、开都河、克孜河、玛纳斯河、盖孜河及乌伦古河等11条大河，大部分河流流程短，水量小。年径流量不足1.0亿m3的有487条，占总径流量的9%左右。
新疆湖泊众多，可分为高山湖泊和平原湖泊。前者为地表水资源的一部分，后者作为河流的途径和归宿地，其水资源为河流水资源的重要部分。湖泊面积大于1km2的共139个，总面积达5504.5km2，占全国湖泊总面积的7.3%，仅次于西藏、青海和江苏三省（自治区）。主要湖泊有博斯腾湖、艾比湖、乌伦古湖、赛里木湖、天池、喀纳斯湖。
由于新疆“三山夹两盆”的特殊地理条件，形成了水资源时空分布的特殊规律，以天山山脊线为界，分为南、北两大部分。北疆产水量409亿m3，南疆为385亿m3，约各占一半，但因北疆面积占全疆面积的27%，而南疆占全疆面积的73%，所以北疆单位面积拥有水量比南疆多达2倍，且水资源主要分布于山区。全年降水总量2429亿m3，占全疆面积的43%的山区却集中了全区89%的降水量。
新疆河川径流量年际变化平稳，年内分配极不均匀。夏季（6—8月）水量集中，占全年径流量的70%～80%，春、秋季各占10%～20%，冬季（12月至次年2月）占10%以下。新疆地表径流量884亿m3。从国土面积看，每平方公里的平均水量只有4.8万m3，居全国倒数第三位，是全国严重缺水地区之一。
1.2.4.3 地下水
新疆的地下水资源可分为山丘地下水及平原地下水。其中，有农业意义的是山前平原地下水，通过坎儿井、溢出泉、打井和自流井等在农业上得到利用。1984年进行的水资源评价中，新疆平原区地下水资源395亿m3，地下水可开采量252亿m3，地下水实际开采量约20亿m3。随着工、农业生产的迅猛发展，到1994年，新疆平原区地下水资源383亿m3，地下水可开采量250亿m3。地下水实际开采量约37亿m3，其中兵团开采地下水约12亿m3。特别是在北疆经济发展较快的地区，如昌吉、石河子、奎屯等地地下水开采量在逐年增加。
目前，新疆地下水总量为572亿m3/年，其中山区396亿m3/年，平原383亿m3/年。与地表水不重复的地下水资源量为63亿m3，转化补给量320亿m3。新疆实际有利用价值的地下水为平原地下水，可开采资源量为252亿m3/年。
1.2.5 土地资源及其开发潜力
新疆国土总面积166.32万km2，平原区面积74.47万km2，占国土面积的44.8%（表1-1）。在平原区面积中，现有绿洲面积14.28万km2，其中天然绿洲的面积为8.08万km2，人工绿洲仅占土地总面积的3.7%。主要农业区多位于封闭的内陆盆地边缘地带。
新疆适宜垦殖的土地资源丰富，全疆约8.67万km2。平原区的土地具有宜农、宜林、宜牧的多宜性特点，有利于土地利用方向的转换。土地资源开发潜力大，且以二等地为主体，土地质量较好。适宜垦殖的土地资源主要分布在北疆的昌吉州、塔城地区和阿勒泰地区，南疆的巴州、阿克苏地区和喀什地区，这6个区域适宜垦殖的土地资源占全疆的76%，其他8个地州仅占24%。
新疆土地资源开发利用存在许多限制因素，主要是水土资源不平衡、盐渍化、沙化、低肥、土层薄以及地下水位高等。因此，虽然适宜垦殖的土地资源丰富，而一等无限制的适宜垦殖的土地资源仅占适宜开发土地面积的5.83%。因此，二等盐碱中度限制的面积4.11km2的土地是新疆主要的适宜垦殖的土地资源。该类土地资源也是灌溉人工草地发展的重点区域。
地理分布上，塔里木盆地盐渍化最广泛，除冲积扇和三角洲的上中部及昆仑山北麓的部分地区外，盆地其他边缘地带都存在强烈盐渍化，尤以扇缘地带最重，如焉耆盆地、塔里木河沿岸、叶尔羌河中下游和喀什噶尔绿洲等。北疆主要出现在准噶尔盆地西部、南部，天山北麓扇缘地下水溢出带的外围，河流低阶地和近代湖滨地区。此外，吐鲁番和哈密盆地、伊犁河谷和额尔齐斯河、额敏河谷地带，因水利设施差和灌溉不当，也有盐渍化现象。
新疆沙漠戈壁总面积达71.3万km2，占全国沙漠戈壁总面积的55%左右。境内干旱少雨，风沙频繁，植被稀疏，地表水缺乏。而且在干旱生态系统内，生物有机体与环境处于脆弱的平衡状态，一旦破坏很难恢复。
表1-1 新疆土地资源面积统计表 单位：万km2
