海南省天然橡膠氣象服務現狀

■ 陳小敏 田光輝 蔡大鑫 侯偉 白蕤 佟金鶴

最近10年，海南省氣象局在天然橡膠種植區(qū)，針對橡膠氣象災害監(jiān)測、橡膠生長監(jiān)測、橡膠割膠天氣預報和產量預報等進行了深入研究，取得了明顯成果，為當地政府、海膠集團、地方膠農等橡膠決策者和從業(yè)者提供了橡膠氣象防災減災科學依據和氣象預報服務，挽回了較大的經濟損失。

天然橡膠是國際戰(zhàn)略物質，直接關系到國家經濟發(fā)展、政治穩(wěn)定和國防安全。我國是天然橡膠消費大國，消費量居世界第一位；消費量遠遠大于生產量，因此我國對天然橡膠進口依存度非常大，平均超過80%。海南作為天然橡膠種植的主要區(qū)域之一，占全國的一半。截至2016年，海南島橡膠種植面積達54.1萬 hm2。由于地處熱帶地區(qū)北緣，海南易遭受極端氣候事件的影響，橡膠樹遭受不同等級的低溫、熱帶氣旋、干旱等氣象災害影響，造成橡膠干膠產量損失嚴重。

1 橡膠主要氣象災害監(jiān)測與預警

1）橡膠寒害監(jiān)測與預警

天然橡膠樹原產于熱帶雨林中，喜高溫、高濕、靜風和肥沃土壤，而我國天然橡膠種植區(qū)位于副熱帶高壓帶，易遭受極端天氣氣候事件的影響，導致天然橡膠干膠產量和膠片品質受氣象災害影響。當溫度小于12 ℃時，對代謝作用有不利影響；溫度小于10 ℃時，易發(fā)生爆膠、稍枝干枯、爛腳等癥狀；低溫持續(xù)時間越長，積累寒害影響越重。

寒害往往具有滯后性，隨著溫度逐漸回升，癥狀才陸續(xù)出現，如爆皮流膠、割面樹皮壞死、枝梢干枯，甚至整個植株死亡。例如，2008年1月中旬—2月中旬的低溫陰雨大寒潮，持續(xù)時間長、范圍廣，對廣西、廣東和海南部分地區(qū)熱帶農業(yè)生產影響極大。

根據橡膠寒害發(fā)生的天氣條件，橡膠寒害可分為平流型寒害、輻射型寒害、混合型寒害。橡膠輻射型寒害：指由輻射型低溫天氣過程導致的橡膠寒害（日最低氣溫≤5.0 ℃）；橡膠平流型寒害：指當一個或多個平流型低溫天氣過程的持續(xù)日數累計天數不少于20 d時，由其低溫積累引起的橡膠寒害；平流型低溫天氣過程指低溫天氣持續(xù)日數不少于5 d，日平均氣溫不高于15.0 ℃，且日照時數不超過2 h；混合型寒害:指輻射型低溫天氣過程和平流型低溫天氣過程混合出現所導致的橡膠寒害；輻射型低溫天氣過程積寒：指輻射型低溫天氣過程中低于5 ℃的逐時溫度與5 ℃差的絕對值累積量。

海南省氣象科學研究所制定了海南天然橡膠寒害監(jiān)測模塊，監(jiān)測寒害時間為11月—次年3月，為天然橡膠寒害防災減災提供監(jiān)測和預報。

基于現有的中國農業(yè)氣象服務系統(tǒng)（China Agriculture Meteorological Service System，CAgMSS）農業(yè)氣象業(yè)務框架平臺，進行二次開發(fā)建設針對橡膠特色農業(yè)氣象服務平臺，按照CAgMSS插件規(guī)則獨立開發(fā)各種適應于橡膠中心業(yè)務需求的插件，運行于CAgMSS基本插件之上，形成獨立運行的特色農業(yè)氣象業(yè)務產品制作系統(tǒng)。初步建立橡膠特色農業(yè)氣象業(yè)務平臺——橡膠樹寒害監(jiān)測模塊等，實現數據分析、各類業(yè)務產品制作等功能，涵蓋橡膠特色農業(yè)氣象監(jiān)測、預報等業(yè)務內容。

2）橡膠臺風災害監(jiān)測與預警

海南省是我國受臺風影響最頻繁的地區(qū)之一，每年登陸海南的熱帶氣旋平均為2～3個，登陸時間從4—11月，因此天然橡膠林經常遭受嚴重的風害。大風不僅造成橡膠樹葉片破損、花果脫落，枝梢折斷、樹桿傾斜，嚴重時還會吹倒、刮斷橡膠樹，造成嚴重損害。橡膠樹受風力脅迫后，其生理狀況均比受災年前同期的水平差。

橡膠風害率隨風力增加而增大。一般情況下，當風力小于8級時，橡膠樹斷倒較少；風力8～9級時，曲線平緩上升；風力達到10級后，曲線急劇上升，斷倒率達13%；風力達12級時，斷倒率達35%；風力達到15級時，斷倒率達69%；風力達16級時，斷倒率達84%；風力達17級時，斷倒率達100%。橡膠樹風倒現象主要表現為連根拔起、樹干折斷、根部折斷三種方式，同時遭受風力脅迫的橡膠樹產量會下降，死皮會增加。在橡膠氣象服務系統(tǒng)建設方面，海南省氣象局已經針對氣象災害，建立了監(jiān)測系統(tǒng)，如基于GIS技術和可拓模型建立的橡膠林風害評估系統(tǒng)、基于FY-3遙感數據開發(fā)了海南島橡膠遙感長勢監(jiān)測系統(tǒng)、結合中國氣象局CIMISS系統(tǒng)開發(fā)的橡膠風害和氣候適宜性系統(tǒng)。

2 橡膠長勢遙感監(jiān)測

橡膠樹年周期生長發(fā)育規(guī)律與橡膠樹本身固有特性和環(huán)境條件、農業(yè)措施有關。在橡膠樹生長發(fā)育和生產過程中，第一蓬葉的葉面積最大，一般占全年總葉面積的50%～70%，因此監(jiān)測和保護橡膠第一蓬葉非常重要。根據頂芽和葉片的生長變化，可將春季第一蓬葉的變化過程細分為抽芽期、展葉期和穩(wěn)定期等葉物候期。橡膠樹葉片抽芽—穩(wěn)定的時間，通常反應葉片生長好壞，當春季光、溫、水條件比較適宜，葉片老化速度快，經歷時間短，嫩芽嫩葉受害概率??；當出現極端天氣氣候事件影響，葉片老化速度變慢，老化過程需要的時間長，嫩芽嫩葉生長中受橡膠病害影響的概率增加。

應用遙感及空間信息技術監(jiān)測農業(yè)生產，監(jiān)測過程省時省力，而且費用低，能在一定程度上對作物的種植面積、作物長勢等過程進行監(jiān)測。由于植物葉片反射到達衛(wèi)星傳感器的輻射量受很多因素影響，通常采用兩個或多個通道輻射資料的組合建立綜合植被指數的方法來解決。常用的遙感植被指數就利用了植物對可見光紅光波段和近紅外波段響應的差異，數值越高，植被覆蓋越密集，植物生長越好。

3 橡膠割膠天氣預報

橡膠割膠生產過程，也都有可能受到“雨沖膠”的影響?！坝隂_膠”是割膠作業(yè)時候遇到降雨的總稱，其危害看似沒有風害、寒害和干旱嚴重，但卻是生產過程中很常見的不利天氣。吳名杰等分析雨季期間（5—10月）20時—次日08時降水（晨雨）日數時空分布特征及其對橡膠產量的影響，發(fā)現海南島割膠作業(yè)在雨季容易受到晨雨的影響，尤其是9—10月，以及南部和東部地區(qū)，晨雨出現的概率很高，極易發(fā)生由于降水導致膠水流失。

海南省橡膠氣象臺開展了割膠天氣預報服務，為膠農提供割膠（02時—10時）臨近預報服務，應用衛(wèi)星云圖、多普勒雷達和鄉(xiāng)鎮(zhèn)自動站資料對天氣進行連續(xù)性監(jiān)測，對降雨云團進行連續(xù)跟蹤觀測。橡膠割膠天氣預報的發(fā)布，主要包括基于互聯網的海南橡膠氣象信息服務系統(tǒng)、手機短信信息群發(fā)發(fā)布平臺和海膠集團“三防”微信群等，第一時間把割膠降雨預報直接發(fā)給膠農，最大限度地避免和減少了雨沖膠的次數，從而提高了干膠產量。另外，針對天然橡膠的生產實際，還開展橡膠氣象災害監(jiān)測預報預警、橡膠長勢監(jiān)測、橡膠病蟲害氣象等級監(jiān)測等業(yè)務，為天然橡膠增產穩(wěn)產保駕護航。

4 橡膠產量預報

1）基于關鍵氣象因子的橡膠氣象產量預報

橡膠樹乳狀汁液是天然橡膠的最主要來源，其產膠量受很多因素的制約。例如，氣象直接影響橡膠產量，郭玉清等發(fā)現排膠有利條件在一定溫度范圍內，膠乳產量是隨著溫度下降和相對濕度上升而上升，隨著溫度的升高和相對濕度的下降而下降的；適宜排膠的氣象條件是：溫度18.6～24.2 ℃，相對濕度為85%～98%。張利才等將橡膠樹產膠量分離成氣象產量和趨勢產量，分析西雙版納州氣象因子和氣象產量的相關性，發(fā)現3月的水分條件對橡膠產膠影響大；通過逐步回歸建立橡膠氣象產量預報模型和利用橡膠產量豐歉值的方法建立氣象產量動態(tài)預報模型；發(fā)現橡膠氣象產量逐步回歸預報模型和動態(tài)預報模型能夠滿足產量模擬預報的要求，可實現橡膠產量連續(xù)、動態(tài)、定量化預報。海南省氣象科學研究所在?。ㄊ校┛h兩級服務系統(tǒng)監(jiān)測，基于逐步回歸和分段逐步回歸方法，建立基于關鍵氣象因子的橡膠氣象產量預報模型，可以動態(tài)預報橡膠月產量。

2）基于氣候適宜度的橡膠氣象產量預報模型

農作物的氣候適宜度是把氣候因子（溫度、光照、降水等）的數量變化，通過模糊數學中隸屬函數的方法轉化成對作物生長發(fā)育、產量形成、質量優(yōu)劣的適宜程度。海南島處于熱帶北緣和季風氣候區(qū)，溫度是影響割膠的主要限制因子；橡膠割膠期氣候適宜性分布空間差異顯著，氣候適宜度高值區(qū)域主要分布在海南島中部的屯昌、白沙、瓊中、五指山、樂東和保亭地區(qū)。

橡膠割膠期的氣候適宜度指數，主要由割膠期間各月氣候適宜度的加權集成構成，加權過程中的權重系數的確定對指數構建及最終產量預報的準確性具有重要意義。以最優(yōu)的相關系數法，確定橡膠割膠期的氣候適宜指數和產量豐歉指數的回歸模型，定量分析相對氣候產量與氣候適宜度關系，構建橡膠割膠氣候產量模型。建立逐日光、溫、水和風適宜度模型，可定量評價橡膠割膠期內氣候適宜性，對橡膠割膠氣候適宜性進行定量分析，動態(tài)評估橡膠割膠產量豐歉預報，為政府、橡膠期貨和農戶的橡膠生產、產量估算提供參考，研究成果也可為作物種植布局及應對氣候變化提供科學依據。

5 橡膠天氣指數保險

為最大程度的保護農民利益，創(chuàng)新管理和服務模式，完善災害補償機制，分散種植業(yè)風險，積極地推進天氣指數農業(yè)保險發(fā)展。

1）建立政府＋保險公司＋農戶的一體化管理服務機制

積極探索海南省天氣指數農業(yè)保險的運作機制和有效組織方式積累經驗，通過政府引導和政策支持，充分發(fā)揮災害性天氣監(jiān)測、天氣預報和災情評估的職責以及保險經濟補償的功能。探索天氣指數保險服務創(chuàng)新模式，豐富保險服務和氣象服務的形式與內容，在政府主導下實時公開天氣指數農業(yè)保險產品的承保、理賠等信息和氣象災害數據信息，確保天氣指數農業(yè)保險運行過程公開、透明，形成保險合同利益方坦誠互動、有效交流的良好局面。農業(yè)部門、氣象部門、保險牽頭協同推進該項工作，通過定期或不定期的高層會晤，研究解決合作中出現的重大問題。橡膠指數保險氣象服務為積極探索氣象為農服務的運作機制和有效組織方式積累經驗，通過政府引導和政策支持，充分發(fā)揮災害性天氣監(jiān)測、預報和災情評估的職責以及保險經濟補償的功能，為農業(yè)企業(yè)和廣大農民應對災害事故風險、增強抵御風險的能力、提高風險管理水平提供服務，促進本省農業(yè)生產穩(wěn)定發(fā)展。

2）科學組建橡膠天氣指數保險專業(yè)氣象探測網

多方籌措資金，支持在天氣指數農業(yè)保險承保區(qū)域科學選址加密自動氣象監(jiān)測站的建設，確保獲取的氣象數據與保險標的災后的損失情況高度相關。在海膠集團25個分公司及保險試點農場建設73個橡膠林氣象監(jiān)測站，形成橡膠指數保險觀測站網。

3）橡膠樹天氣指數保險科學研究

國內涉及溫度、降水或兩者綜合的天氣指數較多，開展風災類指數保險比較少見，海南氣象局參與北大、北師大聯合團隊，研發(fā)難度較大的橡膠樹風災指數保險，并在國內首次試點，研究成果為海南橡膠風災指數保險的順利開展提供了技術支撐。

深入閱讀

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