中国天然橡胶生产能力预测分析(2019—2025 年)*

何长辉， 莫业勇， 刘锐金

（中国热带农业科学院 橡胶研究所， 海口571101）

天然橡胶在日常生活、 工业、 医疗、 航空和军工等领域有着广泛的用途， 含天然橡胶的制品已超过7 万种。 出于经济重要性和供给安全性考量， 2017 年欧盟将天然橡胶与稀土矿、 稀有金属等一并列入27 种关键原材料清单。 美国也将天然橡胶列为重要农产品原料之一。 天然橡胶在中国长期被视为战略物资。 20 世纪50 年代， 天然橡胶供应被封锁， 为了满足国防建设和经济社会发展的需要， 国家成立华南垦殖局寻找适宜地区大规模种植橡胶树。 经过60 多年艰苦卓绝的努力， 中国已成为世界第三大天然橡胶种植国和第四大生产国。 根据农业农村部农垦局统计资料， 2017 年种植规模和产量分别为116.73 万hm2和81.37 万t。 橡胶树属于长周期作物， 与短周期作物相比， 其生产具有跨期调节的特点。 若无极端天气或劣质种子事件影响， 大部分短周期作物在种植面积确定的情况下， 产量和生产能力差距会很小。 但橡胶树则不同， 农户可以更加自由地配置劳动力， 做出割胶生产的决策， 调节产量和生产能力之间的差距。 大部分学者更为关注天然橡胶产量预测， 而对天然橡胶生产能力预测的研究较少。 天然橡胶生产国联合会(ANRPC) 会根据天然橡胶主产国上一年产量情况、 种植规模、 气候条件、 政府政策和市场环境等因素预测下一年的产量， 国际橡胶研究组织(IRSG) 以及国内一些研究机构也会建立模型预测天然橡胶产量。 与粮食产量相关的预测研究在方法上更为突出， 常见的有GM (1， 1) 灰色预测模型及其扩展模型[1-6]， 以及BP 神经网络模型的扩展模型[7-9]。 部分学者将粮食产量预测的相关方法应用于天然橡胶， 建立灰色预测模型对2006—2017 年中国天然橡胶产量进行了预测[10]； 使用时间序列分析方法预测2011—2020 年中国天然橡胶供给和需求趋势[11]； 运用时间序列方法对海南省儋州市的天然橡胶产量进行预测[12]； 将GM (1， 1) 模型与趋势曲线组合模型运用于天然橡胶产量预测[13]； 部分学者研究了中国天然橡胶生产的波动性， 并对天然橡胶的产量发展趋势进行了预测[14]。 有学者在对中国橡胶主产区调研的基础上对天然橡胶的生产能力进行系统分析， 2015 年橡胶总产量可达73 万t， 如果通过科技培训与推广， 在割胶、 栽培、 低产胶园改造等方面挖掘潜力， 2015 年和2020 年天然橡胶生产能力将分别达到90 万t 和110 万t[15]。 通过比较发现， 对天然橡胶产量进行预测的研究多习惯利用历史数据展开分析， 忽略了价格因素对农户生产意愿和行为的影响。 正因如此， 部分基于灰色模型[10]和回归分析[11]的天然橡胶产量预测结果与实际情况相差甚远。 为了进一步提升天然橡胶生产能力预测精度， 结合橡胶树的长周期作物属性， 利用生命周期的产量分布数据和1977—2018 年定植面积数据， 对天然橡胶生产能力进行测算。

1 数据与方法

1.1 数据来源

1977 年橡胶树种植面积来自《中国天然橡胶五十年》[16]， 1977—2017 年历年橡胶定植面积来自农业部南亚办统计资料。 2018 年定植面积根据农业农村部及相关植胶区数据估算得到。 不同橡胶树品种生命周期单产分布数据则分别来自国内外从事天然橡胶研究的相关科研机构。 不同橡胶树品种生命周期内单产有较大差别， 暂时未发现有研究或者生产组织对某一品种完整生命周期每年干胶单产进行跟踪观测的数据。 中国热带农业科学院橡胶研究所割胶生理研究团队提供了热研73397 品种开割26 年各年干胶单产监测数据， 第27 年到第33 年的干胶单产数据则以第26 年数据为基础逐年递减0.10t/hm2。 其他品种的产量分布数据源于ANRPC 供需专家组， GT1 品种开割24 年的各年干胶单产数据来源于越南， 第25 年到第33 年的干胶单产数据则以第24 年数据为基础逐年递减0.10t/hm2。 RRIM 系列品种均由马来西亚选育， RRIM600 品种开割20 年的单产数据源于马来西亚对某一混合品种的监测数据， 开割第21 年到第26 年的干胶单产以第20 年数据为基础， 逐年递减0.20t/hm2， 第27 年到第33 年的干胶单产数据则与第26 年数据保持一致。 PR107 品种开割各年的单产数据则主要参考印度尼西亚对PB260 品种的监测数据。

1.2 研究假设

根据橡胶树生命周期特征以及中国主要植胶区植胶环境特点， 对天然橡胶生产能力进行预测时， 提出5 个研究假设。

H1: 全国的胶园中仅有PR107、 RRIM600、 GT1 和热研73397 这4 个品种

H2: 橡胶树生命周期为40 年， 从种植到割胶的非生产期为7 年， 从开始割胶到更新的周期为33 年

H3: 根据对主要植胶区相关管理部门调研及农户抽样调查数据， 假设不同时期橡胶树品种比例如表1 所示

H4: 假设1977 年橡胶树面积不变， 单产按照每年5%的水平递减

H5: 国内热研73397、 GT1、 RRIM600 和PR107 品种的单产分别为试验监测数据的85%、 70%、 75%和1.46 倍

根据中国天然橡胶实际单产水平信息， 考虑到试验监测数据与生产实践的差异， 以及不同品种在不同国家植胶环境下的差异， 最后确定4 个品种的产量。

表1 不同时期橡胶树品种比例Table 1 Proportion of rubber tree varieties in different periods

1.3 研究对象概况

1.3.1 橡胶树生长情况

天然橡胶主要来源于巴西三叶橡胶树。 橡胶树属于高大热带乔木， 天然橡胶乳汁取自树皮， 国内一般种植后第8 年开始切割树皮获取乳汁， 生产上需要根据胶园管护水平和植胶环境而定。 严格执行《天然橡胶生产技术规程》 的情况下， 橡胶树的割胶寿命一般可以达到30 年， 部分胶园甚至能够超过40 年。 实际生产中， 部分地区植胶条件较差， 胶园超海拔、 超坡度种植， 可能需要8 到10 年才能割胶； 少数橡胶园由于种植管理不规范， 可能20 年左右就更新； 但这些并非普遍现象。

由于橡胶树生长周期长， 所以品种更新换代速度慢， 对生产的影响时间长。 发展初期， 中国橡胶树品种引自国外， 迄今国外品种仍然占较大比例， 主要有RRIM600、 PR107 和GT1 等3 个品种。 热研73397 是中国种植面积最大的自主选育品种， 1995 年开始在国内大规模推广。 随着技术的扩散， 种植农户对热研73397 认可度越来越高。 该品种得以在海南和广东植胶区大规模推广， 种植规模超过20 万hm2。此外， 云研774、 云研772、 大丰95、 热研879、 热研917 等品种也是中国自主选育， 但种植规模太小，在分析品种构成时几乎可以不考虑。 中国属于非传统植胶区， 自然环境和气候条件对橡胶树生长影响较大， 产业规模的扩展主要依赖科技创新[17]， 不同地区品种选择具有较大的差异。 GT1、 云研772 和云研774 等抗寒性较强的品种主要分布在云南， 热研73397、 大丰95 和热研917 等品种抗风性较强， 主要分布在海南和广东。 RRIM600、 PR107 两个品种则在海南和云南都有较大规模分布。 由于病虫害、 自然灾害和人为因素等影响， 橡胶树资产每年会有不同程度损失。

1.3.2 生命周期单产变化

在橡胶树种植后， 第8 年才达到割胶标准。 特别是在开始割胶的前3 年， 干胶产量一般较低， 其产量不会超过1t/ hm2[18]。 随着橡胶树生长， 干胶产量逐年上升， 开割后第5 年到第20 年为橡胶树高产期， 正常情况下产量会超过1t/hm2， 旺产年份甚至能达到2t/hm2。 进入割胶第21 年后， 橡胶树原生皮割完， 开始割再生皮， 产量逐年下降。 直到割胶第33 年， 橡胶树更新。

影响橡胶树单产的因素除了树龄， 还有橡胶树品种。 中国橡胶树品种经历了实生树、 初生代、 次生代和三生代等不同发展阶段， 单产水平大幅提升， 平均单产从0.45 t/hm2增长到1.26 t/hm2[19]， 部分优良品种单产甚至高达1.80 t/hm2。 不同品种单产特性会有较大差异。 生产试验数据显示， RRIM600 和GT1 两个品种第1～10 割年的年均单产分别为1.204 5 t/hm2和1.114 5 t/hm2， 而PR107 品种对应的单产仅有0.982 5 t/hm2。 但PR107 开割第17 年到20 年， 单产能够达到2.200 0 t/hm2以上。 因此， 不同品种结构的橡胶园单产会有较大差异。 根据假设H3提供的品种比例和各品种生命周期内干胶单产数据得到不同时期橡胶园单产分布曲线(图1)。

图1 不同时期橡胶园单产分布曲线Figure 1 Distribution curve of yield in different periods in China's rubber plantation

1.3.3 历年橡胶种植情况

种植面积是影响天然橡胶生产能力的另一个关键因素。 中国天然橡胶产量从发展之初的0.03 万t增长到2017 年的81.37 万t， 种植面积从不足10 万hm2发展到116.73 万hm2， 产量的增长源于每年不断新种或者更新的橡胶树面积增长。 由于天然橡胶生命周期长达40 年， 生产能力可以追溯到过去40 年到7 年前历年定植橡胶树能够生产干胶的产量， 即为各树龄结构下能够投产的胶园生产能力之和。 因此， 历年定植的橡胶树面积对预测生产能力尤为关键。

图2 1977—2017 年定植胶园面积(hm2)Figure 2 The area of rubber plantation planted that year from 1977 to 2017 (hm2)

从1977—2018 年历年定植的胶园面积(图2) 可以看出: 定植胶园面积整体上波动较大， 1977—1987 年定植面积波动上升； 1988 年定植面积开始大幅减少，1989 年为历年最小值， 一直到1995 年每年定植的面积都不超过1.5 万hm2； 1996—1997 年定植面积短暂增加， 随后逐年减少， 并且持续到2002 年； 2003 年定植面积陡增且呈逐年增长的态势， 并持续到2007 年， 橡胶树定植面积达到历年最大值。 尽管2008 年定植面积有较大幅度减少， 但2008—2012 年每年定植面积都在4.5 万hm2以上； 出现大幅下滑始于2013 年， 2013—2018 年定植面积波动降低到2.0 万hm2左右水平。

1.4 模型选择

橡胶树从定植到投产一般需要经历7 年左右非生产期， 这一特点即为天然橡胶生产能力测算模型建立的关键。 测算的天然橡胶生产能力为1977 年存量胶园的干胶产量与1977 年及以后历年定植胶园产量之和。 根据假设， 1977 年定植的橡胶树到1984 年才开始割胶， 此时是橡胶树生长的第8 年(正是1977年定植胶园割胶第1 年)， 也是1977 年存量胶园割胶的第8 年， 所以1984 年干胶产量为1977 年存量胶园干胶产量与1977 年定植胶园干胶产量之和； 1985 年干胶产量为1977 年存量胶园干胶产量、 1977 年定植胶园干胶产量和1978 年定植胶园干胶产量之和。 依次类推， 2015 年干胶产量为1977 年存量胶园干胶产量与1977—2008 年历年定植胶园干胶产量之和， 此时1977 年存量胶园能够产胶的橡胶树已经达到40 年树龄， 2008 年种植的橡胶树已经达到8 年树龄， 进入开割期。 2016 年干胶产量为1977—2009年历年定植胶园干胶产量之和， 此时1977 年存量胶园都已超过40 年树龄， 已经停止割胶； 1977 年定植的橡胶树达到40 年树龄， 2009 年定植橡胶树则达到8 年树龄。 其他年份干胶产量则按照模型类推。具体模型可表示为:

式中P1984 表示1984 年能够达到的天然橡胶产量， 是1977 年成龄胶园测算产量和定植胶园测算产量之和； P2015 表示2015 年天然橡胶生产能力， 是1977 年成龄胶园测算产量与1977—2008 年历年定植胶园测算产量之和； P2025 表示2025 年天然橡胶生产能力， 是1986—2018 年历年定植胶园测算产量之和； PM19778表示1977 年的成龄胶园在第8 年的测算产量； 依次类推， PM197739表示1977 年成龄胶园在第39 年的测算产量， 根据假设H2， PM197739是1977 年成龄胶园生命周期最后一年的产量； PN19778表示1977 年定植胶园在第8 龄的测算产量； PN19788表示1978 年定植胶园在第8 龄的测算产量；PN20088表示2008 年定植胶园在第8 龄的测算产量； PN20188表示2018 年定植胶园在第8 龄的测算产量； PN197740表示1977 年定植胶园在第40 龄的测算产量； PN198640表示1986 年定植胶园在第40 龄的测算产量； 其他依次类推。

2 结果与分析

2.1 实际产量受价格与自然灾害影响较大

根据模型估算天然橡胶生产能力， 得到结果如图3 所示。 整体而言， 模型预测结果较为合理， 实际产量与生产能力之间明显的差异情况能够得到合理解释。 中国规模化种植橡胶树始于20 世纪50 年代，到1977 年橡胶种植规模达到35.36 万hm2。 从1990 年开始， 1977 年以前种植的橡胶树对生产能力的影响减弱， 模型拟合效果较好。 图3 中区域Ⅰ和Ⅱ， 实际产量低于生产能力， 主要因为2005 年“达维”台风和2008 年初冰冻灾害导致橡胶生产受损严重。 2005 年“达维” 台风造成海南省3 372 万株开割橡胶树受损， 直接经济损失达到24 亿元； 2008 年1 月中旬海南持续40 多天低温、 阴雨天气导致海南农垦超过100 万株开割橡胶树死亡， 开割时间普遍推迟1—2 个月， 直接和间接经济损失16 亿元以上[20]。区域Ⅳ是由2014 年以来持续低迷的价格造成， 2011 年干胶收购价格超过30 元/kg， 然后开始不断下降，到2014 年价格低至10 元/kg 左右的水平， 而后低价水平基本持续到现在。 巨大的价格落差降低了胶农从事橡胶生产的积极性， 导致大量橡胶园停割或者不正常割胶， 从而造成较大的产能浪费。 区域Ⅲ中实际产量高于生产能力， 则主要是由于2011—2013 年橡胶价格高位运行。 2011 年橡胶价格达到历史最高水平， 大量农户增加割胶强度和割胶劳动力投入， 过度开发使得实际产量显著高于生产能力。

图3 天然橡胶生产能力与实际产量对比Figure 3 Comparison between natural rubber production capacity and actual production

2.2 生产能力将在2025 年下滑

1990—2008 年， 天然橡胶生产能力曲线稳步上升， 2009—2018 年保持快速上升的态势， 到2019 年开始维持较低的增速， 2024 年前后基本处于稳定状态。 测算数据显示， 生产能力在2024 年达到最大，116.70 万t， 2025 年为116.64 万t， 意味着从2025 年开始， 天然橡胶生产能力开始下滑。

2014 年以后天然橡胶生产能力持续快速增长主要在于2003 年以来较大的橡胶树定植面积。 2003 年以后定植的橡胶树在2010 年以后开始投产， 并逐渐步入高产期， 随着产能的释放将在2024 年左右达到峰值， 然后进入缓慢下行通道。 然而， 由于2014 年以来价格低迷， 橡胶树定植面积大幅减少， 2012 年以前定植的橡胶树产能释放之后， 生产能力可能出现大幅下滑的趋势。

胶园更新是有效保障天然橡胶生产潜力的关键。 世界天然橡胶主产国都非常重视种植和更新胶园，马来西亚和泰国建立了橡胶产业(更新) 基金， 柬埔寨等亦对橡胶种植给予一定的补贴。 按照33 年的生产周期计算， 不考虑新品种推广产生的生产能力增长， 如果要维持天然橡胶相对稳定的生产能力， 则达到投产标准的胶园需要保持每年3.3%的更新率。

2.3 生产能力闲置问题突出

比较实际产量与生产能力曲线发现， 1990—2002 年重合度较高； 2003 年实际产量略高于生产能力估值， 2011—2013 年实际产量则明显高于生产能力， 在5.83～8.02 万t 之间； 2005、 2006 和2008 年实际产量明显低于生产能力， 分别低6.64 万t、 6.14 万t 和8.41 万t； 2014—2018 年实际产量则远远低于生产能力。 从2014 年开始， 实际产量与生产能力之间的差距明显拉大， 2014 年生产能力超过实际产量约0.96 万t， 2015 年则扩大到9.44 万t， 到2018 年天然橡胶生产能力超过实际产量21.46 万t， 占2018年中国天然橡胶实际产量的25%以上。 大量的生产能力被闲置， 意味着较大面积的胶园处于弃割弃管或者不正常割胶的状态。

天然橡胶名义价格2011 年达到高位后开始下降， 2014 年开始保持低迷态势， 基本维持在1 万元/t左右的水平。 价格低导致胶农从事割胶生产的积极性降低， 部分成龄胶园弃割弃管。 部分胶农仍然割胶， 但施肥量减少或者不施肥， 胶园管理较天然橡胶价格大幅下降前更为随意。 调查显示， 2015 年海南植胶区约有25%的胶园被弃割， 25%的胶园处于非正常割胶状态[21]。 部分报道指出2016 年海南省民营胶园弃割比例高达六成[22]。 这些现象导致天然橡胶生产能力难以转化为实际产量， 造成资源浪费。

3 结论与建议

3.1 结论

1990—2004 年间， 天然橡胶实际产量与生产能力基本保持一致， 差距较小； 2005 年以后， 极端自然灾害和天然橡胶价格异常波动导致实际产量与生产能力之间的差距拉大， 2014 年以后天然橡胶价格持续低迷， 农户割胶意愿降低导致实际产量严重低于生产能力， 闲置产能估计超过20 万t， 随着生产能力的自然增长和割胶劳动力老龄化、 劳动力外流的持续， 闲置产能还有进一步扩大的趋势； 2004—2012年大规模种植橡胶树形成的产能正在持续释放， 形成天然橡胶生产能力快速增长的态势， 估计2024 年将达到峰值； 而2014 年以来受价格因素影响， 橡胶园更新定植面积锐减， 可能会对2024 年以后的天然橡胶生产能力造成较大冲击。

3.2 建议

3.2.1 保障胶农收入， 稳定现有种植规模

橡胶种植农户放弃割胶、 疏于胶园管理会对天然橡胶生产能力稳定和产业可持续发展造成不可逆转的损害。 为了稳定天然橡胶生产能力， 首先需要稳定农户橡胶收益， 减少胶农因为价格过低而大规模砍树的行为。 在精准扶贫项目推动下， 云南省和海南省开始实施天然橡胶“期货+保险”， 2018 年海南省试点价格(收入) 保险， 对保障胶农收入方面发挥着积极效果。 进一步稳定天然橡胶生产能力还需要这些收入保障措施能够在更大的范围进行推广和宣传， 各植胶区根据地方产业发展情况制定实施细则，确保政策措施能够有效执行。

3.2.2 创新生产组织模式， 解决产能闲置问题

针对胶园弃割弃管问题， 产业主管部门可以尝试在乡镇或者县域范围内组织技术水平较高的割胶劳动力建立橡胶生产服务合作社， 胶农将橡胶树托管给合作社并签订协议， 避免橡胶树资产在托管过程中受损， 同时保证在市场环境下双方都能够得到相对合理的收益。 植胶大户也可以考虑组建自己的橡胶生产服务合作社， 与割胶劳动力之间建立长期的利益连接机制。 政府层面则需要出台相关的政策措施， 支持农户在生产方式、 组织方式上的创新， 对其生产投入给予适当的补贴。

3.2.3 加大对橡胶园更新的支持力度

为了阻止天然橡胶生产能力的持续下降， 要加大对胶园更新的支持力度。 按照国家《橡胶树种植基地建设标准》 要求， 支持更新20 世纪80 年代及之前种植的老龄低产胶园， 提高优良新品种的覆盖率， 建成高产稳产的标准化生产基地。 加强道路、 桥涵、 水土保持工程建设， 完善胶园基础及其配套设施， 提高胶园管理水平， 培育胶园生产潜力。

建议多方筹措资金， 成立天然橡胶发展基金， 通过直接补贴、 信贷扶持、 社会化服务补贴等方式，重点支持橡胶种植与更新、 胶园基础设施建设， 避免出现胶园生产潜力下降。 另外， 在深入总结橡胶林造林和抚育补贴试点的基础上， 制定中央财政林业补助资金支持天然橡胶产业的意见， 适当提高补贴幅度， 全面覆盖主产区新植和更新种植胶园。