海南島從平面上看，就像一個橢圓形雪梨，橫臥在碧波萬頃的南海之上。海南島的長軸呈東北一西南向，長約300餘公里，西北一東南向為短軸，長約180公里，面積約3.54萬平方公里，是中國僅次於臺灣島的第二大島。
海南島北隔瓊州海峽，與雷州半島相望。瓊州海峽寬約30公里，是海南島和中國大陸間的海上“走廊”，又是北部灣和南海之間的海運通道。由於鄰近大陸，加之島內山勢磅礴，五指參天，所以每當天氣晴朗、萬里無雲之時，站在雷州半島的南部海岸遙望，海南島便隱約可見。
海南島是一個歷史不長、但風景優美的沿海島嶼，為中國第二大島。在地質時期，海南島原與華夏大陸相聯，後斷陷形成的島嶼。從平面上看，海南島就像一隻雪梨橫臥在碧波萬頃的南海上。
早古生代時(距今5.7億年前～4.4億年前)，雷州半島與海南島地區是一個沉降帶。加里東造山運動使雷瓊地區上升成陸，形成以東北方向為主的一系列斷裂褶皺帶，使早古生代沉積的地層發生了質變。到晚古生代(距今4.4億年前～2.3億年前)，海南島陸塊相對穩定。但印支運動又促使岩漿活動強烈，形成海南島廣泛分佈的花崗岩體，構成了山地，也築成了海南島的基礎。後來的燕山運動和喜馬拉雅運動又使這個花崗岩穹窿發生強烈的斷裂，形成幾條大的東西向斷裂帶，使斷裂以南大約三分之二的區域抬升，稱為海南構造隆起，且1億多年以來一直在上升；斷裂以北發生下陷，稱為雷瓊凹陷。然而，在第四紀以前(250萬年前)，海南島和雷州半島還連在一起，在地質構造上屬華夏地塊的延伸部分。到了大約更新世(距今250萬年前～1.5萬年前)中期，由於火山活動，雷州半島和海南島之間發生了斷陷，變成了瓊州海峽，才使海南島與大陸分開。以後海平面多次升降又使海南島與大陸多次分離和相連，到第四紀冰期結束，海平面大幅度上升，才形成瓊州海峽和海南島的形態。
地質構造運動引起的海南構造隆起是海南島中部不斷抬升，逐漸形成了海南島的地貌特徵；山地位於中央，丘陵、臺地、平原依次環繞四周。海南島平均海拔120米。500米以上的山地佔全島的25%，100米以上的平原、臺地佔三分之二。[3]
以往的研究中眾多的學者已經意識到了海南島的地質特徵與中國大陸有相似性，有可能應該是從大陸分離出去的，但一直沒有找到確鑿的證據。比如到底是從哪裡分離出去的？如何分離出去的？何時分離出去的？這些問題一直沒有解答。2013年有學者研究給出了確切的答案並找到了8大科學證據。結論是：海南島是2400萬年前開始從中國北部灣分離旋轉漂移出去的，海南島從原始位置逆時針旋轉了約150度達到當前位置，仍在左旋向東南漂移中。
地質構造
海南島地質構造形態在空間分佈上，以各種不同的方向、形跡和性質的構造組合，形成東西向構造、南北向構造、北東向構造、北西向構造等主要構造體系，成為陸地的主要構造格局，控制著島陸沉積建造、岩漿活動、成礦作用及晚近時期的山川地勢的展布。
[1]海南島縱深地質構造表現為地幔隆起背景上的凹陷區，幔凹中心在瓊中至樂東一帶，幔凹深度為30多千米。由於島內地殼結構和深部構造的差異，在地質構造、沉積建造和岩漿活動等方面，都呈現出許多不同的特徵。[1]
海南岩石有火成岩(岩漿岩)、水成岩(沉積岩)、變質岩3大類，遍佈全省各地。[4]
地勢地貌
海南島地勢為中部高四周低，中部偏南到四周沿海由山地、丘陵、臺地、平原逐級遞降，組成環形層狀地貌，在各種地貌類型中，海拔500米以上的山地佔全島總面積的25.4%，丘陵佔13.3%，臺地佔32.6%,階地佔16.9%，平原佔11.2%，其他佔0.6%，具有臺地、階地特多，山丘密集相連，平原少而分散的特徵。[5][6]
山地與丘陵是海南島地貌的核心，佔全島面積的38.7%。山地主要分佈在島的中部偏南地區，構成丘陵性的中低山地形。山地以五指山、鸚哥嶺為隆起核心，多呈東北—西南走向和東西走向，地勢高聳。1000米以上的山峰達667座，其中五指山為海南最高峰，海拔1867米。山體受北東向的斷裂作用造成紅毛—番陽斷裂谷地，谷地之西北為黎母嶺—鸚哥嶺—獼猴嶺山地；谷地之東南為五指山—青春嶺—馬咀嶺諸山。海南島西部是雅加達嶺、霸王嶺和仙婆嶺。這些山地成為海南島三大河流的發源地和分水嶺。在山地的四周，多為海拔500米以下的丘陵，主要分佈在島的西部、東南部和北部內陸。
[5]海南島的山地丘陵周圍，廣泛分佈著寬窄不一的臺地和階地。臺地和階地面積佔全島面積的49.5%，包括熔岩臺地、花崗岩臺地、紅巖臺地、山麓洪積臺地、變質岩臺地和河流階地、海成階地等。[5]
海南環島，除南部個別地方山脈直逼海岸外，多為濱海平原，主要有沖積平原、海積平原、衝—海積平原以及潟湖、沙地等，面積佔全島面積的11.2%，為海南島主要的農業區。海南島的沖積平原，主要由河流從島內陸攜帶物質在河口沖積而成。其中以南渡江、萬泉河、陵水河和昌化江等河流下游入海處的沖積平原面積較大。海積平原由沿海岸帶海流攜帶大量物質堆積而成，地貌上構成海積平原、沙堤和潟湖。環島平原在地區分佈上，瓊北有文昌海積平原，瓊西北有王五—加來海積階地平原，瓊南有瓊海—萬寧沿海平原和陵水—榆林沿海平原，瓊西有南羅—九所第四系濱海平原。[5]
土壤分佈
海南島土壤的水平地帶性不明顯，地帶性土壤為磚紅壤。因海南島地勢中高周低，無論成土條件，或是土壤分佈，均以中南部山地為中心向四周遞變。土壤分佈受地形影響極為明顯，全島土壤分佈成若干個同心圓，圍繞中部山地依次分佈：最外環圈是圍繞全島近代濱海階地分佈的濱海沙土，其海拔高度僅在1米以內；次外環圈為地帶性土壤——磚紅壤，主要分佈在階地、臺地和海拔在350米（或400米）以下的丘陵。由於島北部沿海有較寬的階地、臺地和丘陵，因而，島北部土壤分佈的環帶較寬。島南部因山地位於正中而偏南，甚至直逼海岸，土壤的環帶較窄。島中南部山地為黃壤，其海拔在400米以上。
[5]氣候
海南島位於北迴歸線以南，終年太陽高度角大。夏至前後有兩次太陽位於天頂，正午時，太陽高度角在84°45′～86°45′；即使在冬至日，正午時，太陽高度角也在46°05′～48°05′。各地夏至與冬至的晝長相差很小，因而，太陽輻射能相當豐富，日照充足，年太陽輻射總量為4600～5800兆焦耳/平方米，年日照時數在1793～2590小時．為熱帶氣候的形成奠定了基礎。海南島位於東亞季風區，受季風影響較為明顯。東風帶系統和西風帶系統對其均有影響。[7]
- 氣溫
海南各地的年平均氣溫為22.5～25.6℃，以中部的瓊中最低，南部的三亞最高。等溫線向南彎曲呈弧線分佈，從中部山區向四周沿海遞增，23℃等溫線在中部山區閉合。由於海洋的調節，海南氣溫年變差普遍較小，多數地區為8～10℃，三亞最小(7.6℃)。普遍比中國大陸地區低5～10℃。[8]
- 降水
海南各地的年平均雨量為923～2459毫米。等雨量線呈環狀分佈，中、東部多，西部少；山區丘陵多，沿海平原少；多雨中心位於萬寧西側至瓊中一帶，少雨區位於東方縣沿海。多雨中心的瓊中縣，年平均雨量為2458.5毫米，年最多雨量為3759.0毫米(1978年)，年最少雨量為1398.1毫米(1959年)。少雨區的東方縣，年平均雨量為922.7毫米，年最多雨量為1528.8毫米(1980年)，年最少雨量為275.4毫米(1969年)。瓊中與東方直線距離不足150公里，雨量相差竟如此懸殊。[8]
海南島降水的季節分配很不均勻，有明顯的多雨季和少雨季。每年5~10月是多雨季，總降雨量1500毫米左右，佔全年降雨量的70%~90%，雨源主要有鋒面雨、熱雷雨和颱風雨；每年11月至翌年4月為少雨季，僅佔全年降雨量的10%~30%，少雨季乾旱常常發生。[9]
河流水系
海南島眾多大小河流，從中部山區或丘陵區向四周分流入海，構成放射狀的海島水系。[10][11]
全島獨流入海的河流154條，平均每條河流的集水面積只有220平方公里。其中，集雨面積大於100平方公里的有39條，佔全島面積的84.4%；集雨面積小於100平方公里的河流115條，只佔全島面積的15.6%。主要河流有南渡江、昌化江和萬泉河，流域面積分別為7033、5150、3693平方公里。三大江河流域面積佔全島面積的47%。流域面積在1000～2000平方公里的有陵水河和寧遠河。流域面積在500～1000平方公里的河流有：珠碧江、望樓河、文瀾江、北門江、太陽河、藤橋河、春江和文教河。
[10][11]南渡江發源於白沙縣南峰山，斜貫本島北部，流經白沙、瓊中、儋州、澄邁、屯昌、定安、瓊山，至海口市入海，全長334千米，總落差703米，流域面積71765平方千米，100平方千米以上的支流有19條。西昌水為南渡江最大支流，長257千米。[11][12]
昌化江發源於五指山西北部，橫貫海南島西部，流經瓊中、保亭、樂東、東方，至昌化港入海，全長231千米，總落差1270米，流域面積5070平方千米，100平方千米以上支流10條。通什水為最大支流，長61.8千米。[11][12]
萬泉河發源於五指山風門嶺，流經瓊中、萬寧、屯昌、瓊海，在博鰲港入海，全長163千米，總落差523米，流域面積3683平方千米，100平方千米以上的支流有8條。其中定安河為最大支流，長約88千米。
水資源
海南島
海南島
全島多年平均徑流深為909毫米，多年平均徑流量為308億立方米。地下水儲量79億立方米，其中53.5億立方米為河川基流量（即重複計算量），則多年平均水資源總量為333.5億立方米。海南島全島多年平均降雨深1758毫米，降雨量為596.3億立方米。[13][14]
水電資源
海南島雨量充沛，河流眾多，水能資源較豐富，經對集雨面積在100平方公里以上的干支流逐條分段計算，理論蘊藏量為99.5萬千瓦。其中昌化江、萬泉河、南渡江三大河流為74.15萬千瓦，佔75%。全島水能資源可開發量為77.21萬千瓦，其中，三大河流為62.93萬千瓦，佔82%。[15]
截至2000年底止，全島已開發的水電站304座，裝機容量為53.69萬千瓦，佔可開發量的69.3%（全國水電裝機僅佔可開發量的19.3%）。[15]
水系名稱理論量可開發量已開發裝機容量已開發裝機發電量
海南島水能資源表
南渡江21.988.36372005.78
萬泉河21.6221.17774009.69
昌化江30.5533.4010270027.10
其他河系25.3514.286040011.12
合計99.5077.2127770053.69
資料來源：[15]單位：萬千瓦、萬千瓦時
生物資源
據調查，海南島的植物有259個科，1300多屬，4200種，喬木800多種，其中熱帶種類佔83%。1995年全省森林面積達163.7萬公頃，其中天然林83.9萬公頃，人工林約82.7萬公頃，森林覆蓋率已達48.7%。自然植被有熱帶季雨林、熱帶雨林、常綠闊葉林、紅樹林、針葉林、灌叢和草原等類型。[16]
在海南島，森林資源分佈於中部、西南部和東南部山區，海南島最重要的熱帶森林區有5個：①五指山熱帶原始森林區；②霸王嶺；③尖峰嶺林區；④吊羅山林區；⑤黎母山林區。[16]
礦產資源
海南島已探明的礦物59種，其中有開採價值的36種，有金、銀、銅、鐵、鉛、錫、鋁、鎳、錳、鈦、鋯英石、水晶石、大理石、石墨等等。其中亞洲最大的富鐵礦在海南石碌，石碌鐵礦的儲量約佔全國富鐵礦儲量的70%，品位居全國第一
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