海南西部干旱的地理邊緣解析

廖繼武，周永章

（1.肇慶學(xué)院 旅游學(xué)院，廣東 肇慶 526061；

2.中山大學(xué) 地球環(huán)境與地球資源研究中心，廣東 廣州 510275）

海南西部干旱的地理邊緣解析

廖繼武1，周永章2

（1.肇慶學(xué)院 旅游學(xué)院，廣東 肇慶 526061；

2.中山大學(xué) 地球環(huán)境與地球資源研究中心，廣東 廣州 510275）

地處熱帶的海南西部干旱問題突出，干旱已經(jīng)成為當(dāng)?shù)匕l(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的制約因素.從地理邊緣視角，根據(jù)歷史資料研究海南西部的干旱特征與成因，為海南西部干旱防治提供科學(xué)依據(jù)，可豐富區(qū)域干旱研究的內(nèi)容與方法.研究發(fā)現(xiàn)，海南西部干旱具有以10年為周期的波狀變化，干旱程度由沿海向內(nèi)陸遞減；海南西部是海陸交錯帶與山地平原交錯帶，山地、平原、海洋三大系統(tǒng)在干旱形成過程中發(fā)揮著不同的作用.

地理邊緣；干旱；海南西部

中國是一個水旱災(zāi)害頻發(fā)的國家[1]，其中干旱在南北方均有分布[2-3].在中國北方，干旱缺水已成為制約區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的主要因素[4]；在南方地區(qū)，局部干旱仍是影響經(jīng)濟社會發(fā)展的重要因素[5].研究干旱問題，減小干旱對區(qū)域經(jīng)濟社會的負(fù)面影響，特別是對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的制約與影響，是發(fā)展生產(chǎn)、實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)工作.對干旱問題的研究，氣象學(xué)者多從大氣環(huán)流角度研究干旱的成因機制[6]，水利學(xué)者著重干旱的自然與工程因素分析[7].干旱是一個多因素影響的結(jié)果，從地理邊緣角度解析干旱是一個新的研究視角.本文選取海南西部地區(qū)為案例區(qū)，分析其干旱的空間特征及其成因機制，以豐富區(qū)域干旱研究的內(nèi)容與方法.

1 海南西部的干旱問題

海南島降水量的空間分布差異大，呈東多西少的趨勢[8].東部地區(qū)降水量大，形成海南的多雨中心，其中萬寧是海南降水量最多的市縣，而西部地區(qū)降水量小，不足900 mm，比東部地區(qū)少1100 mm左右，比中部地區(qū)少600 mm，是海南降水量最小的地區(qū)[9].東方與萬寧緯度位置接近，而降水量僅及后者的一半.

與降水量的狀況相反，西部地區(qū)的氣溫卻高于同緯度的中部地區(qū)與東部地區(qū)[10].氣溫是影響蒸發(fā)的主要因素，高溫使水分蒸發(fā)加快，因此西部地區(qū)蒸發(fā)量大于其他地區(qū)（見圖1）.海南西部的蒸發(fā)量在2500 mm以上，遠(yuǎn)大于緯度接近的瓊中、瓊海的蒸發(fā)量，是其蒸發(fā)量的142.32%.

圖1 海南西部(東方)與同緯度的瓊中、瓊海蒸發(fā)量的比較Fig.1 Contrast of evaporation in Dongfang、Qiongzhong and Qionghai

海南西部降水量與蒸發(fā)量的不匹配，使氣候干燥，干燥度也遠(yuǎn)大于同緯度的其他地區(qū)（見圖2），東方干燥度幾乎是瓊中的3倍.從時間上看，海南西部1年中有10個月都是蒸發(fā)量大于降雨量（見圖3），即有10個月屬于干旱狀態(tài).由于大部分降水被蒸發(fā)殆盡，使西部地區(qū)干旱嚴(yán)重，缺水成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人民生活面臨的重大問題.水分供應(yīng)不足嚴(yán)重影響著水稻的生長，是造成該地區(qū)低產(chǎn)田比重大的主要原因[11].

2 干旱的時空變化

2.1 干旱的空間變化

正如圖4、表1所示，海南西部降水是從沿海向內(nèi)陸減少.沿海地帶降水量在1000 mm左右，感恩角是少雨中心，降水量在900 mm以下.向東南方向降水逐漸增多，到東南部的中山區(qū)降水量已超過1600 mm，形成本區(qū)的多雨中心.以昌化、八所、感恩三地代表沿海，其余四地代表內(nèi)陸，則沿海降水量僅及內(nèi)陸降水量的67.36%.從單站點比較，最多的親天峽降水量是最小的感恩的近2倍.因此內(nèi)陸比沿海降水多，區(qū)內(nèi)降水的空間差異大.

由圖4可知，海南西部區(qū)內(nèi)降水空間分異以東西向分異為主.依降水量的空間分異可將全區(qū)分為三類：北部均勻降水區(qū)，年降水量在1200 mm～1400 mm之間，包括昌江縣海尾、南羅、昌化、昌城、十月田、叉河、烏烈、石碌等鄉(xiāng)鎮(zhèn).東南部多雨區(qū)，主要為中山山區(qū)，山峰海拔在1000 m以上，降水量在1600 mm以上，是全區(qū)降水量多的地區(qū).西南部降水多變區(qū)，包括東方市西部平原及其附近地區(qū)，降水空間變化大，降水量從沿海的800 mm到內(nèi)陸的1600 mm，二者差異大.從感恩到親天峽直線距離為39 km，降水變化量為800 mm，降水變化率約為20 mm/km，西南部地區(qū)降水的空間變化非常大.

圖2 海南西部與同緯度地區(qū)干燥度比較Fig.2 Contrast of desiccation between the west and east of Hainan

圖3 海南西部（東方）降水量與可能蒸發(fā)量的差額Fig.3 The balance of precipitation and evaporation in Dongfang

2.2 干旱的時間變化

圖4 海南西部等降水量圖Fig.4 The map of rainfall level in West Hainan

表1 海南西部1971-1980年的降水量 mmTab.1 The precipitation in 1971-1980 in West Hainan mm

海南西部年內(nèi)降水量小于蒸發(fā)量，降水量在更大程度上決定干旱狀況，因此降水量的變化可以反映干旱的變化.降水的時間變化一般用降水的年內(nèi)分配與年際變化來表示.海南西部降水量具有年際變化大與年內(nèi)分配不均的特征，降水的時間分配不均加重了海南西部的干旱.

海南西部降水具有波動變化的特征[12]，在波谷時間段，連續(xù)年份的降水偏少造成長時間的干旱.圖5是以10年為單位對各年代降水量的統(tǒng)計.該圖展示了1950s以來降水量的變化呈波浪式的起伏變化，5個時代呈高-低-高-低-高的變化態(tài)勢.與表2的年際變化相比，10年的周期變化量要小，年際變化率最大為-692.1%，而10年周期最大變化率僅為-16.2%.因此海南西部的干旱程度也具有以10年為周期的波狀變化的特征，這與其他學(xué)者的研究結(jié)論是相符的[13].

圖5 海南西部各年代降雨量的變化Fig.5 The change of rainfall in each decade in West Hainan

連續(xù)無雨日（降雨日）的時間長是海南西部干旱的特征.從連續(xù)降雨日的年內(nèi)分配看，其分布呈波狀起伏，8-10月是一個高峰值，2、3月是一個小高峰，這和降雨的分布規(guī)律基本一致.連續(xù)降雨日的延長使降水相對集中于某一時段內(nèi)，其他時間則減少，形成干旱.連續(xù)無雨日在年內(nèi)的分布不均勻，一年中有10個月有連續(xù)30天以上無降水的記錄，最長的達(dá)3個多月.連續(xù)無雨日的延長使干旱天數(shù)增長，昌江每年的干旱天數(shù)基本上在200天以上[9].同時連續(xù)降雨日的時間長，特別是暴雨，使降水集中，雨水大部分變成地面徑流流失，不能利用.在降水量一定的情況下，集中降水實質(zhì)是減少了可有效利用的降水，加大了干旱的程度.

3 地理邊緣與干旱

地理邊緣有特殊的屬性與功能，在其作用下，使地理邊緣的資源環(huán)境具有特殊性，對海南西部地區(qū)而言，則是干旱環(huán)境.

3.1 邊緣屬性與干旱

地理邊緣具有交錯屬性，海南西部既是海陸交錯帶，也是山地平原交錯帶，山地、平原、海洋三大系統(tǒng)在海南西部干旱特征的形成過程中具有不同的作用.山地的阻擋作用與雨影區(qū)使降水稀少，海南西部地處海南中部中低山系五指山、黎母嶺、霸王嶺之西，山地對來自太平洋的水汽，降水減少.由于山地為中低山，高度不大，氣流一般都能越過山地到達(dá)海南西部，致使該區(qū)焚風(fēng)效應(yīng)顯著，環(huán)境干熱化[14].平原地形使之缺少地形雨的形成條件，也使海南西部沿海降水少.來自印度洋的水汽對海南西部地區(qū)的降水意義重大，偏西的印度洋氣流在海南西部從沿海吹向東部山地，在沿海平原一掠而過，不形成降水，致使沿海一帶降水最少.海洋中有洋流作用，毗鄰海南西部的北部灣為半封閉的海域，獨自形成一套呈順時針方向運動海流系統(tǒng)，在海南西部時正是屬于寒流性質(zhì)的自北向南的沿岸流，具有減溫減濕作用.在沿岸寒流的作用下，沿岸地區(qū)降水減少.正是因為地理邊緣的交錯屬性，使地理邊緣的地理要素增加，也使影響地理邊緣環(huán)境的要素增加.當(dāng)?shù)乩硪貙Φ乩磉吘壄h(huán)境的影響為同一方向時，各種影響疊加，使影響力更為強大.海南西部干旱是山地、平原、海洋對干旱環(huán)境影響的疊加結(jié)果.

表2 海南西部（東方）1953-2000年降雨量的變化Tab.2 The change of rainfall in 1953-2000 in West Hainan

表3 海南西部（昌江）降水量級頻率表Tab.3 The frequency of precipitation in Changjiang County

3.2 邊緣功能與干旱

地理邊緣具有交流、截流以及邊緣效應(yīng)等功能，其中海南西部大片的沙地是地理邊緣交流與截流作用的結(jié)果.作為海陸邊緣帶，海洋系統(tǒng)與陸地系統(tǒng)不斷進行著物質(zhì)與能量的交換.河流攜帶的泥沙因海岸帶的截流作用而沉積，海洋中波浪帶來的沙物質(zhì)也因截流作用而停留，成為海南西部沙物質(zhì)的兩大重要來源.沙地廣布是海南西部地區(qū)的特征，昌江棋子灣地區(qū)裸露沙地長達(dá)6 km，東方的四更、羅帶、感恩地區(qū)也有大片裸露沙地.沙地保水保肥能力低，植被不易成長，植被的缺少更弱化海南西部的保水能力，徑流流失，蒸發(fā)加強，干旱加重.海陸間熱量的交換與截流也影響干旱，因海陸間的氣溫差使之存在熱量交換，交換的媒介為海陸風(fēng).海陸間大量的熱量交換則產(chǎn)生多量的海陸風(fēng).海南西部風(fēng)多而強，強風(fēng)加速水分蒸發(fā)，多風(fēng)加大蒸發(fā)量.對熱量的截流作用主要發(fā)生于晚間，海風(fēng)攜帶海洋中的熱量在邊緣帶被陸地系統(tǒng)吸收，使邊緣帶夜間氣溫高于內(nèi)陸，夜間的高溫加速（大）水分的蒸發(fā)（量）.交流截流功能作用于邊緣帶的熱量，使海南西部蒸發(fā)量加大，干旱程度加劇.邊緣效應(yīng)強化了地理邊緣資源環(huán)境與相鄰地理系統(tǒng)的差異，使之成為資源環(huán)境要素分布的大梯度區(qū)和物流能流的大流量區(qū)，適合各種生物生長繁殖，也易成為人類活動的集聚區(qū).人口的增加，用水量大增，易造成經(jīng)濟干旱.

海南西部干旱環(huán)境形成過程中，氣象背景雖然發(fā)揮著一定的作用，但地理邊緣特殊的屬性與功能起著重要作用.地理邊緣通過一系列機制來影響降水量與蒸發(fā)量，使之形成干旱環(huán)境.這種影響在感恩、板橋地區(qū)最為典型.南部的感恩、板橋地區(qū)是降雨量最少的地區(qū)，也是降水變化幅度最大的地區(qū).從地理邊緣角度分析，這里山地離海岸近，是海洋陸地交錯帶與山地平原交錯帶的重合地帶.兩大地理邊緣在此交合，地理邊緣的作用則更為強烈，大大減少了感恩、板橋地區(qū)的降雨量，加劇了感恩、板橋地區(qū)的干旱程度.

4 結(jié)論

對海南西部地區(qū)干旱問題研究取得如下認(rèn)識：

1）地處熱帶海島的海南西部地區(qū)存在干旱問題，干旱成為當(dāng)?shù)匕l(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要制約因素.與海南其他區(qū)相比，海南西部降水量最小、蒸發(fā)量最大，降水量與蒸發(fā)量不匹配，致使干燥度大，干旱問題突出.

2）干旱程度存在區(qū)內(nèi)空間分異.降水空間分異以東西向分異為主，內(nèi)陸比沿海降水多.區(qū)內(nèi)降水的空間變化大，最大降水量與最小降水量相差約1倍.降水變化空間變化劇烈，降水變化率約為20 mm/km.干旱程度由沿海向內(nèi)陸遞減.

3）干旱的時間變化存在一定規(guī)律，具有以10年為周期的波狀變化特征.降水年際變化大，最大年降水量與最小年降水量相差4倍多.降水年際變化不均，降水的偏少年份居多，發(fā)生干旱的機率較大.

4）海南西部是海陸交錯帶與山地平原交錯帶，山地、平原、海洋三大系統(tǒng)在海南西部干旱形成過程中各有作用.地理邊緣的功能通過對蒸發(fā)及地表狀況的影響而作用于干旱環(huán)境.在海陸交錯帶與山地平原交錯帶相交接地區(qū)，作用更為強烈，干旱更為嚴(yán)重.

5）地理邊緣為區(qū)域干旱問題研究提供了一個新的視角，從地理邊緣視角研究海南西部地區(qū)干旱問題有更深的認(rèn)識，并豐富區(qū)域干旱研究的內(nèi)容與方法.研究結(jié)論可為海南西部干旱防治提供科學(xué)依據(jù).

[1]呂娟.我國的防洪抗旱減災(zāi)與脫貧[J].中國水利,2003(6):59-61.

[2]王靜愛,孫恒,徐偉,等.近50年中國旱災(zāi)的時空變化[J].自然災(zāi)害學(xué)報,2002,11(2):1-6.

[3]段海霞,王素萍,馮建英.2010年全國干旱狀況及其影響與成因[J].干旱氣象,2011(1):126-132.

[4]符淙斌,安芷生.我國北方干旱化研究——面向國家需求的全球變化科學(xué)問題[J].地學(xué)前緣,2002(2):271-275.

[5]周巧蘭,劉曉燕.我國南方干旱成因與對策[J].上海師范大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2005(3):84-90.

[6]陳權(quán)亮,華維,熊光明,等.2008-2009年冬季我國北方特大干旱成因分析[J].干旱區(qū)研究,2010(2):182-187.

[7]歐陽球林,李娜.江西省干旱成因分析與節(jié)水灌溉[J].節(jié)水灌溉,2007(4):65-66.

[8]王勝,吳坤悌,陳明.1961年以來海南島降水變化趨勢分析[J].廣西氣象,2006(1):24-27.

[9]車秀芬,李偉光,陳匯林,等.標(biāo)準(zhǔn)化降水指標(biāo)在海南西部地區(qū)干旱監(jiān)測中的應(yīng)用分析:中國氣象學(xué)會2008年年會干旱與減災(zāi)——第六屆干旱氣候變化與減災(zāi)學(xué)術(shù)研討會分會場論文集[Z].中國北京,2008.

[10]高素華,黃增明,張統(tǒng)欽,等.海南島氣候[M].北京:氣象出版社,1988.

[11]李香,趙志忠,李鵬山.海南島西部干旱區(qū)樂東縣水稻生產(chǎn)潛力研究[J].海南師范大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2009,22(1):78-82.

[12]林培松,李森,尚志海.海南島西部近53年來氣候統(tǒng)計特征分析[J].聊城大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2006,19(3):57-59.

[13]俞勝賓,翟盤茂,張強.1961-2004海南島干旱演變特征分析[J].熱帶作物學(xué)報,2006,27(3):111-115.

[14]李森,劉賢萬,孫武.雨影區(qū)對海南島西部土地沙漠化影響的風(fēng)洞實驗研究[J].中國沙漠,2006,26(2):165-171.

Analysis of Drought in Western Hainan from the Perspective of Geographical Fringes

LIAO Jiwu1，ZHOU Yongzhang2
（1.School of Tourism Management，Zhaoqing University，Zhaoqing526061，China；
2.Research Center for Earth Resources and Environment，Sun Yat-sen University，Guangzhou510275，China）

Western Hainan is located in tropical zone,but its climate is very arid,and the drought has become a promi?nent problem in the development of local agriculture.Based on historical data of the drought,its characteristics,origin and forming mechanism have been studied in western Hainan from the perspective of geographic fringes.Drought is a 10-year cycle of undulant change,and the degree of drought reduces from coastal areas to inland.Western Hainan is the sea-content ecotone and mountain-plain ecotone,and the three systems of mountains,plains and ocean play different function in the formation of drought in western Hainan.The results provide a scientific basis for western Hainan to pre?vent and treat the drought.

geographic fringes；drought；Western Hainan

P 942

A

1674-4942（2012）01-0104-05

2011-08-30

國家教育部支持中山大學(xué)985工程產(chǎn)業(yè)與區(qū)域發(fā)展研究哲學(xué)社會科學(xué)創(chuàng)新基地資助項目（105203200400010）

黃 瀾