寒害事件对橡胶树总初级生产力的影响

刘少军 张京红 李伟光 陈小敏 佟金鹤

摘要：为了揭示寒害对橡胶树总初级生产力（Gross primary productivity，GPP）的影响，以2008年1—2月发生的南方地区低温事件为例，参照标准QX/T 169-2012计算橡胶树寒害指数，并通过对相应时间段内的橡胶树寒害指数和橡胶树总初级生产力变化的分析揭示橡胶对寒害事件的响应。结果表明，当面临寒害事件时，橡胶树GPP会出现减小的情况;橡胶树寒害指数和GPP的变化有一定的相关性，但不同区域同等寒害指数条件下对不同区域的橡胶树的GPP减小程度有所不同，主要原因是橡胶树抗寒能力差异引起的;在同一区域，可以利用寒害指数和GPP的变化判断橡胶树的受灾程度。

关键词：橡胶树;寒害;总初级生产力;气象指数;影响

中图分类号：P429;S794.1         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2019）01-0025-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.01.006           开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Chilling Injury on Rubber Gross Primary Productivity

LIU Shao-jun，ZHANG Jing-hong，LI Wei-guang，CHEN Xiao-min，TONG Jin-he

（Hainan Institute of Meteorological Sciences/Key Laboratory of South China Sea Meteorological Disaster Prevention and Mitigation of Hainan Province，Haikou 570203，China）

Abstract： In order to reveal the effects of chilling injury on rubber gross primary productivity， the influence of the southern low temperature event in 2008 was taken for example. The rubber chilling injury indexes were analyzed based on the criterion of QX/T169-2012. The rubber chilling injury indexes and the changes of rubber gross primary productivity （GPP） were analyzed to reveal the rubber to the chilling injury incident. The results showed that the rubber gross primary productivity would reduce when faced in chilling injury events. The rubber chilling injury index and the change of the GPP were related each other. But in different area ，at the equally chilling injury index， the rubber GPP decreased degree were different， the main reason was the differences of rubber chilling stress resistance. The rubber chilling injury index and the change of the rubber GPP can be used for assessing the rubber chilling injury damage in the same area.

Key words： rubber; chilling injury; gross primary productivity; meteorological index; effects

天然橡膠是中国热带地区的重要支柱产业，气象因子是影响橡胶树种植的关键因素之一[1]。橡胶树总初级生产力（Gross primary productivity，GPP）反映的是橡胶树所固定的碳的总量，是碳循环的重要评价指标，一定程度上也能间接反映对产量的影响程度。橡胶树GPP具有明显的空间和时间变化特征，其中气候因子是橡胶树生长最直接的影响因素[2]。2008年1月中旬至2月初，中国19个南方省（市、自治区）先后经历了历史上一次罕见的持续低温天气[3]，其中中国橡胶主产区的海南省、广东省、云南省屏边等地在该时间段的温度距平均低于同期[4]。随着遥感技术的发展，有力提升了橡胶GPP在区域尺度上的监测水平，因此可借助遥感手段，通过对比分析研究区橡胶树GPP变化来反映其对寒害的响应程度，为准确、及时掌握橡胶产胶状况提供决策依据。

针对2008年1—2月的低温事件，国内外学者开展其对作物的影响研究。如，王静等[5]根据2008年1月低温灾害前后的人工针叶林净初级生产力变化评估了中亚热带针叶林的恢复能力;陈鹭真等[3]开展了2008年低温对中国南方红树林的影响研究;刘布春等[6]分析了2008年低温灾害对农业的影响;李盼龙等[7]分析了贵州省植被净初级生产力对2008年极端寒冷天气事件的响应;赵志平等[8]利用遥感数据分析了2008年冰雪冻害对森林损毁的情况研究。关于橡胶树寒害的研究大致集中在橡胶树寒害指标和橡胶树寒害个例研究两类[9]，其中橡胶树寒害指标研究主要涉及日平均气温、日最低气温、寒害有效积寒、辐射型积寒、平流型积寒、极端最低气温、最大降温幅度、寒害持续日数、低温过程的持续日数等指标[10-13]，并采用不同指标组合评价橡胶树寒害程度;个例研究主要是评估橡胶树寒害损失[14-17]。

从2008年1—4月橡膠树GPP比2007年减少的空间分布（图4）来看，1月广东省橡胶产区的大部分区域均处在减少区域，局部存在减少率大于15%，云南省橡胶产区橡胶树GPP减少率范围为0～15%，海南省大部分区域变化不大，整体有增加的趋势;2月广东省、海南省、云南省屏边和江城等地橡胶树GPP减少率大于15%，云南省景洪、瑞丽等地橡胶树GPP呈增加趋势;3月广东省雷州半岛、海南岛西北部、云南省屏边等地橡胶树GPP减少率大于15%，海南岛的东南部、云南省的景洪等地橡胶树GPP呈增加趋势;4月除广东省的电白、云南省的瑞丽等地外，其他大部分区域橡胶树GPP呈增加趋势。

2.3  橡胶树寒害指数变化与GPP变化关系

通过对橡胶树寒害指数和GPP变化的关系分析可以得到，橡胶树寒害指数变化与GPP变化在空间上存在一定的对应关系，即在同一区域，橡胶树寒害指数大的区域对应的橡胶树GPP的变化也大。但在不同区域，由于气候、橡胶树生产管理及橡胶树品种、树龄等差异的原因，同样寒害指数的差异导致GPP变化的程度并不一致。如，2008年1—2月与2007年同期相比，橡胶树寒害指数的变化与橡胶树GPP月平均值变化在区域上存在一定差异（图5），在广东省橡胶产区，橡胶树寒害指数变化为1.89～2.20，橡胶树GPP月平均值减少范围为0～5.00 g C/m²;在海南省橡胶产区，橡胶树寒害指数变化为1.40～2.00，而橡胶树GPP月平均值减少范围为5.00～14.26 g C/m²。导致不同区域橡胶树GPP月平均值发生差异的原因可能是低温冷害导致橡胶树物候期的改变而引起的。1—2月整个橡胶树处于落叶期（叶片黄化、落叶和落叶末期），低温的出现一方面可能加快了橡胶树的落叶程度，另一方面可能延缓第一蓬的生长，因此橡胶树GPP月平均值较同期减少的程度不同。而在3月，大部分区域橡胶树GPP月平均值减少，主要原因可能是受寒害的影响，橡胶树第一蓬叶抽发期推迟所致;总体而言，整个橡胶产区由于寒害程度不同，橡胶树受影响的程度也有差异。

3  小结与讨论

3.1  小结

2008年1—2月发生低温灾害，影响范围广、强度大、持续时间长[19]，因此选择2008年的极端低温事件研究寒害对橡胶种植区的影响具有一定的代表性。根据气象数据得到的橡胶树寒害指数确定了2007年1—4月为特大寒害发生前正常年份GPP的水平，2008年1—4月为特大寒害发生水平，通过对比两年份不同月份的GPP变化，分析橡胶树GPP对寒害事件的响应。

通过2007、2008年橡胶树寒害指数和橡胶树各月GPP的变化，可以整体判断橡胶树受害程度及受寒害影响后橡胶树GPP减小的情况。因此，采用橡胶树寒害指数能反映橡胶树寒害的程度，一般寒害指数大的区域，橡胶树灾损较重;橡胶树各月GPP的变化值能反映橡胶树对寒害的响应程度，GPP数值比同期相比减少的多，说明其受到寒害影响较重。这样就可以从气象和遥感监测的角度分别监测橡胶树寒害的程度。

通过对橡胶树寒害指数变化与橡胶树GPP变化的相关性分析可知，一般橡胶树寒害指数大的区域，对应橡胶树GPP与同期相比减少较多;但也存在一些区域，同样程度的寒害导致GPP变化的程度并不一致，说明不同品种和树龄的橡胶树具有不同的抗寒能力。如，同样程度的寒害指数，由于广东省橡胶树对冬季低温的长期适应和种植之前选择了抗寒性较强的品种，提高了橡胶树的抗寒能力;而在海南省橡胶产区，同样程度的寒害指数的区域，GPP变化相对大一些。

3.2  讨论

受气候因素限制，中国橡胶树种植面积有限，目前中国橡胶树种植区主要分布在海南、云南、广东、广西、福建等5省（自治区）。由于中国适宜植胶区域纬度偏北和海拔偏高，橡胶树整个生长过程中受到风、寒、旱等气候灾害的影响。在全球变化背景下，极端天气气候事件概率增加，橡胶树种植面临更大的气象灾害风险。2008年初的极端低温对中国橡胶产区（海南省、广东省）造成了不同程度的灾损。由于气候、橡胶生产管理、橡胶品种、树龄等差异的原因，橡胶树GPP变化受寒害程度有所差异。特别是1—2月橡胶树处于落叶期，橡胶树的GPP处于低值区。由于气候的影响，在不同区域橡胶树落叶的时间上稍有差异，如云南省西双版纳橡胶树1月上旬至2月中旬处于落叶期，2月下旬至3月上旬处于快速生长期;海南省橡胶树1—2月处于落叶盛期，2月下旬南部有些区域开始展叶，3—4月橡胶树处于第一蓬叶期，橡胶树GPP会明显增加。本研究采用的是橡胶树GPP月平均值，即通过当月每天的遥感数据提取出橡胶树月平均GPP，从宏观上体现1—4月不同区域橡胶树的物候期存在差异，主要考虑用同期橡胶树GPP月平均值变化来反映对其寒害的响应程度。由于资料的限制，本研究仅从宏观角度简要分析了寒害对橡胶树GPP的影响，关于低温寒害如何具体影响橡胶树GPP变化及其影响机制等问题需要进一步的分析。同时，本研究仅以2008年南方地区低温事件为例，根据2007和2008年的橡胶总初级生产力的变化揭示橡胶树对寒害事件的响应，难免有些不足，有待进一步研究。

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