劉少軍，蔡大鑫，佟金鶴，李偉光

（海南省氣象科學研究所/海南省南海氣象防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室，?？?570203）

天然橡膠是重要的戰(zhàn)略物資和稀缺資源。目前，以天然橡膠為原料的工業(yè)產(chǎn)品多達8萬多種，由于其獨特的性能，使其成為飛機輪胎、液態(tài)天然膠乳等領(lǐng)域不可或缺的重要原料。橡膠樹(Hevea brasiliensis)是天然橡膠最主要的原料供應(yīng)植物[1]。為保障我國天然橡膠有效供給，國家制定了一系列關(guān)于天然橡膠產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見，2017年確立在云南、海南、廣東等地分別建立60萬hm2、56萬hm2和4萬hm2的天然橡膠生產(chǎn)保護區(qū)[2]。由于我國橡膠樹種植區(qū)緯度偏北和海拔偏高，導(dǎo)致橡膠樹在生長過程中易遭受風災(zāi)、寒害、旱災(zāi)等多種氣象災(zāi)害的影響。自然資源條件在一定程度上限制了我國天然橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，適宜種植橡膠的區(qū)域十分有限，要增加天然橡膠的供給必須提高橡膠樹單位面積產(chǎn)量[3]。造成橡膠樹產(chǎn)膠量波動的因素較多，其中，乳膠的合成和順利排出對產(chǎn)量形成至關(guān)重要[4]。由于橡膠樹是典型的熱帶作物，其生長和產(chǎn)膠對氣象條件變化相對敏感，我國是橡膠樹種植的非傳統(tǒng)區(qū)域，氣候因子成為了影響橡膠樹產(chǎn)量的重要因素之一[5-6]。國內(nèi)外許多學者從不同角度對橡膠樹產(chǎn)膠量的影響因子開展了深入研究。溫度是我國橡膠樹種植的主要限制因子直接影響橡膠樹的生長、發(fā)育和產(chǎn)膠，橡膠樹的產(chǎn)膠量隨熱量條件的增加而增加[7]，橡膠樹干物質(zhì)積累會因溫度的升高而增加，當溫度超出一定范圍，橡膠樹光合速率小于橡膠樹呼吸速率速率，橡膠樹干物質(zhì)積累隨溫度升高而減少[8-10]。橡膠樹膠乳的合成離不開大量的水分, 水分的多少將直接影響橡膠樹產(chǎn)量的高低，在一定溫度條件下，橡膠樹產(chǎn)膠量會隨著相對濕度增加而增加[11]；日照時數(shù)也會影響橡膠樹的糖代謝和養(yǎng)分積累，合適的日照時數(shù)將有益于橡膠樹生長和產(chǎn)膠。橡膠樹適宜微風環(huán)境，風偏大或無風情況下均不利于橡膠樹的光合和蒸騰作用，直接影響橡膠樹體內(nèi)物質(zhì)合成[7]。方天雄[12]開展了氣候因子對云南河口地區(qū)橡膠樹產(chǎn)量的影響研究；何康等[13]指出，溫度、光照時長、水分、風速大小、土壤養(yǎng)分、海拔高程和地形對橡膠樹產(chǎn)量都有影響；楊銓[14]根據(jù)西雙版納5年的橡膠產(chǎn)量數(shù)據(jù)，分析了溫度、降水、日照與橡膠樹產(chǎn)量的關(guān)系；徐其興[9]分析了橡膠樹產(chǎn)膠量與溫度和熱量的關(guān)系；橡膠樹產(chǎn)膠量與降水量的關(guān)系具有一定的不確定性，有研究顯示，降雨量增加能夠提高產(chǎn)膠量[15-16]。鄧軍等[7]等分析了橡膠樹高產(chǎn)高效栽培的影響因素；李國堯等[6]從氣象因子、割膠技術(shù)、土壤成分、病蟲害、橡膠樹品種和膠園管理水平等方面綜合分析了影響橡膠樹產(chǎn)膠量的因素；張源源等[17]分析了氣象因子對不同產(chǎn)膠特性橡膠樹產(chǎn)量的影響；NGUYEN等[18]分析了平均溫度、平均最高溫度、平均最低溫度與越南橡膠樹產(chǎn)量的關(guān)系；張慧君等[19]的研究表明，日照時數(shù)和氣溫是影響海南橡膠樹產(chǎn)量的主要氣象因子。

雖然我國在云南、海南、廣東等地開展橡膠樹種植的環(huán)境較好，但橡膠樹仍面臨不同程度的氣象災(zāi)害（寒害、風害和旱害），氣象災(zāi)害每年都會導(dǎo)致橡膠遭受一定的損失[20-22]。筆者從橡膠種植分布、橡膠樹種植區(qū)北界、氣象災(zāi)害的影響、橡膠種植氣候適宜性等方面簡要總結(jié)了氣象條件對橡膠樹種植的影響，旨在為下一步開展高質(zhì)量橡膠氣象服務(wù)提供參考。

1 氣候條件對全球橡膠樹種植分布的影響

橡膠樹適宜在溫暖、濕潤、微風的環(huán)境中生長，對寒冷、大風等不利氣象條件抗性較差[23]。從全球范圍來看，適合發(fā)展橡膠樹種植產(chǎn)業(yè)的區(qū)域也十分有限。目前，全球以巴西橡膠樹的種植和生產(chǎn)占優(yōu)勢[24]。世界橡膠樹種植主要集中在亞洲區(qū)域，其中，印度尼西亞、泰國、馬來西亞、中國、越南、印度等6國的橡膠樹種植面積約占世界種植總面積的72%[24]。根據(jù)莫業(yè)勇[25]的統(tǒng)計分析表明，現(xiàn)今全球大約有63個國家開展了天然橡膠種植和生產(chǎn)。劉少軍等[26]從氣候資源角度預(yù)測和評估了全球橡膠樹種植潛在氣候適宜區(qū)域，主要分布在亞洲、大洋洲、非洲、北美洲、南美洲等地。

2 氣候條件對中國橡膠樹種植區(qū)北界的影響

自20世紀80年代開始，我國對橡膠樹種植氣候適宜區(qū)展開了大量的調(diào)查研究，對橡膠樹種植北界進行了深入探討[27-29]。劉少軍等[30]基于近30年全國氣象數(shù)據(jù)及我國橡膠樹種植資料，提出并驗證了80%氣候保證率下中國橡膠樹穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的種植北界，通過與已有研究[27-29]和中國橡膠植膠現(xiàn)狀圖對比，80%氣候保證率確定的中國橡膠樹種植北界范圍更符合中國橡膠樹種植的實情。根據(jù)氣候因子劃分的中國橡膠樹種植北界實質(zhì)上是一個橡膠樹穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的種植北界，北界范圍覆蓋云南、廣西、廣東、福建。其中，勐?！獮憸妗济且粠樵颇系南鹉z種植北界，龍州—大新—撫綏—欽州—浦北—北流一帶為廣西的種植北界，粵西南部的信宜—陽春—陽江一帶及粵東部的潮陽—揭陽—豐順—饒平一帶為廣東的種植北界，詔安—云霄—平和—龍海一帶為福建的種植北界。文獻[30]分別給出了氣候保證率分別為50%、60%、70%和80%的中國橡膠樹種植北界。其中，當氣候保證率為50%時，中國橡膠樹種植的北界涵蓋范圍最大，氣候保證率為80%時，涵蓋范圍最小，且隨著氣候保證率的增加，橡膠樹種植范圍呈現(xiàn)由北向南縮小趨勢。除云南和福建的部分區(qū)域外，氣候保證率為50%、60%和70%時，劃定的橡膠樹種植北界包含范圍均較現(xiàn)有研究確定的北界范圍廣闊[5-7,28-29]，采用80%氣候保證率下確定的橡膠樹種植北界更符合橡膠生產(chǎn)實際，安全性更高。隨著未來氣候變化，中國橡膠種植區(qū)的北界也必將發(fā)生一定的變化。

3 臺風災(zāi)害對中國橡膠種植區(qū)影響

臺風和低溫災(zāi)害是影響中國橡膠樹存活及產(chǎn)膠量的主要氣象災(zāi)害[20]。臺風過程中，隨著風速的增加，橡膠林的災(zāi)損程度隨之增大[31]。臺風輕則可以使橡膠樹樹冠受損，重則可以使橡膠樹樹干發(fā)生斷、倒，當橡膠樹受到臺風影響后，其生理特征要比受災(zāi)年前同期的狀況差[32]。根據(jù)臺風路數(shù)據(jù)集提取了中國橡膠樹種植區(qū)內(nèi)臺風路徑和風速相關(guān)信息，從致災(zāi)體本身出發(fā)，結(jié)合橡膠樹風害的致災(zāi)特點，建立了橡膠樹臺風災(zāi)害危險性評估模型，分析了中國橡膠樹臺風災(zāi)害危險性等級分布，其中，廣東的徐聞、電白、朝陽，海南的三亞、陵水、萬寧、文昌等地為臺風災(zāi)害高危險區(qū)；福建的詔安，廣東的陽江、茂名，海南島的南部等地為臺風災(zāi)害中危險區(qū)；福建的云霄-長泰，廣東的信宜、廉江一帶，海南島的中、西部，廣西的玉林、北海、陸川等地為臺風災(zāi)害較低危險區(qū)；云南境內(nèi)為臺風災(zāi)害低危險區(qū)[33]。

4 寒害對中國橡膠種植區(qū)的影響

橡膠樹寒害具有累積性的特征，其受害程度有時與持續(xù)時間短的低溫之極值相關(guān)性較小，而與低溫的持續(xù)時間關(guān)系緊密，持續(xù)時間越長，低溫頻率越大，寒害越嚴重。低溫主要由冷卻降溫所造成，在冷卻降溫過程中，有平流和輻射兩種主要形式。中國橡膠樹易受寒害影響的區(qū)域主要分布在云南的盈江、隴川、屏邊、馬關(guān)等地；受寒害影響較小區(qū)域分布在海南、云南的景洪、勐臘等地[34]。根據(jù)1961—2010年氣候資料分析表明，整個中國橡膠種植區(qū)出現(xiàn)輕度、中度、重度、特重寒害的平均頻率分別為 3.5%、28.24%、14.93%、15.93%。從年代變化趨勢來看，僅橡膠樹輕度寒害的頻率呈現(xiàn)增加趨勢，而中度、重度、特重寒害頻率總體均呈現(xiàn)減少趨勢。而在中國的云南、海南兩大橡膠樹種植優(yōu)勢區(qū)出現(xiàn)寒害的頻率均較低。如在云南橡膠主產(chǎn)區(qū)(景洪、勐臘、瀾滄等地)出現(xiàn)輕度、中度、重度、特重寒害的平均頻率分別為5.0%、31.0%、1.33%、0。海南島橡膠產(chǎn)區(qū)出現(xiàn)輕度、中度、重度、特重寒害的平均頻率分別為0.67%、5.08%、1.42%、0。橡膠綜合寒害各年代出現(xiàn)的頻率分布見表1[35]。

5 中國橡膠樹種植氣候適宜區(qū)

橡膠的氣候適宜性不僅與其生理特性有關(guān)，也受到各種氣象災(zāi)害影響，因此綜合分析橡膠樹的種植概率、臺風災(zāi)害風險和寒害風險，得到了中國區(qū)域的橡膠種植氣候適宜性分區(qū)。（1）橡膠的高適宜種植區(qū)約5萬km2，占整個研究區(qū)域的21%。分布范圍包括海南島西部的儋州、樂東，北部的澄邁、定安和南部的保亭；云南的景洪、勐臘；廣西的防城；廣東的徐聞、雷州、湛江、陽江；福建的詔安、云霄等地。此區(qū)域內(nèi)氣候條件相對較好，但部分靠近沿海區(qū)域易受臺風影響，橡膠生產(chǎn)要考慮臺風災(zāi)害的影響。（2）橡膠的中適宜區(qū)面積約9萬km2，占研究區(qū)面積的36%。分布范圍包括海南島西部的東方、昌江，東部的瓊海、萬寧和中部的瓊中；云南的舊過、瑞麗；廣西的北海、合浦；廣東西部的高州、信宜、廉江、茂名和東部的惠來、潮州；福建的漳浦、漳州等地。與橡膠種植氣候高適宜區(qū)相比，此區(qū)域不斷橡膠樹寒害發(fā)生概率有所增加，而且部分區(qū)域受到臺風影響的概率也有所增加，因此要增加橡膠樹寒害、風害的防御工作。（3）橡膠的低適宜區(qū)面積約10萬km2，占研究區(qū)面積的43%。分布范圍包括云南南部的屏邊、思茅和西部的永德、盈江等地；廣西南部的浦北、玉林；廣東東部的陸河、海豐和西部的陽春；福建南部的華安等地。該區(qū)域主要受寒害影響為主[34]。

全球氣候變化也使中國橡膠樹種植的氣候適宜區(qū)發(fā)生了改變。通過統(tǒng)計中國1981—2010年站點氣候數(shù)據(jù)和RCP4.5情景的氣候預(yù)測數(shù)據(jù)，分別從 1981—2010年、2041—2060年和 2061—2080年3個時段闡述氣候變化對中國橡膠種植氣候適宜性的影響。結(jié)果顯示：隨著全球持續(xù)變暖，相比1981—2010年，未來（2041—2080年）中國適合種植橡膠的區(qū)域呈擴大的趨勢，種植邊界明顯北移。其中，高氣候適宜區(qū)和中氣候適宜區(qū)面積均有顯著增加趨勢，低氣候適宜區(qū)面積有減少趨勢。地區(qū)間的氣候適宜區(qū)面積變化較大，如云南的橡膠適合種植區(qū)面積呈下降趨勢，景洪、猛臘地區(qū)的氣候適宜性降低，而海南和廣東區(qū)域的氣候適宜性呈上升趨勢，出現(xiàn)更多高適宜區(qū)，臺灣的橡膠種植氣候適宜區(qū)面積也有一定增長[36]。

6 中國橡膠樹主產(chǎn)區(qū)產(chǎn)膠能力差異

全球橡膠單產(chǎn)較高的國家主要分布在非洲和東南亞地區(qū)，而中國由于受臺風和低溫等氣象災(zāi)害的影響，產(chǎn)量相對較低，而且空間差異較大[37]。根據(jù)統(tǒng)計，2004—2005年海南臺風災(zāi)害較重，農(nóng)墾膠園的干膠單產(chǎn)降低 369 kg·hm-2，單株產(chǎn)量降低0.5 kg[38]。部分管理好、災(zāi)害輕的膠園產(chǎn)量相對較高，如云南的膠園最高達到 4 314 kg·hm-2，海南部分膠園也可以達到 3 570 kg·hm-2，廣東的單產(chǎn)相對較低，最高僅為 1 500 kg·hm-2[37]。目前，天然橡膠的種植生產(chǎn)相比市場需求存在較大缺口，研究表明，提高橡膠單產(chǎn)可有效解決這一矛盾[3]。中國不同種植區(qū)域的橡膠產(chǎn)膠能力存在很大差別。通過2000—2015年的衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)分析可知，云南的橡膠樹產(chǎn)膠能力最大，海南其次，而廣東最小[39]。氣候資源豐富程度和氣象災(zāi)害風險是影響橡膠樹產(chǎn)膠能力的主要因素。綜合分析，云南的單位產(chǎn)量最高，但云南受限于氣候適宜性，適宜種植橡膠的區(qū)域難以大面積增加；海南的光、熱、水等氣候條件非常適宜橡膠生長，但風害極重，限制了產(chǎn)膠能力的提高；而廣東的氣候資源相對較差，風害和寒害又重于云南和海南，因此種植規(guī)模有限，產(chǎn)量也一直處于低位[15]。綜上可以看出，各地區(qū)均存在不同的優(yōu)勢和劣勢，需要有針對性地開展橡膠園科學管理，更新改造低產(chǎn)橡膠園，培育高產(chǎn)高抗性優(yōu)良品種，保障高產(chǎn)植區(qū)面積穩(wěn)定，才能大幅提高膠園生產(chǎn)能力[39]。

7 展 望

天然橡膠關(guān)乎國計民生，由于近幾年來天然橡膠價格一直處于低位，導(dǎo)致膠農(nóng)橡膠樹種植的積極性不高，在一些地方出現(xiàn)了橡膠園棄割、棄管等現(xiàn)象。相比熱帶的東南亞和非洲地區(qū)，中國滿足橡膠氣候適宜性的地區(qū)較少，面對日益增長的國內(nèi)外市場需求，開展相關(guān)技術(shù)研究，最大限度地提高橡膠樹單位面積產(chǎn)量是保證天然橡膠產(chǎn)業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展，促進膠農(nóng)增收，化解天然橡膠生產(chǎn)保護工作困境的最有效途徑之一。

（1）我國橡膠主產(chǎn)區(qū)常年受風害、寒害影響，降水時空分布不均，土地貧瘠，橡膠樹要獲得穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)，首先要合理選擇橡膠樹栽培種植的氣候高適宜區(qū)開展種植，保證橡膠具有較高單產(chǎn)，減少盲目種植投資。對于低適宜區(qū)已經(jīng)種植橡膠樹的區(qū)域，建議改種其他高附加值經(jīng)濟作物，提高土地的綜合效益，帶動農(nóng)民就業(yè)增收、增強農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展新動能。

（2）構(gòu)建全球橡膠產(chǎn)量預(yù)報模型，精準預(yù)測橡膠產(chǎn)量的動態(tài)變化和市場需求變化，集合橡膠主產(chǎn)區(qū)技術(shù)力量形成優(yōu)勢互補，將我國建成全球天然橡膠生產(chǎn)、加工制造、銷售集散中心，提高產(chǎn)品科技含量形成高附加值，增強全球市場競爭力，保障國家工業(yè)戰(zhàn)略安全[40]。

（3）在全球氣候變化背景下，臺風、寒害、干旱等氣象災(zāi)害風險將長期存在，氣象災(zāi)害將嚴重影響中國橡膠種植區(qū)，需要加強橡膠樹抗風、抗寒、抗旱等高產(chǎn)栽培技術(shù)的研究。同時，在整個橡膠產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化中，需要保證在高氣候適宜區(qū)內(nèi)有一定面積的橡膠戰(zhàn)略性種植，大力發(fā)展橡膠樹的林下經(jīng)濟。強化橡膠生產(chǎn)氣象服務(wù)保障工作，減少極端天氣氣候事件對橡膠生產(chǎn)的影響。