■ 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(zāi)害監(jiān)測、橡膠生長監(jiān)測、橡膠割膠天氣預(yù)報和產(chǎn)量預(yù)報等進(jìn)行了深入研究，取得了明顯成果，為當(dāng)?shù)卣⒑Ｄz集團(tuán)、地方膠農(nóng)等橡膠決策者和從業(yè)者提供了橡膠氣象防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)依據(jù)和氣象預(yù)報服務(wù)，挽回了較大的經(jīng)濟(jì)損失。

天然橡膠是國際戰(zhàn)略物質(zhì)，直接關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于生產(chǎn)量，因此我國對天然橡膠進(jìn)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(dá)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(zāi)害影響，造成橡膠干膠產(chǎn)量損失嚴(yán)重。

1 橡膠主要氣象災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警

1）橡膠寒害監(jiān)測與預(yù)警

天然橡膠樹原產(chǎn)于熱帶雨林中，喜高溫、高濕、靜風(fēng)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(dǎo)致天然橡膠干膠產(chǎn)量和膠片品質(zhì)受氣象災(zāi)害影響。當(dāng)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(xiàn)，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(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響極大。

根據(jù)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(dǎo)致的橡膠寒害（日最低氣溫≤5.0 ℃）；橡膠平流型寒害：指當(dāng)一個或多個平流型低溫天氣過程的持續(xù)日數(shù)累計天數(shù)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(shù)不少于5 d，日平均氣溫不高于15.0 ℃，且日照時數(shù)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(xiàn)所導(dǎo)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(xué)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(zāi)減災(zāi)提供監(jiān)測和預(yù)報。

基于現(xiàn)有的中國農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)系統(tǒng)（China Agriculture Meteorological Service System，CAgMSS）農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)框架平臺，進(jìn)行二次開發(fā)建設(shè)針對橡膠特色農(nóng)業(yè)氣象服務(wù)平臺，按照CAgMSS插件規(guī)則獨立開發(fā)各種適應(yīng)于橡膠中心業(yè)務(wù)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(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)產(chǎn)品制作系統(tǒng)。初步建立橡膠特色農(nóng)業(yè)氣象業(yè)務(wù)平臺——橡膠樹寒害監(jiān)測模塊等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、各類業(yè)務(wù)產(chǎn)品制作等功能，涵蓋橡膠特色農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測、預(yù)報等業(yè)務(wù)內(nèi)容。

2）橡膠臺風(fēng)災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警

海南省是我國受臺風(fēng)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(jīng)常遭受嚴(yán)重的風(fēng)害。大風(fēng)不僅造成橡膠樹葉片破損、花果脫落，枝梢折斷、樹桿傾斜，嚴(yán)重時還會吹倒、刮斷橡膠樹，造成嚴(yán)重?fù)p害。橡膠樹受風(fēng)力脅迫后，其生理狀況均比受災(zāi)年前同期的水平差。

橡膠風(fēng)害率隨風(fēng)力增加而增大。一般情況下，當(dāng)風(fēng)力小于8級時，橡膠樹斷倒較少；風(fēng)力8～9級時，曲線平緩上升；風(fēng)力達(dá)到10級后，曲線急劇上升，斷倒率達(dá)13%；風(fēng)力達(dá)12級時，斷倒率達(dá)35%；風(fēng)力達(dá)到15級時，斷倒率達(dá)69%；風(fēng)力達(dá)16級時，斷倒率達(dá)84%；風(fēng)力達(dá)17級時，斷倒率達(dá)100%。橡膠樹風(fēng)倒現(xiàn)象主要表現(xiàn)為連根拔起、樹干折斷、根部折斷三種方式，同時遭受風(fēng)力脅迫的橡膠樹產(chǎn)量會下降，死皮會增加。在橡膠氣象服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)方面，海南省氣象局已經(jīng)針對氣象災(zāi)害，建立了監(jiān)測系統(tǒng)，如基于GIS技術(shù)和可拓模型建立的橡膠林風(fēng)害評估系統(tǒng)、基于FY-3遙感數(shù)據(jù)開發(fā)了海南島橡膠遙感長勢監(jiān)測系統(tǒng)、結(jié)合中國氣象局CIMISS系統(tǒng)開發(fā)的橡膠風(fēng)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(nóng)業(yè)措施有關(guān)。在橡膠樹生長發(fā)育和生產(chǎn)過程中，第一蓬葉的葉面積最大，一般占全年總?cè)~面積的50%～70%，因此監(jiān)測和保護(hù)橡膠第一蓬葉非常重要。根據(jù)頂芽和葉片的生長變化，可將春季第一蓬葉的變化過程細(xì)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(yīng)葉片生長好壞，當(dāng)春季光、溫、水條件比較適宜，葉片老化速度快，經(jīng)歷時間短，嫩芽嫩葉受害概率??；當(dāng)出現(xiàn)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(yīng)用遙感及空間信息技術(shù)監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，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(jìn)行監(jiān)測。由于植物葉片反射到達(dá)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(shù)的方法來解決。常用的遙感植被指數(shù)就利用了植物對可見光紅光波段和近紅外波段響應(yīng)的差異，數(shù)值越高，植被覆蓋越密集，植物生長越好。

3 橡膠割膠天氣預(yù)報

橡膠割膠生產(chǎn)過程，也都有可能受到“雨沖膠”的影響。“雨沖膠”是割膠作業(yè)時候遇到降雨的總稱，其危害看似沒有風(fēng)害、寒害和干旱嚴(yán)重，但卻是生產(chǎn)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(shù)時空分布特征及其對橡膠產(chǎn)量的影響，發(fā)現(xiàn)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(xiàn)的概率很高，極易發(fā)生由于降水導(dǎo)致膠水流失。

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

4 橡膠產(chǎn)量預(yù)報

1）基于關(guān)鍵氣象因子的橡膠氣象產(chǎn)量預(yù)報

橡膠樹乳狀汁液是天然橡膠的最主要來源，其產(chǎn)膠量受很多因素的制約。例如，氣象直接影響橡膠產(chǎn)量，郭玉清等發(fā)現(xiàn)排膠有利條件在一定溫度范圍內(nèi)，膠乳產(chǎn)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(chǎn)膠量分離成氣象產(chǎn)量和趨勢產(chǎn)量，分析西雙版納州氣象因子和氣象產(chǎn)量的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)3月的水分條件對橡膠產(chǎn)膠影響大；通過逐步回歸建立橡膠氣象產(chǎn)量預(yù)報模型和利用橡膠產(chǎn)量豐歉值的方法建立氣象產(chǎn)量動態(tài)預(yù)報模型；發(fā)現(xiàn)橡膠氣象產(chǎn)量逐步回歸預(yù)報模型和動態(tài)預(yù)報模型能夠滿足產(chǎn)量模擬預(yù)報的要求，可實現(xiàn)橡膠產(chǎn)量連續(xù)、動態(tài)、定量化預(yù)報。海南省氣象科學(xué)研究所在?。ㄊ校┛h兩級服務(wù)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(guān)鍵氣象因子的橡膠氣象產(chǎn)量預(yù)報模型，可以動態(tài)預(yù)報橡膠月產(chǎn)量。

2）基于氣候適宜度的橡膠氣象產(chǎn)量預(yù)報模型

農(nóng)作物的氣候適宜度是把氣候因子（溫度、光照、降水等）的數(shù)量變化，通過模糊數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)的方法轉(zhuǎn)化成對作物生長發(fā)育、產(chǎn)量形成、質(zhì)量優(yōu)劣的適宜程度。海南島處于熱帶北緣和季風(fēng)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(shù)，主要由割膠期間各月氣候適宜度的加權(quán)集成構(gòu)成，加權(quán)過程中的權(quán)重系數(shù)的確定對指數(shù)構(gòu)建及最終產(chǎn)量預(yù)報的準(zhǔn)確性具有重要意義。以最優(yōu)的相關(guān)系數(shù)法，確定橡膠割膠期的氣候適宜指數(shù)和產(chǎn)量豐歉指數(shù)的回歸模型，定量分析相對氣候產(chǎn)量與氣候適宜度關(guān)系，構(gòu)建橡膠割膠氣候產(chǎn)量模型。建立逐日光、溫、水和風(fēng)適宜度模型，可定量評價橡膠割膠期內(nèi)氣候適宜性，對橡膠割膠氣候適宜性進(jìn)行定量分析，動態(tài)評估橡膠割膠產(chǎn)量豐歉預(yù)報，為政府、橡膠期貨和農(nóng)戶的橡膠生產(chǎn)、產(chǎn)量估算提供參考，研究成果也可為作物種植布局及應(yīng)對氣候變化提供科學(xué)依據(jù)。

5 橡膠天氣指數(shù)保險

為最大程度的保護(hù)農(nóng)民利益，創(chuàng)新管理和服務(wù)模式，完善災(zāi)害補(bǔ)償機(jī)制，分散種植業(yè)風(fēng)險，積極地推進(jìn)天氣指數(shù)農(nóng)業(yè)保險發(fā)展。

1）建立政府＋保險公司＋農(nóng)戶的一體化管理服務(wù)機(jī)制

積極探索海南省天氣指數(shù)農(nóng)業(yè)保險的運作機(jī)制和有效組織方式積累經(jīng)驗，通過政府引導(dǎo)和政策支持，充分發(fā)揮災(zāi)害性天氣監(jiān)測、天氣預(yù)報和災(zāi)情評估的職責(zé)以及保險經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償?shù)墓δ?。探索天氣指?shù)保險服務(wù)創(chuàng)新模式，豐富保險服務(wù)和氣象服務(wù)的形式與內(nèi)容，在政府主導(dǎo)下實時公開天氣指數(shù)農(nóng)業(yè)保險產(chǎn)品的承保、理賠等信息和氣象災(zāi)害數(shù)據(jù)信息，確保天氣指數(shù)農(nóng)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(nóng)業(yè)部門、氣象部門、保險牽頭協(xié)同推進(jìn)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(xiàn)的重大問題。橡膠指數(shù)保險氣象服務(wù)為積極探索氣象為農(nóng)服務(wù)的運作機(jī)制和有效組織方式積累經(jīng)驗，通過政府引導(dǎo)和政策支持，充分發(fā)揮災(zāi)害性天氣監(jiān)測、預(yù)報和災(zāi)情評估的職責(zé)以及保險經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償?shù)墓δ埽瑸檗r(nóng)業(yè)企業(yè)和廣大農(nóng)民應(yīng)對災(zāi)害事故風(fēng)險、增強(qiáng)抵御風(fēng)險的能力、提高風(fēng)險管理水平提供服務(wù)，促進(jìn)本省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展。

2）科學(xué)組建橡膠天氣指數(shù)保險專業(yè)氣象探測網(wǎng)

多方籌措資金，支持在天氣指數(shù)農(nóng)業(yè)保險承保區(qū)域科學(xué)選址加密自動氣象監(jiān)測站的建設(shè)，確保獲取的氣象數(shù)據(jù)與保險標(biāo)的災(zāi)后的損失情況高度相關(guān)。在海膠集團(tuán)25個分公司及保險試點農(nóng)場建設(shè)73個橡膠林氣象監(jiān)測站，形成橡膠指數(shù)保險觀測站網(wǎng)。

3）橡膠樹天氣指數(shù)保險科學(xué)研究

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

深入閱讀

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