海南岛莲雾低温阴雨灾害风险区划研究

侯 伟，李伟光，陈小敏，官满元，潘家利，杨昌贤

（1.海口市气象局，海南 海口 571100；2.海南省气象科学研究所，海南 海口 570203）

海南岛莲雾低温阴雨灾害风险区划研究

侯 伟1，2，李伟光2，陈小敏2，官满元1，潘家利1，杨昌贤1

（1.海口市气象局，海南 海口 571100；2.海南省气象科学研究所，海南 海口 570203）

低温阴雨是影响海南莲雾冬季花果期的重要因素，持续低温阴雨过程造成落花、落果和裂果等现象发生。为合理布局莲雾种植、减轻低温阴雨灾害影响，利用1994—2014年海南岛18个市县的历史气象资料和灾情状况建立了基于莲雾生物学特性的低温阴雨灾害综合气候模型，并结合莲雾种植面积、人均GDP、各市县边界数据等资料分别构建了致灾因子危险性、承灾体易损性和防灾减灾能力指数，最终评估了海南莲雾种植低温阴雨灾害综合风险。结果表明，海南莲雾低温阴雨灾害风险区划呈现明显的纬度带状分布格局，由北向南风险值逐渐降低，其中高风险区集中于海南岛北部，中风险区位于西北部、中部和东北部的带状区域，低风险区主要集中在南部和西部地区。

海南岛；低温阴雨；莲雾；风险区划

莲雾〔Syzygium samarangense（Bi.）Merr.et Perry〕，又名洋蒲桃、金山蒲桃、天桃、琏雾等，为桃金娘科蒲桃属热带果树，原产马来半岛及安达曼群岛［1］。我国台湾最早于17世纪引种栽培，随后在海南、广东、广西、福建、云南和四川等省份也相继引种成功。莲雾果肉一般蘸取少量食盐直接食用，也可做莲雾汁、蜜饯、罐头等，因其果色鲜艳、营养丰富、肉质细腻等特征被冠以“水果皇帝”的美称。莲雾是海南重要的热带水果，在全岛范围内普遍种植，以海口、琼海、三亚、文昌等地种植最多，主要引进了台湾的黑金刚、黑珍珠、黑钻石等品种，经济效益逐年见好。目前，海南莲雾生产为解决果实品质和产期调控问题已逐渐向设施化栽培发展［2-3］。

莲雾种植可通过修剪、遮光等技术处理方法使不同片区果树存在不同天数的成熟相差期，以实现莲雾全年开花产果，特别是冬春季莲雾所结果实，果大色艳，口感润滑，品质优良，市场广阔［4］，已逐渐成为海南反季节果树增产、农民增收的特色热带农业产业。然而，受不同天气系统影响，海南莲雾种植易遭受低温、干旱、暴雨、热带气旋等气象灾害影响［5］，其中又以冬季低温阴雨不利天气对莲雾开花座果期的影响范围和程度较为突显［6］。如2008年年初海南持续24 d的低温阴雨过程是自1969年以来的最长记录，全省有14个市县出现了重度低温阴雨灾害，这次低温阴雨过程对海南莲雾开花结果产生了重大影响，造成大量裂果和落果现象发生，并造成全省农业直接经济损失达4亿元［6-7］。低温阴雨灾害已逐渐成为冬季莲雾种植高产优质的重要因素。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本研究所用海南岛18个市县历史气象资料来源于海南省气象局，包括各市县气象站点1994—2014年的逐日平均气温、最低气温、降水量、日照时数等。各市县边界等数据由海南省气象科学研究所提供。

1.2 研究方法

莲雾冬季低温阴雨灾害风险分析由致灾因子危险性、承灾体易损性和防灾减灾能力构成，基于上述理论，构建莲雾低温阴雨灾害综合风险评估模型：

式中，R为低温阴雨灾害综合风险指数，F、B、P分别为致灾因子危险性指数、承灾体易损性指数、防灾减灾能力指数。在综合风险评估中为消除不同指数量纲的影响，需对3项指数进行归一化处理，且为避免函数底数为0，按以下公式计算：1.2.1莲雾低温阴雨灾害致灾因子危险性指数构建 莲雾喜高温，对低温敏感，生育最适温度为25～30℃，果实发育最适温度为15～25℃，最低气温在10℃以下不利于花芽分化和果实生长，若花果期遭遇低温阴雨天气则会造成落花、落果和裂果现象［13，18］。本研究对低温阴雨过程定义为：逐日最低气温≤10℃持续3 d，且有2 d及以上日降雨量≥0.1 mm，若最低气温≤10℃在3 d以上则可允许其中2 d无降雨。

选取逐日最低气温（X1）、≤10℃持续天数（X2）、有害积寒（X3）、降雨日数（X4）和降雨量（X5）为低温阴雨灾害主要致灾因子，统计18个市县近20年的历史气象资料并进行主成分分析后得出综合指数HI值，采用HI值来进行灾害等级的划分。

由于缺少逐时气温资料，故有害积寒值参照李娜等［19］的积分公式求得：

在这个场景下，Graham拍摄了一系列照片。有的照片中Dylan显得更小一些，有的是拳击手套更模糊，还有的是或多或少挡住了模特的脸。这一张是所有要素的最佳组合状态。在对背景的虚化处理上，Graham选择的大光圈也十分恰当，这样的效果的确很有戏剧感。另外，色彩的处理很好地加强了整个画面的氛围，同时也让多种不同的光源在画面里显得和谐统一。

式中，X为有害积寒值（℃·d），N为低温持续日数（d），Tmin为逐日最低气温（℃），Tm为逐日平均气温（℃），Tc为莲雾受害临界温度（℃），其中Tmin≤Tc。

由主成分分析后得出，前2个主成分的累计贡献率已达到75%以上，故可以用前2个主成分来代表原来的5个致灾因子并构建低温阴雨灾害综合指数HI，综合指数HI值越大，表明低温阴雨灾害越严重。结合海南历年莲雾种植低温阴雨灾害情况和相应年份综合指数HI得出，HI≤3为轻度受害，3＜HI≤10为中度受害，HI＞10为重度受害。莲雾种植低温阴雨灾害气候综合模型为：

低温阴雨灾害致灾因子危险性指数一般以灾害发生强度和发生次数来衡量，故致灾因子危险性指数的计算可采用加权综合评价法：

式中，A为致灾因子危险性指数；n为灾害等级级数（分为轻、中、重3个等级）；Ji为i等级下的灾害强度权重（轻度为1/6，中度为2/6，重度为3/6）；Hi为i等级下的灾害综合指数值。

1.2.2莲雾低温阴雨灾害承灾体易损性指数构建 莲雾低温阴雨灾害易损性表示莲雾花果期受不利气象灾害的威胁和损失的程度，一般认为灾害的易损性指数与果树的种植密度有关，即种植密度越大，易损性就越高，遭遇不利气象灾害风险也就越大，灾害造成的损失也越大，故以莲雾种植面积与热带果树种植总面积的比值来作为承灾体易损性指数：

式中，S1、S2分别为某市县莲雾种植面积和热带果树种植总面积。利用海南2010—2014年18个市县的莲雾种植面积和热带果树种植总面积数据计算得到各市县承灾体易损性指数。

1.2.3莲雾低温阴雨灾害防灾减灾能力指数构建 低温阴雨灾害防灾减灾能力与当地经济发展情况密切相关，一般情况下，经济越发达，生产力水平越高的地区，果树种植的防灾抗灾能力就越强［20］，故以各市县的人均GDP的比值来表示地区的防灾减灾能力指数：

式中，G为各市县2004—2014年的人均GDP值，Gmax为18个市县中人均GDP最高值。由此可计算出各市县莲雾低温阴雨灾害防灾减灾能力指数。

1.3 数据处理

采用Excel 2007计算得出18个市县气象站点逐日最低气温≤10℃，持续日数≥3 d低温过程的有害积寒值、各项灾害风险指数值。采用数理统计软件SPSS对选取的3个致灾因子进行主成分分析。使用专业地图绘制软件ARCGIS制作了灾害风险区划图。

2 结果与分析

2.1 海南莲雾低温阴雨灾害致灾因子危险性区划

图1 海南莲雾低温阴雨灾害致灾因子危险性区划

低温阴雨灾害致灾因子危险性指数主要由低温阴雨灾害发生的强度和发生次数决定，灾害强度越强，发生次数越多，致灾因子危险性指数就越高。海南低温阴雨灾害发生时段主要集中在12月至翌年2月，灾害由低温、降雨和寡照共同组成，是一种典型的复合型农业气象灾害。由图1可知，海南莲雾低温阴雨灾害风险区划主要呈现出纬度带状分布，随着纬度的降低，风险值逐渐减弱。其中，低温阴雨灾害高风险区主要位于海口北部地区，包括临高、澄迈、儋州东部大部、屯昌北部大部、定安北部大部以及海口西部地区；中风险区主要集中在海南西部、中部和东北部的狭长带环中，包括儋州西半部、白沙大部地区、琼中大部地区、屯昌南部、琼海西南部、定安东部和南部、海口东部大部、文昌除中部外的大部地区；低等风险区主要位于海南岛南部地区，有昌江、东方、乐东、五指山、保亭、三亚、陵水、万宁、琼海东部大部、白沙和琼中的南部地区以及文昌中部地区。

2.2 海南莲雾低温阴雨灾害承灾体易损性区划

农业气象灾害承灾体易损性表示农业气象灾害发生后承灾体对灾害的抵抗和灾后的恢复能力，是受灾体自身对灾害承受能力和恢复能力的一种体现。低温阴雨灾害对莲雾造成的影响程度主要与莲雾的种植密度有关，种植密度越大，莲雾遭受灾害的影响程度越重，经济损失越大，易损性当然也越大。由图2可知，海南莲雾种植低温阴雨灾害易损性高风险区主要是在海口、琼海、文昌、三亚，这里集中了海南多个莲雾种植基地，包括海口市金德丰莲雾基地和豪福江莲雾基地、琼海市大路镇莲雾基地、文昌水翁莲雾基地、三亚南鹿公司莲雾基地等；中风险区主要是在儋州、临高、澄迈、定安、万宁，这些区域主要是散户种植较多，或是莲雾基地规模较小；低风险区则集中在昌江、东方、乐东、白沙、五指山、琼中、屯昌、保亭、陵水。

图2 海南莲雾低温阴雨灾害承灾体易损性区划

2.3 海南莲雾低温阴雨灾害防灾减灾能力区划

本研究防灾减灾能力主要体现在区域经济发展程度方面，经济越发达地区，对灾害的防御就越准确及时，减灾措施也会越有效实用。由图3可知，海南莲雾种植低温阴雨灾害防灾减灾能力高值区域主要是海口和三亚；中值区域集中在澄迈、儋州、昌江、文昌、琼海；低值区域包括临高、定安、屯昌、白沙、琼中、万宁、五指山、东方、保亭、乐东、陵水。

图3 海南莲雾低温阴雨灾害防灾减灾能力区划

2.4 海南莲雾低温阴雨灾害综合风险区划

考虑到各因素对灾害的综合效应，本研究对选取的致灾因子危险性、承灾体易损性和防灾减灾能力赋予了0.7、0.2、0.1的权重系数，基于3个指数的归一化处理结果计算了灾害综合风险指数，采用自然断点分级方法得到海南莲雾种植低温阴雨灾害综合风险区划图（图4）。由图4可知，海南莲雾种植低温阴雨灾害综合风险区划呈现纬度带状分布，随着纬度降低，风险值逐渐变小，这与上面提到的致灾因子危险性区划结果类似。其中，高风险区主要分布在临高、澄迈、海口大部、定安北部地区、儋州东半部地区以及屯昌北部局部范围；中风险区主要分布在儋州西部、白沙北半部、琼中大部、屯昌大部、万宁北部局部地区、琼海、文昌以及海口东部局部地区；低风险区主要包括白沙南半部、琼中南部局部地区、万宁大部、陵水、三亚、保亭、五指山、乐东、东方、昌江。

图4 海南莲雾低温阴雨灾害综合风险区划

3 结论与讨论

以海南莲雾低温阴雨灾害为研究对象，基于莲雾生物学特性利用海南岛18个市县1994—2014年12月至翌年2月的历史气象数据资料，采用主成分分析法得出反映低温阴雨灾害程度的气候综合指标，并通过加权评价方法得到海南莲雾低温阴雨灾害致灾因子危险性指数。同时利用海南岛18个市县莲雾种植面积和热带果树种植总面积，以及各市县人均GDP数据计算后分别得到海南莲雾低温阴雨灾害承灾体易损性指数和防灾减灾能力指数，经过专家对各项指数的重要性进行评分，并赋予相应权重后最终计算得到综合风险指数，并基于各市县边界数据分别对莲雾种植低温阴雨灾害致灾因子危险性、承灾体易损性、防灾减灾能力和灾害综合风险指数进行了分析和区划。结果表明，海南莲雾种植低温阴雨灾害风险值基本遵循由北向南，风险逐渐降低的原则，这与蔡大鑫等［21］对海南荔枝的寒害风险分析与区划，邹海平等［22］对海南香蕉寒害风险区划结果较相似。海口、澄迈、临高、儋州和定安等地是莲雾种植低温阴雨灾害高风险区，在莲雾新型品种引进和种植推广过程中需加强防范低温阴雨灾害，而南部的陵水、保亭、三亚、乐东等区域因地处海南最高峰五指山以南，阻断了南下的强冷气团，且常年太阳辐射较强，光热资源充足，故低温阴雨农业气象灾害影响较小或无影响，是莲雾新品种引进和优良种植技术推广的理想区域。此外，针对部分低风险区如五指山、白沙和琼中的南部小范围区域，虽然在莲雾种植过程中发生低温阴雨灾害的风险低，但因该区域海拔较高，气温相对偏低，其遭受寒害影响的风险却很大，这应在实际种植过程中引起重视。目前，海南北部特别是海口、琼海等地的莲雾种植规模逐年增大，特别是海口市三江豪福江和云龙金德丰莲雾基地，预计在2020年建成亚洲最大的莲雾生产地。因此，在琼北的莲雾生产基地大规模扩建过程中应注意防范冬季花果期的低温阴雨灾害影响，做到提早预知，提前防范，最大限度降低低温阴雨对莲雾的影响。

由于资料有限，本研究在进行风险区划时未考虑到海拔和地形等因素对莲雾种植的影响，同时也未考虑到不同莲雾品种在低温阴雨灾害过程中应表现出的不同抵抗能力。因此，如何更深入地研究海南莲雾种植低温阴雨灾害的发生规律、影响程度及种植风险区划还需做更进一步工作。

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（责任编辑 白雪娜）

Risk zoning of low temperature and continuousrain for wax apple in Hainan Island

Low temperature and continuous-rain is an important factor that affects the flowering fruit bearing stage of wax apple in Hainan Island，it leads to blossom drop，fruit drop and fruit cracking.In order to adjust wax apple planting structure，alleviate the impact of low temperature and continuous-rain disasters，this paper used the historical meteorological data in 1994-2014 from 18 meteorological stations in Hainan Island and disaster situation to build the climate model based on biological characteristics of wax apple.Combined with wax apple cultivation area，per capita GDP，boundary data and other data，this paper built disaster-causing factors hazard，vulnerability，disaster prevention capability，and evaluated the comprehensive climate risks.The results indicated that risk zoning of low temperature and continuous-rain showed significant latitude zonal distribution pattern，risk value decreased from north to south.High risk zones were located in the north of Hainan Island，moderate risk zones were located in the zonal region of northwest，middle part and northeast，low risk zones were located in the southern and western regions in Hainan Island.

Hainan Island；low temperature and continuous-rain；wax apple；risk zoning

S429

A

1004-874X（2016）12-0070-06

10.16768/j.issn.1004-874X.2016.12.012

2016-09-14

国家公益性行业（气象）科研专项（GYHY201406027）；海南省自然科学基金（20154185）

侯伟（1989-），男，硕士，助理工程师，E-mail：hainuhouwei89@163.com

侯伟，李伟光，陈小敏，等.海南岛莲雾低温阴雨灾害风险区划研究［J］.广东农业科学，2016，43（12）：70-75.

HOU Wei1，2，LI Wei-guang2，CHEN Xiao-min2，GUAN Man-yuan1，PAN Jia-li1，YANG Chang-xian1

（1.Meteorological Bureau of Haikou，Haikou 571100，China；2.Institute of Meteorological Science of Hainan Province，Haikou 570203，China）