張 峭，王 克

(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所/農(nóng)業(yè)部智能化農(nóng)業(yè)預(yù)警技術(shù)重點開放實驗室，北京 100081)

我國是一個有著13億多人口的農(nóng)業(yè)大國，人多地少的基本國情決定著糧食安全始終是關(guān)系我國國計民生的頭等大事。長期以來，我國保障糧食安全的重點一直都放在提高糧食產(chǎn)量方面，而隨著糧食增產(chǎn)能力的釋放，近年來我國糧食增產(chǎn)速度愈發(fā)緩慢、短期內(nèi)大幅度提高糧食產(chǎn)量十分困難。與此同時，近年來頻繁發(fā)生的嚴(yán)重自然災(zāi)害，如2008年冰凍雨雪災(zāi)害、2009年大旱、2010年初西南大旱和2010年夏的南方暴雨災(zāi)害給我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特別是糧食生產(chǎn)造成了十分嚴(yán)重影響。據(jù)統(tǒng)計，我國平均每年因干旱、洪澇、低溫冷害、風(fēng)雹等自然災(zāi)害造成的農(nóng)作物受災(zāi)面積約為4 000萬hm2，因災(zāi)損失的糧食產(chǎn)量約為當(dāng)年糧食總產(chǎn)量的10%［1］。農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害造成的農(nóng)業(yè)尤其是糧食損失引發(fā)了社會各界的重視，在我國糧食增產(chǎn)緩慢的情況下，如果能夠有效管理農(nóng)業(yè)災(zāi)害風(fēng)險、降低糧食生產(chǎn)因災(zāi)損失，就相等于間接增加了糧食產(chǎn)量，這對于保障我國糧食安全具有十分重要的意義。

風(fēng)險評估是風(fēng)險管理的前提和基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險評估與區(qū)劃結(jié)果的準(zhǔn)確性直接決定著農(nóng)業(yè)災(zāi)害風(fēng)險管理的效果和科學(xué)性，因此，有必要首先對我國農(nóng)業(yè)災(zāi)害風(fēng)險進(jìn)行科學(xué)評估。從以往研究文獻(xiàn)來看，目前對農(nóng)業(yè)災(zāi)害風(fēng)險的評估主要是基于單產(chǎn)數(shù)據(jù)的評估方法，即從作物單位面積產(chǎn)量出發(fā)，遵循“單產(chǎn)-趨勢-波動-評估”的范式［2-9］。這種方法具有良好的理論基礎(chǔ)，但面臨的主要問題則是由于單產(chǎn)數(shù)據(jù)的空間加總，不僅會低估較大區(qū)域內(nèi)的作物災(zāi)損風(fēng)險，同時也會扭曲該作物的風(fēng)險分布特征;相比而言，基于災(zāi)情數(shù)據(jù)的評估方法具有更好的效果［10］。該研究利用基于災(zāi)情數(shù)據(jù)的評估方法對全國及31個省份的農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險進(jìn)行評估，試圖準(zhǔn)確定量地分析我國農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險的大小、構(gòu)成、演變趨勢和空間分布等特征，以期為我國農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險的有效管理和政府相關(guān)決策提供技術(shù)支持和參考。

1 研究方法

農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中由干旱、洪澇等自然災(zāi)害事件所導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)損失的可能程度，作物因災(zāi)損失的大小和概率分布是農(nóng)作物自然災(zāi)害風(fēng)險評估的兩個主要指標(biāo)。由于基于災(zāi)情數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險評估方法能夠克服傳統(tǒng)評估方法中低估風(fēng)險和扭曲風(fēng)險特征的問題［10］，該研究采用基于災(zāi)情數(shù)據(jù)的評估方法對全國及31個省份的農(nóng)作物自然災(zāi)害風(fēng)險進(jìn)行評估。

基于災(zāi)情數(shù)據(jù)的評估方法具體可分為四步，第一步根據(jù)民政部門的災(zāi)情統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算作物歷年因災(zāi)損失率;第二步擬合因災(zāi)損失率序列的概率分布;第三步計算作物的年平均因災(zāi)損失率;第四步對農(nóng)業(yè)巨災(zāi)風(fēng)險進(jìn)行評估。民政統(tǒng)計規(guī)定，凡因災(zāi)減產(chǎn)10%以上的面積均計為受災(zāi)面積，因災(zāi)減產(chǎn)30%以上的面積為成災(zāi)面積，因災(zāi)減產(chǎn)80% 以上的面積計為絕收面積。因此，可以通過構(gòu)建各段的損失均值來估算農(nóng)作物的歷年因災(zāi)損失，如下所示:

其中，Li為作物在第i年的因災(zāi)損失量;ASi，ACi和AJi分別為作物第i年的受災(zāi)、成災(zāi)和絕收面積;Yi為作物在第i年的單位面積產(chǎn)量;a1、a2和a3分別為作物成災(zāi)、受災(zāi)和絕收的損失均值，本文取中位數(shù)，即a1=0.2、a2=0.55、a3=0.9。令TAi為作物在第 i年的總播種面積，則該作物的因災(zāi)損失率(LRi)為，

由于不同程度損失出現(xiàn)的概率不同，所以在計算出某作物的歷年損失率序列以后，不能用簡單平均的方法得到該作物的年平均損失等特征。為了更客觀準(zhǔn)確的反映作物災(zāi)損分布特征，該文用非參數(shù)Kernel核密度的方法對作物因災(zāi)損失率序列進(jìn)行擬合以確定其災(zāi)損風(fēng)險的概率分布，具體核函數(shù)選用高斯核，窗寬的確定采用修正后Sliverman拇指法則;隨后，通過求作物災(zāi)損累積分布函數(shù)的50%分位數(shù)來估算該作物的年平均損失率。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特點決定了農(nóng)業(yè)極容易遭受嚴(yán)重自然災(zāi)害的影響，具有巨災(zāi)易發(fā)性的特點，這就給農(nóng)業(yè)保險等農(nóng)業(yè)災(zāi)害風(fēng)險管理工具的持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)重沖擊，一次巨災(zāi)的發(fā)生就可能導(dǎo)致農(nóng)業(yè)保險公司破產(chǎn)，因此，事先估算出農(nóng)業(yè)巨災(zāi)風(fēng)險的大小對于農(nóng)業(yè)災(zāi)害風(fēng)險管理具有十分重要的意義。該文利用風(fēng)險值 (VaR)的方法計算農(nóng)作物在20年一遇、50年一遇和100年一遇巨災(zāi)情況下的損失大小。

2 研究結(jié)果

2.1 數(shù)據(jù)來源

考慮到數(shù)據(jù)的連貫性和一致性，該文采用了1978～2008年的農(nóng)作物災(zāi)情數(shù)據(jù)對農(nóng)作物災(zāi)害風(fēng)險進(jìn)行評估，具體指標(biāo)包括農(nóng)作物種植面積、成災(zāi)面積、受災(zāi)面積和絕收面積，以及干旱、洪澇、風(fēng)雹、冷凍和臺風(fēng)五種自然災(zāi)害導(dǎo)致的農(nóng)作物成災(zāi)、受災(zāi)和絕收面積。數(shù)據(jù)來源為中國統(tǒng)計年鑒和中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計年鑒。

2.2 我國農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險的歷史演變

圖1 我國農(nóng)作物歷年因災(zāi)損失率

圖2 我國農(nóng)作物因災(zāi)總損失演變趨勢

根據(jù)公式 (1)和公式 (2)，利用災(zāi)情數(shù)據(jù)計算出了農(nóng)作物的歷年因災(zāi)損失率序列，如圖1-4所示?？梢钥闯?，除個別年份外，我國農(nóng)作物因災(zāi)損失率均在10%以上，1994、2000和2004年農(nóng)業(yè)因災(zāi)損失率更是高達(dá)16%以上。且我國農(nóng)作物因災(zāi)損失有增大的趨勢，干旱保持穩(wěn)定，洪澇、冷害和臺風(fēng)有增大的趨勢，其中，冷害增速最為明顯。

圖3 我國農(nóng)作物旱災(zāi)、洪澇損失演變趨勢

圖4 我國農(nóng)作物風(fēng)雹、冷害和臺風(fēng)損失演變趨勢

2.3 我國農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險的大小及構(gòu)成

在計算出農(nóng)作物因災(zāi)損失率序列以后，利用Kernel核密度方法對其概率密度分布和累積分布函數(shù)進(jìn)行擬合，隨后借助MATLAB數(shù)理軟件計算出累積分布函數(shù)的50%分位數(shù)，如下表1所示。我國農(nóng)作物因災(zāi)年均損失率為12.9%，即我國平均每年因自然災(zāi)害造成的農(nóng)作物損失量占農(nóng)作物總產(chǎn)量的12.9%。從災(zāi)種構(gòu)成來看，干旱和洪澇是我國面臨的主要農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害，造成的農(nóng)作物損失分別占到農(nóng)作物因災(zāi)總損失的50.6%和23.7%，兩者相加占到了我國農(nóng)作物因災(zāi)總損失的3/4左右。

表1 我國農(nóng)作物自然災(zāi)害的大小及災(zāi)種構(gòu)成

2.4 我國農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險的區(qū)域分布

為分析我國農(nóng)作物自然災(zāi)害風(fēng)險的空間分布特征，利用同樣的方法估算出了我國大陸31個省 (市、自治區(qū))的農(nóng)作物年均因災(zāi)損失率，并利用GIS軟件進(jìn)行了區(qū)劃。從下圖5可以看出:總體而言，我國北方地區(qū)的農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險要高于南方，在我國31個省 (市、自治區(qū))中，有16個省份平均每年的農(nóng)業(yè)因災(zāi)損失率都在10%以上，其中，內(nèi)蒙、吉林、遼寧、山西、陜西和甘肅是農(nóng)業(yè)災(zāi)害風(fēng)險最為嚴(yán)重的6個省份;農(nóng)作物旱災(zāi)風(fēng)險主要集中在內(nèi)蒙、吉林、遼寧、河北、山西、陜西、寧夏和甘肅等北方8省份;農(nóng)作物洪澇風(fēng)險主要集中在長江流域的重慶、湖南、湖北、安徽和江西等5省份;海南和上海是我國農(nóng)作物低溫冷害的高風(fēng)險區(qū)域，另外，北方大部和西部地區(qū)受冷害影響也較大;農(nóng)業(yè)風(fēng)雹災(zāi)害的高風(fēng)險區(qū)集中在內(nèi)蒙、吉林、北京、天津、河北、山西、甘肅和青海8個省份;而我國農(nóng)業(yè)臺風(fēng)災(zāi)害主要集中在海南、兩廣、福建和浙江。

2.5 我國農(nóng)業(yè)巨災(zāi)風(fēng)險

表2為我國農(nóng)作物在20年一遇、50年一遇和100年一遇3種災(zāi)害情景下的因災(zāi)損失率和農(nóng)業(yè)保險賠付率情況。從中可以看出，風(fēng)險越大造成的農(nóng)作物損失也就越大，20年一遇自然災(zāi)害、干旱、洪澇、風(fēng)雹、冷害或臺風(fēng)將會導(dǎo)致的農(nóng)作物損失率為17.3%、12.6%、7.3%、2.1%、2.5%和1.1%，而在100年一遇災(zāi)害下這一數(shù)字分別為19.1%、16.1%、9.3%、2.4%、5.2%和1.6%。假定我國農(nóng)業(yè)保險的承保標(biāo)的為不同災(zāi)害導(dǎo)致的農(nóng)作物損失、保險責(zé)任為全部因災(zāi)損失，保險公司按照純費率收取保費，則農(nóng)業(yè)保險在20年、50年和100年一遇自然災(zāi)害時的簡單賠付率將分別為135%、143%和148%;極端冷害導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)保險賠付率最高，20年一遇冷害導(dǎo)致的賠付率就達(dá)到了378%，50年一遇冷害導(dǎo)致的賠付率就達(dá)到610%，而100年一遇冷害導(dǎo)致的賠付更是高達(dá)保費的8倍;嚴(yán)重臺風(fēng)和洪澇災(zāi)害導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)保險賠付率次之，分列二、三位。

圖5 我國大陸農(nóng)作物災(zāi)害、干旱、洪澇、冷害、風(fēng)雹和臺風(fēng)風(fēng)險區(qū)劃

表2 3種災(zāi)害事件情景下的農(nóng)作物災(zāi)害損失率及農(nóng)業(yè)保險賠付率

3 簡要結(jié)論

(1)在我國31個省 (市、自治區(qū))中，有16個省份平均每年的農(nóng)業(yè)因災(zāi)損失率都在10%以上，我國農(nóng)作物平均每年因災(zāi)損失率為12.9%。如果通過農(nóng)業(yè)災(zāi)害風(fēng)險的有效管理，使因災(zāi)損失降低到8%，則平均每年能夠節(jié)省糧食約2 500萬t。

(2)我國因自然災(zāi)害導(dǎo)致的農(nóng)作物損失有增大的趨勢，干旱導(dǎo)致的農(nóng)作物損失保持穩(wěn)定，而洪澇、冷害和臺風(fēng)導(dǎo)致的作物損失有增大的趨勢，其中，冷害損失增速最為明顯。

(3)旱災(zāi)是導(dǎo)致農(nóng)作物損失的最主要災(zāi)害，占我國農(nóng)業(yè)因災(zāi)總損失的50.6%。因此，國家應(yīng)加大對旱災(zāi)風(fēng)險的管理來降低農(nóng)作物因災(zāi)損失。旱災(zāi)高風(fēng)險區(qū)主要集中在遼寧、吉林、內(nèi)蒙、河北、山西、甘肅、寧夏和陜西8省區(qū)。建議國家加大在這些省份的水利設(shè)施建設(shè)，降低旱災(zāi)造成的農(nóng)業(yè)損失。

(4)從我國農(nóng)業(yè)災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃 (圖5)可知，我國旱災(zāi)主要集中于北方8省、洪澇高風(fēng)險區(qū)為重慶、湖南、湖北、安徽和江西，冷害集中于我國西北部和海南省;風(fēng)雹高風(fēng)險區(qū)為我國北部，臺風(fēng)損失集中于華南沿海。因此，國家應(yīng)對這些省份重點關(guān)注，采取針對性措施進(jìn)行災(zāi)害風(fēng)險管理。

(5)我國農(nóng)業(yè)巨災(zāi)損失嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)保險面臨風(fēng)險高。20年、50年、100年一遇災(zāi)害發(fā)生后，最高災(zāi)種農(nóng)作物冷害保險賠付率分別達(dá)378%，610%和800%，最低災(zāi)種的風(fēng)雹災(zāi)保險賠付率也分別達(dá)159%、175%和185%。由于全球氣候變暖導(dǎo)致的巨災(zāi)頻發(fā)，建議國家盡快建立巨災(zāi)風(fēng)險基金和分散機制，加強巨災(zāi)風(fēng)險管理，保障食物安全和社會穩(wěn)定。

1 許小峰.氣候變化趨勢及其對農(nóng)業(yè)的影響.全球氣候變暖與中國農(nóng)業(yè)發(fā)展高層論壇.http://www.cma.gov.cn/qxxw/t20071115_220733.phtml

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