全 文 ：中国生态农业学报 2014年 10月 第 22卷 第 10期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Oct. 2014, 22(10): 1240−1251


* 公益性行业(气象)科研专项(GYHY201206019)、国家科技基础性工作专项(2007FY120100)和国家自然科学基金项目(41101517)资助
** 通讯作者: 霍治国, 研究方向为农业和生物气象灾害预测预报与风险评估。E-mail: huozhigg@cams.cma.gov.cn
张蕾, 研究方向为农业气象灾害预警与风险评估。E-mail: leizhang@cma.gov.cn
收稿日期: 2014−04−22 接受日期: 2014−07−23
DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.140483
海南冬季主要瓜菜寒害风险区划*
张 蕾 1,3 霍治国 1,2** 黄大鹏 4 姜 燕 5 肖晶晶 6
(1. 中国气象科学研究院 北京 100081; 2. 南京信息工程大学气象灾害预报与评估协同创新中心 南京 210044;
3. 国家气象中心 北京 100081; 4. 国家气候中心 北京 100081; 5. 中国气象局应急减灾与公共服务司 北京 100081;
6. 浙江省气候中心 杭州 310017)
摘 要 基于自然灾害风险分析原理, 利用海南岛 18 个市县历年逐日气象要素、瓜菜产量、面积、寒害灾情
和 DEM 等资料, 构建基于瓜菜生物学特性的寒害致灾等级指标, 综合寒害致灾危险性、孕灾敏感性、承灾体
易损性和防灾能力, 评估海南岛冬季瓜菜寒害风险。结果表明: 西瓜冬季寒害危险性从中部向东西减小, 豇豆
和丝瓜冬季寒害危险性从南向北加重, 辣椒冬季寒害危险性从东南向西北增加, 瓜菜不同等级寒害风险概率
分布形式差异明显; 瓜菜冬季寒害孕灾环境敏感性从中部五指山地区向周围低海拔区降低; 瓜菜冬季寒害灾
损风险和防灾能力在区域上存在明显差异。瓜菜冬季寒害综合风险分布形式总体一致, 中部和北部高、南部
和东西部沿海低。这种寒害风险分布主要受海南冷空气活动和地形因素作用, 与实际寒害发生规律一致。
关键词 海南岛 瓜菜 寒害 风险区划
中图分类号: S166 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2014)10-1240-12
Winter chilling damage risk zoning for watermelon and vegetables
in the Hainan Island
ZHANG Lei1,3, HUO Zhiguo1,2, HUANG Dapeng4, JIANG Yan5, XIAO Jingjing6
(1. Chinese Academy of Meteorological Sciences, Beijing 100081, China; 2. Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of
Meteorological Disasters, Nanjing University of Information Science & Technology, Nanjing 210044, China; 3. National Meteorological
Center, Beijing 100081, China; 4. National Climate Center, Beijing 100081, China; 5. China Meteorological Administration Department
of Emergency Response, Disaster Mitigation and Public Services, Beijing 100081, China; 6. Zhejiang Climate Center, Hangzhou
310017, China)
Abstract The Hainan Island, a vital agricultural zone in winter for watermelon and vegetables in China, often suffers from chilling
risk during production. Using natural disaster risk analysis theory, data on daily meteorology, crop yield and planted area of
watermelon and vegetables as well as chilling disaster and DEM, the paper constructed the chilling grade index in accordance with
the biological characteristics of watermelon and vegetables, and built a comprehensive model integrating hazard index, damage
environment index, damage loss index and damage prevention capability index to assess chilling risk of watermelon and vegetables
in the Hainan Island. The results showed that hazard index for watermelon decreased from the central part to the east and west of the
Hainan Island. It increased from south to north for cowpea and luffa, and increased from southeast to northwest for paprika.
Furthermore, distribution of various grades of hazard index was different. Damage environment index reduced from central
Wuzhishan Mountain to the peripheral regions. Chilling damage loss index and prevention capability index differed in different
regions. Overall, the comprehensive chilling risk index was similar in zoning for watermelon and vegetables, and was higher in the
center and north while lower in the south, east and west coastal areas. The characteristics of chilling risk distribution, mainly induced
by cold air action and topography, conformed to real chilling conditions in the Hainan Island. The results provided useful information
that contributed to better understanding of chilling disaster risk of watermelon and vegetables in the Hainan Island. The results were
also useful for policy formation on disaster risk management in the Hainan Island.
Keywords Hainan Island; Watermelon and vegetable; Chilling; Damage risk zoning
第 10期 张 蕾等: 海南冬季主要瓜菜寒害风险区划 1241


(Received Apr. 22, 2014; accepted Jul. 23, 2014)
海南省得天独厚的气候资源, 使其冬季瓜菜的
供应地位举足轻重。受各种天气系统交互影响, 海
南省气象灾害出现频繁, 干旱、暴雨、热带气旋等
是其主要气象灾害[1−2]。海南虽然地处热带, 但冬季
仍可受北方冷空气影响, 低温灾害虽然产生几率和
范围相对较小[3], 但影响也不容忽视, 如 2008 年冬
季长期的低温, 导致瓜菜减产 20%~30%。
目前对于寒害研究, 主要集中在寒害特征、对
农业生产的影响、热带亚热带作物寒害的监测和风
险分析等方面。作物遭受寒害的反应主要表现在生
理生化上, 开花[4]、光合作用[5]、果皮颜色和氧化酶
活动[6]、蛋白质组[7]、木质化[8]和花穗[9]等明显受影
响。在寒害风险分析中, 最初致灾指标沿用寒潮定
义指标[10−12]。随后考虑作物生育特性, 以生物学下
限温度作为寒害发生与否的临界温度 , 致灾指标
有低温持续日数 [13]、极端最低温度 [14−17]、相对积
寒值 [18]等单指标, 有直接以寒害株数和寒害级别[19]
构建的寒害指数, 基于寒害过程的最低气温、降温
幅度、持续日数和有害积寒[20−21]的综合指标, 细化
考虑辐射和平流行寒害的积寒[22]。随着 GIS和 RS技
术的发展, 以订正温度[23−24]、归一化植被指数[25−26]、
比率植被指数和微波极化差异指数[27]等为指标, 实
现了农业寒害的动态监测分析。上述研究多是针对
广东、广西和福建地区, 近年来海南省热带作物的
寒害风险分析也逐步开展起来, 蔡大鑫等[28−29]基于
寒害产量风险 , 对海南岛香蕉、荔枝寒害风险进行
区划 , 主要从寒害引起的减产率进行风险分析 ,
没有从致灾因子危险性的角度考虑; 邹海平等[30]从
致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、易损性和防寒抗
灾能力角度, 评价海南岛香蕉寒害风险, 在致灾指标
分级中采用百分位法, 缺乏与实际灾情的对应性。
本文以西瓜、豇豆、辣椒、丝瓜这 4 种海南岛
冬季瓜菜主要品种为研究对象, 以冬季(上年 12 月
至当年 2 月)为研究时段, 采用考虑瓜菜生物学特性
的有害积寒构建寒害致灾指标, 综合瓜菜冬季寒害
危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性和防灾减
灾能力 , 开展瓜菜冬季寒害综合风险评估和区划 ,
为指导海南岛瓜菜避减寒害风险、优化生产布局提
供科技支撑。
1 资料与方法
1.1 数据来源
本文所用的气象资料来自海南省气象局, 包括
海南岛 18 个气象站点(图 1)1998—2011 年的逐日平
均温度、最低温度、日照时数等, 对个别缺测的日
值数据采用历年同期的均值代替。西瓜、豇豆、辣
椒、丝瓜 4 种瓜菜的生产资料来自海南省农业科学
研究院蔬菜所, 包括 1999—2011 年海南岛 18 个市
县瓜菜的种植面积、产量等。瓜菜的冬季寒害灾情
资料来自《中国气象灾害大典·海南卷》[31]和海南省
气象科学研究所。海南岛 DEM、行政边界等数据来
自海南省气象科学研究所。

图 1 海南岛气象站点分布
Fig. 1 Meteorological stations in Hainan Province
1.2 研究方法
依据自然灾害风险分析理论, 瓜菜冬季寒害灾
害风险分析由致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、
承灾体易损性和防灾减灾能力组成[32−33]。基于上述
理论, 构建瓜菜冬季寒害综合风险评估模型:
F=Q×D×S×V (1)
式中: F为寒害综合风险指数, Q、D、S、V分别为冬
季寒害致灾因子危险性指数、孕灾环境指数、灾损
指数、防灾能力指数。同时, 为了消除不同指数量
纲的影响, 在综合风险评估中, 需对指数(xi)归一化
处理, 且为避免函数的底数为 0, 采用如下公式:
min
max min
0.5 0.5 ii
x x
x
x x
−′ = + × − (2)
1.2.1 瓜菜冬季寒害致灾危险性指数构建
将寒害可能发生日期范围界定为上年 12 月至
当年 2月, 为一个寒害年度。寒害过程界定为: 当日
最低气温≤某临界值, 表示寒害过程开始; 当日最
低气温>某临界值时, 表示寒害过程结束, 持续低于
此临界值的过程为一个寒害过程。临界温度的确定
主要依据瓜菜实际生长发育过程所需的条件 [34−35]:
西瓜根系生长最低温度 8~10 ℃, 茎叶生长最低温
度 10 ℃, 10 ℃以下西瓜生长明显受阻; 10~15 ℃
不利于辣椒开花结果, 低于 12 ℃时可能受害; 豇
1242 中国生态农业学报 2014 第 22卷


豆生长的温度范围为 15~35 ℃, 低于 15 ℃生长结
荚受到影响; 丝瓜耐热不耐寒, 气温低于 15 ℃时
生长缓慢。因此, 以 10 ℃为西瓜的临界温度, 12 ℃
为辣椒的临界温度 , 15 ℃为豇豆和丝瓜的临界
温度。
寒害过程的有害积寒是指寒害过程中逐时低
于临界受害温度的累积量 , 以此作为寒害指标 ,
可以较好地反映寒害过程的降温程度和累积作
用。有害积寒的计算参照《香蕉、荔枝寒害等级》
标准 [36]。
对比历史寒害年份与非寒害年份, 发现一些寒
害年份出现的寒害过程次数虽然很少, 但其中存在
一些持续时间长、有害积寒大的过程, 产生的影响
严重。如海口市2000年度和2003年度西瓜和辣椒的
有害积寒值相近(图2a、b), 但2000年度(1999年12月
出现)出现了一段持续时间相对较长的寒害过程, 受
灾严重, 而2003年度有害积寒值大却没有出现严重
寒害。进一步分析海口市西瓜和辣椒历年各个寒害
过程的持续天数 , 发现历史记载的寒害年份(2000
年、2008年)西瓜、辣椒均至少出现了一次持续日数
≥3 d、≥5 d的寒害过程(表1)。因此, 以日最低气温
≤10 ℃、持续日数≥3 d寒害过程的有害积寒和作为西
瓜冬季寒害气候致灾因子, 以日最低气温≤12 ℃、持
续日数≥5 d寒害过程的有害积寒和作为辣椒的寒害
气候致灾因子。对于豇豆和丝瓜而言, 虽然2000年
和2003年积寒值有差距(图2c), 但是从其历年各个
过程中可以发现, 寒害年份至少出现一次持续日数
≥6 d的过程(表略), 故以日最低气温≤15 ℃、持续日
数≥6 d寒害过程的有害积寒和作为豇豆和丝瓜的寒
害气候致灾因子。
瓜菜冬季寒害致灾危险性指数模型以寒害致灾
等级指标及其等级风险概率构建:
1
=
n
i i
i
Q J P
=
∑ (3)
式中: Q为寒害危险性指数; iJ 为第 i 等级寒害的
致灾指标; iP为第 i等级寒害指标的风险概率。由于
瓜菜资料时间长度的限制, 不符合正态分布等曲线
拟合需要的条件, 因此采用信息分配的方法 [37], 通
过选定合适的步长(0.05), 进行风险概率估算。

图 2 海口站西瓜(a)、辣椒(b)、豇豆和丝瓜(c)年度有害
积寒值(1999—2011年)
Fig. 2 Annual accumulated chilling in Haikou City for
watermelon (a), paprika (b), cowpea and luffa (c) from
1999 to 2011
表 1 海口站年度西瓜和辣椒各个寒害过程的持续日数(1999—2011年)
Table 1 Continued days of every chilling process for watermelon and paprika in Haikou City from 1999 to 2011
年份
Year
西瓜寒害过程持续日数
Continued days of chilling processes for watermelon (d)
辣椒寒害过程持续日数
Continued days of chilling processes for paprika (d)
1999 0 0 1 0 0 0 0 0 5 0 0 0
2000 1 3 0 0 5 1 0 0 0 0 1 1
2001 0 0 0 0 0 1 3 0 0 1 0 0
2002 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2003 2 0 0 0 1 2 3 3 0 0 0 0
2004 1 1 2 1 0 0 5 0 7 0 0 0
2005 1 0 0 0 2 4 0 0 0 0 0 0
2006 0 0 0 0 2 1 0 6 0 0 0 0
2007 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0
2008 4 1 4 0 1 2 0 0 20 1 0 0
2009 1 2 1 0 1 4 4 1 0 0 0 0
2010 2 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0
2011 2 0 0 0 3 1 3 2 2 2 1 2
第 10期 张 蕾等: 海南冬季主要瓜菜寒害风险区划 1243


1.2.2 瓜菜冬季寒害孕灾环境指数构建
寒害的发生主要受温度的影响, 而在对流层中
气温随高度增加而降低, 因此海拔高度越高, 越易
产生寒害, 寒害孕灾环境敏感性也越高。因此, 结合
海南岛实际地形情况, 将海拔作为寒害的孕灾环境
指标, 对 DEM数据经归一化后, 采用自然断点分级
得到海南岛瓜菜冬季寒害孕灾敏感性区划。
1.2.3 瓜菜冬季寒害灾损指数构建
瓜菜的减产率定义为当年瓜菜的实际产量低于趋势
产量的百分率, 计算参照《小麦干旱灾害等级》标准[38]。
由于瓜菜的生长过程中容易遭受苗期湿涝、冬
季寒害、春季干旱的单一灾害或多种灾害的影响 ,
因此需要从总减产率中分离出寒害灾害导致的瓜菜
减产率。以海南岛单独遭受苗期湿涝、冬季寒害、
春季干旱灾害年份导致的瓜菜平均减产率为基础 ,
得到瓜菜冬季寒害导致的平均减产率占 3 种灾害中
的权重(表 2), 丝瓜冬季寒害减产最大, 辣椒冬季寒
害减产最小。最终海南岛冬季寒害导致的瓜菜减产
率即为实际的减产率与寒害权重的乘积。
表 2 苗期湿涝、冬季寒害、春季干旱对海南省瓜菜
减产率的贡献(权重)
Table 2 Contribution rates (weights) of waterlogging at
seedling stage, chilling in winter and drought in spring to yield
reduction in the Hainan Island
权重 Weight 瓜菜
Melon and
vegetables
苗期湿涝
Waterlogging at
seedling stage
冬季寒害
Chilling
in winter
春季干旱
Drought in
spring
西瓜 Watermelon 0.736 0.143 0.121
豇豆 Cowpea 0.428 0.264 0.308
辣椒 Paprika 0.818 0.028 0.154
丝瓜 Luffa 0.140 0.473 0.387

灾损评估模型以瓜菜不同等级平均减产率及等
级风险概率构建:
1
=
n
i i
i
S x f
=
∑ (4)
式中: S为冬季寒害的灾损指数; ix 为第 i等级平均
减产率; if 为第 i 等级减产率的风险概率, 同样采用
信息分配的方法[37], 进行风险概率估算; i取 1、2、3,
分别对应减产 5%~10%、10%~20%、>20%。
1.2.4 瓜菜冬季寒害防灾能力指数构建
以瓜菜的产量/面积的变异系数(V)作为瓜菜防
灾能力的指标, 变异系数大, 反映自然背景下地区
瓜菜生产的稳定性较差, 防灾能力弱, 容易遭受灾
害危害, 反之防灾能力则强。
2
1
( ) /( 1)
n
i
i
x x n
V
x
=
− −
=
∑

(5)

式中: xi 为历年瓜菜的产量/面积; x 为产量/面积的
平均值; n为年数, 这里取 13。
2 结果与分析
2.1 海南岛瓜菜寒害致灾等级与危险性评估
基于海南岛 18个市县的历史寒害灾情资料, 通
过有害积寒序列与历史典型寒害年份的反演分析 ,
确定了西瓜、豇豆、辣椒、丝瓜的寒害等级指标(表
3)。以西瓜指标为例, 日最低气温≤10 ℃、持续日
数≥3 d的有害积寒大于 0.2 ℃·d基本包括了历史寒
害年份, 可以作为发生寒害的临界值。据资料记载,
海南岛出现严重寒害的主要年度为 1999/2000 (主要
在 1999年 12月)、2007/2008(主要在 2008年 1月)。
1999年 12月海南出现罕见的寒冷天气, 中部、北部
(除海口)及文昌、通什等市县为重度寒害, 冬种瓜菜
种苗受冻严重, 植期较晚的有 15%被冻坏, 种苗长
势弱、老化严重, 造成种苗损失 1.24× 107 kg。此阶
段, 海口市(图 3a)2000年的有害积寒值为 0.68 ℃·d,
显示为轻度寒害; 儋州(图 3b)、通什(图 3c)、文昌(图
3d) 2000年的有害积寒值分别为 6.62 ℃·d、9.05 ℃·d、
5.82 ℃·d, 均反应为重度寒害, 这与灾情记载相符。
另外, 文昌县 2004 年 2 月起遭受轻度寒害影响, 农
作物受灾 2.23×103 hm2, 而此阶段文昌县的有害积
寒值为 0.53 ℃·d, 亦表现为轻度寒害。
表 3 海南省瓜菜寒害致灾等级指标
Table 3 Chilling grade index of watermelon and vegetables
in the Hainan Island
瓜菜
Watermelon and
vegetables
致灾强度
Hazard
intensity
有害积寒
Accumulated
chilling (℃·d)
轻 Low 0.2~1
中 Medium 1~2
西瓜
Watermelon
重 High ≥2
轻 Low 1~5
中 Medium 5~10
辣椒
Paprika
重 High ≥10
轻 Low 5~25
中 Medium 25~50
豇豆
Cowpea
重 High ≥50
轻 Low 5~25
中 Medium 25~50
丝瓜
Luffa
重 High ≥50

由瓜菜冬季寒害危险性指数, 通过 ArcGIS 自然断
点分割法, 将西瓜冬季寒害致灾危险性指数分为 3个等
级: 0~1.3、1.3~2.6、>2.6, 对应寒害的低风险区、中风
险区、高风险区(图 4), 进行瓜菜致灾危险性风险区划。
西瓜冬季寒害危险性呈现从中间向两边减小的
趋势, 中间风险高, 周围风险低。高风险区主要集中
在五指山地区北部的琼中中部和西部、白沙中部和
东部、儋州南部, 以及澄迈中部、通什中部; 中风险
1244 中国生态农业学报 2014 第 22卷



图 3 海口(a)、儋州(b)、通什(c)、文昌(d)西瓜有害积寒年变化(1999—2011年)
Fig. 3 Annual change of accumulated chilling for watermelon in Haikou (a), Danzhou (b), Tongshi (c) and Wenchang (d)
from 1999 to 2011

图 4 海南岛西瓜寒害危险性指数与等级寒害风险概率分布
Fig. 4 Zoning of chilling damage risk index and different levels of risk probability for watermelon in the Hainan Island

区主要分布在海南岛中部和东北部地区; 低风险区
主要集中在海南岛的南部、西部和东部地区。西瓜
冬季寒害低风险概率呈东西高中部低的趋势, 高值
区在海南岛的东南部和西部地区; 西瓜冬季寒害中
风险概率呈从南往北增大的趋势, 高值区集中在海
南岛的北部地区; 西瓜冬季寒害高风险概率呈从中
部向周围减少的趋势, 高值区主要集中在白沙县的
东部和北部、琼中的中部地区, 以及澄迈县中部的
长安镇等地。
同样, 海南岛豇豆和丝瓜冬季寒害危险性指数
划分为 3个等级: 0~20、20~40、>40, 分别为寒害危
险性的低风险区、中风险区、高风险区(图 5)。
第 10期 张 蕾等: 海南冬季主要瓜菜寒害风险区划 1245



图 5 海南岛豇豆和丝瓜寒害危险性指数与等级寒害风险概率分布
Fig. 5 Zoning of chilling damage risk index and different levels of risk probability for cowpea and luffa in the Hainan Island
豇豆和丝瓜寒害危险性呈现从南向北加重的趋
势。高风险区集中在儋州东部、临高县、澄迈县、
海口市、琼山县西北部、琼中中部; 中风险区主要
分布在海南岛的中部和东北部地区; 低风险区主要
在海南岛南部和西部地区。豇豆和丝瓜冬季寒害低
风险概率呈纬向从南到北减少的趋势, 高值区主要
集中在海南岛南部地区, 包括三亚市、乐东县、保
亭县、陵水县和万宁南部地区; 中风险概率呈纬向
从南到北增加的趋势, 高值区主要集中在海南岛的
中部和北部地区; 高风险概率呈纬向从南到北增加
的趋势 , 相比于中风险概率 , 低值区范围扩大 , 高
值区范围缩小, 高值区主要集中在儋州市中部和东
部、临高县、澄迈县、琼中县北部、白沙北部和东
部地区。
以辣椒冬季寒害危险性指数, 将寒害危险性划
分为 3个等级: 0~4、4~8、>8, 分别对应寒害的低风
险区、中风险区、低风险区(图 6)。
辣椒冬季寒害危险性呈现从东南到西北增加的
趋势。高风险区主要集中在儋州市的东部、白沙县的
北部地区; 中风险区主要集中在海南岛的中部和北
部地区 ; 低风险区集中在海南岛的南部和东部地
区。辣椒冬季寒害低风险概率呈南高北低的趋势, 高
值区在海南岛的东南部和西部地区; 冬季寒害中风
险概率分布呈从南向北增大的趋势, 高值区集中在海
南岛的北部地区; 冬季寒害高风险概率分布呈从南向
北增加的趋势, 高值区主要集中在海南岛中北部。
从瓜菜寒害危险性的区划结果看, 4种瓜菜的危
险性高风险区均主要集中在海南岛的中部和北部地
区 , 这与瓜菜致灾因子的分布相符(图 7)。1998—
2011 年西瓜平均有害积寒从中部向周围减少, 高值
区在海南岛中部的白沙东部、琼中西部和澄迈中部
等地, 平均有害积寒为 1.30 ℃·d 以上, 平均最低温
度不足 9.0 ℃; 豇豆和丝瓜平均有害积寒从中北部
向南减少, 高值区在五指山以北的白沙、琼中、儋
州、临高和澄迈等地, 平均值大于 32 ℃·d, 平均最
低温度在 9 ℃以下; 辣椒平均有害积寒也呈从中北
部向南减少, 高值区在白沙、琼中、儋州、临高和
澄迈等部分地区, 平均有害积寒超过 4.5 ℃·d, 最低
温度低于 12 ℃的平均持续日数在 5 d以上, 这也验
证了选择的致灾指标是合理的。
2.2 海南岛瓜菜寒害孕灾环境评估
由于地貌地形的差异 , 各地受寒害的程度不
一。瓜菜冬季寒害孕灾环境敏感性高值区主要位于
海南岛中部五指山山脉、鹦哥岭山脉和雅加大岭山
1246 中国生态农业学报 2014 第 22卷



图 6 海南岛辣椒寒害危险性指数与等级寒害风险概率分布
Fig. 6 Zoning of chilling damage risk index and different levels of risk probability for paprika in the Hainan Island

图 7 海南岛瓜菜平均有害积寒(℃⋅d)
Fig. 7 Mean accumulated chilling for watermelon and vegetables in the Hainan Island (℃⋅d)
脉高海拔区域, 四周由于海拔高度逐渐降低, 寒害
孕灾环境敏感性也逐渐减弱(图 8)。
2.3 海南岛瓜菜寒害灾损评估
通过减产率分离得到的瓜菜冬季寒害灾损指数
区域差异明显, 以辣椒寒害灾损的差异最大(图 9)。
西瓜寒害灾损风险呈中部和东北高、东西部低的态
势, 高值区有两个: 通什、保亭和琼中地区, 以及海
口市和澄迈中北部地区 ; 豇豆寒害灾损 风险呈中
部高、南部低的形式, 高值区集中在海口市、白沙、
通什、屯昌和儋州南部地区; 辣椒由于受寒害影响
导致的减产率最小, 其灾损风险的高值区在通什南
部地区; 丝瓜寒害灾损风险分布较散, 总体呈中西
部高、东部低, 高值区在万宁、琼中、保亭、白沙、
东方、临高等市县地区。
2.4 海南岛瓜菜寒害防灾能力评估
由于各地瓜菜种植水平的差异, 瓜菜生产的稳
定性差异明显, 海南岛 4 种瓜菜的防灾能力水平不
一(图 10)。西瓜寒害防灾能力呈中部低两边高的分
布形式, 防灾能力强的区域主要在海南岛东部、西
部和北部部分地区; 豇豆防灾能力指数总体上呈北
部低南部高的分布 , 防灾能力强区主要分布在万
宁、陵水、保亭、三亚和乐东等地区; 辣椒防灾能
第 10期 张 蕾等: 海南冬季主要瓜菜寒害风险区划 1247



图 8 海南岛瓜菜寒害孕灾环境指数分布
Fig. 8 Zoning of chilling damage environment index for
watermelon and vegetables in the Hainan Island
力东部高、中部山区低, 防灾能力强区主要分布在
文昌中南部、琼山南部、琼海中东部、乐东中部、
儋州东部、澄迈中部以及临高东部地区; 丝瓜防灾
能力分布较分散, 东部和南部局部高、东北低, 强区
主要分布在海南的东部和南部地区, 主要包括文昌
中南部、琼山中部、万宁东北部和西南部、陵水东
部、三亚西部和南部、乐东中东部、昌江中部、儋
州东部以及临高北部部分地区。
2.5 海南岛瓜菜寒害综合风险区划
海南岛 4 种瓜菜冬季寒害综合风险总体分布形
式一致, 呈中北部高、南部低, 高风险区存在部分差
异(图 11)。西瓜和辣椒冬季寒害高风险区在海南岛
中部的琼中、白沙和通什部分地区, 该区主要是山
区 , 多为寒害高发区 , 海拔较高 , 孕灾环境敏感性

图 9 海南岛瓜菜寒害灾损综合指数分布
Fig. 9 Zoning of chilling damage loss index for watermelon and vegetables in the Hainan Island
高, 加上这些地区西瓜产量低、防灾能力弱, 属于寒
害的高危地带; 豇豆和丝瓜高风险区范围较大, 主
要在白沙、琼中、儋州、屯昌、临高和澄迈等地区,
该区寒害发生频率较高, 种植面积大而产量水平低,
由寒害导致的灾损高, 加上地区防灾水平一般, 受
寒害危害较重。海南南部和东西部沿海地区瓜菜寒
害风险较低, 主要是由于这些地区发生寒害的频率
低, 海拔高度低, 孕灾环境敏感性低, 除丝瓜外, 另
3种瓜菜产量水平较高, 灾损低, 地区防寒抗灾能力
较强。
从海南岛的天气气候和地形地貌特点来看, 海
南受冬季风影响 , 冷空气由北向南逐步影响海南 ,
北部的作物容易遭受寒害, 当冷空气到达中部五指
峰山区时, 由于山体的阻挡作用, 冷空气不易逾越,
容易形成静止锋, 不断补充的冷空气就在山区北部不
断积聚 , 使得该区域气温持续偏低 , 寒害程度加
1248 中国生态农业学报 2014 第 22卷



图 10 海南岛瓜菜寒害防灾能力指数分布
Fig. 10 Zoning of chilling prevention capability for watermelon and vegetables in the Hainan Island

图 11 海南岛瓜菜寒害综合风险区划
Fig. 11 Zoning of comprehensive chilling risk for watermelon and vegetables in the Hainan Island
第 10期 张 蕾等: 海南冬季主要瓜菜寒害风险区划 1249


剧 ; 而且 , 山间盆地的地形条件有利于辐射降温 ,
辐射冷却期间山区风速和近地层湍流交换小于沿
海平原, 四周高山冷空气容易向中心汇集, 使中部
市县更易发生寒害[28]。五指山以南地区处于静止锋
前部, 天气较好、出现寒害的几率较小[39], 加上由
于海温的调节作用 [40], 沿海区域遭受寒害程度轻
于内陆地区。因此, 冷空气活动和地形因素的影响,
导致海南岛冬季寒害在中部山区最重、北部地区次
之、南部地区弱的空间分布, 这与已有研究成果[41]
一致。
另外, 从历史寒害灾害记载看 [31]: 海南岛寒害
发生以西北部、中部山区最多, 年均次数在 1.0~1.8
次, 南部沿海地区基本没有寒害出现; 出现寒害的
年数占总年数的比例: 西北部、中部 80%, 北部 70%,
多数地区 50%, 南部地区极少。这种历史寒害发生
的分布规律与本文的寒害风险分布相符。
3 讨论与结论
本文基于灾害风险的原理, 从致灾、孕灾、灾
损和防灾的角度, 对海南岛冬季瓜菜生产期间容易
遭受的寒害灾害进行风险评价与区划。西瓜冬季寒
害危险性呈现从中间向两边减小的趋势, 中间风险
高, 周围风险低; 豇豆和丝瓜寒害危险性呈现从南
往北加重的趋势; 辣椒冬季寒害危险性呈现从东南
到西北增加的趋势; 瓜菜不同等级寒害风险概率分
布形式差异明显, 高风险概率与低风险概率分布形
式相反。瓜菜冬季寒害孕灾环境敏感性从中部五指
山地区向周围低海拔区降低。瓜菜冬季寒害灾损风
险和防灾能力在区域上存在差异, 且不同瓜菜差异
明显。
海南岛瓜菜冬季寒害综合风险总体分布形式一
致, 呈中北部高、南部和东西部沿海低, 不同瓜菜高
风险区存在部分差异。寒害风险分布主要受海南冷
空气活动和地形因素影响, 与海南岛实际寒害发生
规律基本吻合。上述分析结果可为实际生产中保证
瓜菜生产、防灾减灾和开展保险分区提供参考依据。
本研究中采用有害积寒作为瓜菜的致灾因子 ,
不仅考虑了瓜菜生产的临界条件, 而且包含温度的
累积作用, 可以较全面地反映西瓜、豇豆、辣椒和
丝瓜的年度寒害信息。但本文没有考虑阴雨、日照
不足的影响, 海南中部、北部处于静止锋后部, 低
层为较冷的东北季风, 上层为从南海吹来的暖湿气
流 , 由于冷暖气流的交互作用, 受低温阴雨影响较
大[39], 阴雨寡照使得瓜菜光合作用减弱而导致抗寒
能力削弱。
基于海南岛气温变化趋势, 海南岛中部地区的
辐射型寒害发生的几率变小, 但在临高县、澄迈县、
海口市以及文昌市北部等地区, 全球气候变化异常
导致平流型寒害可能增加, 因此有必要随着资料的
延长, 考虑气候变化背景下寒害灾害指标合理性。
在孕灾环境方面考虑了海拔, 能较好地反映地
势对温度变化的影响, 从温度这一主导因素反映地
区对寒害的孕灾水平。海南岛由于特殊的地形, 以
中部山区为例, 冷空气在山区迎风坡堆积, 而山南
背风坡受冷空气影响很小, 因此, 在孕灾环境中需
要考虑地区坡向的问题。
在防灾能力上主要基于瓜菜本身生产的稳定性
情况, 并未考虑地区生产力、经济水平等, 而这些因
素能在一定程度反映地区抗灾性能。
本研究是针对瓜菜生产的主要平均时段, 具有
统筹指示意义。由于瓜菜种植的特殊性, 不断地种
植、收获, 没有一个稳定的时期, 再加上各地区瓜菜
在播种生产上市时段存在出入, 在时段的选取上导
致结果存在一定差异。海南岛瓜菜在生产过程中 ,
不只是遭受寒害的单一灾害, 也受湿涝、干旱等灾
害的影响, 甚至受多种灾害的交互影响, 全面考虑
瓜菜生产中遭受的各种灾害的综合影响, 对指导瓜
菜防灾减灾有重要意义。而瓜菜受湿涝、干旱灾害
影响的发生规律和特点, 与本研究中寒害的特点存
在明显差异。因此, 随着资料的补充完善, 瓜菜生产
时段精细化、指标针对性、孕灾和防灾能力综合性
以及多种灾害交互影响等方面, 还需进一步研究,以
更深入地揭示海南岛冬季瓜菜灾害的发生规律, 对
防御或减轻气象灾害对海南瓜菜生产的影响具有重
要意义。
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