周嘉++王小巍++周安寧++楊小利

摘要：利用平?jīng)?縣（區(qū)）氣象資料、蘋果物候觀測資料和產(chǎn)量資料，設(shè)計低溫凍害指數(shù)，確定了蘋果因凍減產(chǎn)指標(biāo)和低溫凍害指標(biāo)之間的關(guān)系，設(shè)計蘋果低溫凍害氣象理賠指數(shù)，利用歷史氣象資料，計算歷年低溫凍害指數(shù)和氣象理賠指數(shù)，得到多年平均損失率。在理賠指數(shù)和實(shí)時氣象資料基礎(chǔ)上建立保險理賠，減少甚至消除投保戶和保險公司之間的分歧，對政策性農(nóng)業(yè)保險的可持續(xù)發(fā)展具有積極意義。

關(guān)鍵詞：蘋果；花期凍害；農(nóng)業(yè)保險；理賠指數(shù)；設(shè)計；平?jīng)鍪?/p>

中圖分類號：S661.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）16-3144-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.16.037

Design of Weather Claiming Index for Freezing Damage Agricultral Insurance during Apple Bloom Period in Pingliang City

ZHOU Jia1，WANG Xiao-wei2，ZHOU An-ning3，YANG Xiao-li4

（1.Shanghai University of Engineering Science，Shanghai 201620，China；2.Northwest Regional Climate Center，Lanzhou 730020，China；

3.Pingliang Information Technology School，Pingliang 744000，Gansu，China；4.Pingliang Meteorological Bureau，Pingliang 744000，Gansu，China）

Abstract： Based on the meterological data of 7 stations of Pingliang， the observed phenology data and the output， the freezing damage index was designed ，and the relationship between freezing index and loss caused by freezing damage was determined，severe freezing damage claiming insurance index was designed. The historical freezing damage index and claiming index were calculated by using the historical meteorological data，and the annual average loss rate was calculated. Insurance claiming based on claiming index and real time meteorological data will be objective and fair ，and the dispute may be decreased or even eliminated.It is positive to the sustainable development of policy agricultural insurance.

Key words： apple； freezing damage during bloom period； agricutural insurance； claiming index； design； Pingliang city

平?jīng)鍪械靥幐拭C隴東黃土高原，是甘肅省傳統(tǒng)的主要名、優(yōu)、特農(nóng)林產(chǎn)品的出產(chǎn)地之一。該地黃土層深厚、日照充足、晝夜溫差大，是農(nóng)業(yè)部劃定的黃土高原蘋果優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)和最佳適生區(qū)之一。2015年底，平?jīng)鍪刑O果總面積162 000 hm2，其中掛果面積 8 666 hm2，蘋果總產(chǎn)量160萬t，蘋果種植成為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民主要經(jīng)濟(jì)收入來源之一，但花期凍害、干旱、冰雹、秋季連陰雨等氣象災(zāi)害常常對蘋果的正常生長造成不良影響，尤其是隨著氣候變暖，蘋果花期提前，抗寒能力減弱，發(fā)生花期凍害的幾率更大[1]，加大了對蘋果生產(chǎn)的不利影響，在較大程度上影響著蘋果的產(chǎn)量、品質(zhì)，造成產(chǎn)量大幅波動，制約著蘋果生產(chǎn)，影響農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入。為了提高蘋果種植業(yè)的抗災(zāi)能力，分散農(nóng)業(yè)風(fēng)險，目前行之有效的方法之一就是進(jìn)行農(nóng)業(yè)保險，但農(nóng)業(yè)保險涉及實(shí)地勘查定損等，操作復(fù)雜，并且也存在信息不對稱、道德風(fēng)險、理賠時效低、理賠成本高等問題，實(shí)施起來難度較大。

為減少農(nóng)業(yè)保險運(yùn)營成本，降低農(nóng)業(yè)保險過程中的道德風(fēng)險，抑制逆向選擇，國際金融界從20世紀(jì)80年代開始推出指數(shù)保險產(chǎn)品，包括區(qū)域指數(shù)保險產(chǎn)品和氣象指數(shù)保險產(chǎn)品[2，3]，其中氣象指數(shù)保險由于保單利益的依據(jù)是客觀獨(dú)立的氣象指標(biāo)與約定承保指標(biāo)，所以保險權(quán)益的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，是目前世界各國政策性農(nóng)業(yè)保險采用的主要先進(jìn)模式之一[4，5]。20世紀(jì)90年代后期，在世界銀行組織的推動下，農(nóng)業(yè)氣象指數(shù)保險已在墨西哥、印度、馬拉維等發(fā)展中國家相繼進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用和推廣[6，7]。氣象指數(shù)保險克服了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)保險發(fā)展面臨的道德風(fēng)險、逆向選擇等普遍性難題，已經(jīng)引起國內(nèi)學(xué)者和有關(guān)各方的廣泛關(guān)注，其中針對低溫凍害指數(shù)的研究也取得了一定進(jìn)展。毛裕定等[8]初步提出以柑橘凍害氣象指數(shù)作凍害保險賠付標(biāo)準(zhǔn)的新保險模式。婁偉平等[9，10]設(shè)計柑橘氣象指數(shù)保險合同，并且設(shè)計精細(xì)化到自然村或村民小組一級的水稻暴雨災(zāi)害保險氣象理賠指數(shù)；劉映寧等[11]提出陜西蘋果花期低溫凍害農(nóng)業(yè)保險的等級，但沒有涉及到具體的蘋果保險氣象理賠指數(shù)設(shè)計。本文針對平?jīng)鍪泄麡滢r(nóng)業(yè)保險試點(diǎn)過程中出現(xiàn)的問題，結(jié)合實(shí)際開展蘋果花期凍害氣象指數(shù)保險的探索，以期為氣象指數(shù)保險在平?jīng)鍪猩钊胪七M(jìn)提供技術(shù)支撐，也能為甘肅其他地區(qū)其他作物的農(nóng)業(yè)保險提供借鑒。endprint

1 材料與方法

1.1 平?jīng)鍪懈艣r

平?jīng)鍪谐A亭等陰濕山區(qū)外，多數(shù)地方適宜蘋果種植，多分布于平?jīng)鍪泻０胃叨?00～1 600 m的川區(qū)和山塬區(qū)，以六盤山為界，習(xí)慣分為中東部果區(qū)和西部果區(qū)，受氣象條件和地形影響，東西部花期時間有較大差異。果樹花期易發(fā)生凍害的時段一般在初花至終花期間，因此花期凍害農(nóng)業(yè)保險時段一般選在最早初花和最晚終花期間，中東部果區(qū)和西部果區(qū)保險時段因花期不同而有所差異。1986～2015年的蘋果面積和產(chǎn)量資料來源于平?jīng)鍪薪y(tǒng)計年鑒，逐日極端最低氣溫等氣象資料來源于平?jīng)鍪?個縣（區(qū)）氣象站1965～2015年的氣象觀測資料，蘋果物候資料來源于2007～2015年平?jīng)鍪谐A亭外其余6個縣（區(qū)）的氣象站蘋果物候觀測。

1.2 政策性農(nóng)業(yè)保險經(jīng)營模式

平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)保險業(yè)務(wù)由中國人保財險平?jīng)龇止境修k，采取自辦經(jīng)營模式，保費(fèi)收繳與保險賠償全部由保險公司承擔(dān)。蘋果、蔬菜和設(shè)施農(nóng)業(yè)等保險保費(fèi)，市、縣（區(qū)）兩級財政分別按20%、40%的比例予以補(bǔ)貼，保險對象承擔(dān)40%。各縣區(qū)根據(jù)本地情況相繼出臺了保險試點(diǎn)工作方案，如靜寧縣蘋果保險每公頃保費(fèi)金額為1 800元，種植戶出資270元，其余為政府補(bǔ)貼，在蘋果花期、座果期、果實(shí)膨大期、成熟期等保險期內(nèi)，由于低溫凍害、干旱等自然災(zāi)害造成蘋果受災(zāi)，當(dāng)年減產(chǎn)時，由農(nóng)戶申報受災(zāi)情況，由保險公司、村干部及林業(yè)、農(nóng)業(yè)、氣象等技術(shù)人員組成定損理賠專家小組進(jìn)行勘查。在核定年度減產(chǎn)較大時，保險公司則按每公頃保險額（元/hm2）×保險面積（hm2）進(jìn)行賠償。

1.3 理賠指數(shù)設(shè)計

1.3.1 蘋果凍害政策性農(nóng)業(yè)保險理賠方法 平?jīng)鍪刑O果栽培目前基本已實(shí)現(xiàn)規(guī)范化種植，在農(nóng)技措施變動不大的情況下，氣象條件成為影響蘋果產(chǎn)量最主要因素，影響蘋果生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害有春季霜凍、干旱、冰雹、高溫、連陰雨等，其中本地高溫、秋季連陰雨主要對蘋果品質(zhì)造成影響。干旱可通過栽植和管理技術(shù)進(jìn)行調(diào)控，冰雹是局地性較強(qiáng)的災(zāi)害，凍害是對蘋果產(chǎn)量影響最大的氣象災(zāi)害，嚴(yán)重的花期凍害造成蘋果大幅減產(chǎn)甚至絕收，因此平?jīng)鍪袑⑻O果花期凍害做為農(nóng)業(yè)保險的試點(diǎn)品種之一。

以凍害事件發(fā)生為基礎(chǔ)，根據(jù)凍害造成產(chǎn)量的損失率，確定損失理賠支付的合同，理賠指數(shù)是事先規(guī)定的氣象事件對應(yīng)的氣象指數(shù)，每個指數(shù)值對應(yīng)一定的賠付率。將蘋果花期凍害理賠指數(shù)定義為4個等級，氣象要素未達(dá)到2級凍害標(biāo)準(zhǔn)時，理賠指數(shù)為0；氣象要素達(dá)到2級凍害標(biāo)準(zhǔn)時，理賠指數(shù)為1；氣象要素達(dá)到3級凍害標(biāo)準(zhǔn)時，理賠指數(shù)為2；氣象要素達(dá)到4級凍害標(biāo)準(zhǔn)時，理賠指數(shù)為3。理賠指數(shù)為1、2、3時各對應(yīng)一定的賠付率。多年生果樹從種植、投產(chǎn)、豐產(chǎn)有一個時間過程，一般蘋果種植后5年進(jìn)入豐產(chǎn)期，因此投保果園限定為5年以上的豐產(chǎn)果園，以正常年景下的平均區(qū)域產(chǎn)量做為投保產(chǎn)量，根據(jù)氣象觀測數(shù)據(jù)值確定理賠指數(shù)，每公頃保險額按賠付率×投保產(chǎn)量×單價進(jìn)行理賠。

1.3.2 因?yàn)?zāi)減產(chǎn)率的確定 和其他作物產(chǎn)量一樣，蘋果產(chǎn)量可劃分為氣象條件、農(nóng)機(jī)措施和隨機(jī)“噪音”三大類，其一般通式為：

y=yt+yw+△y （1）

式中，y為實(shí)際產(chǎn)量，yw為氣象產(chǎn)量，yt為趨勢產(chǎn)量，△y“噪音”項(xiàng)所占比例很小，在實(shí)際計算中常被忽略，不予考慮，因此（1）式常簡化為：

y=yt+yw （2）

分段采用逐步回歸法擬合趨勢產(chǎn)量資料（隨著蘋果栽培技術(shù)的提高，蘋果產(chǎn)量的大小年影響問題基本可以通過農(nóng)技措施得到消除，可包含在趨勢產(chǎn)量中）：

yt=a+byear+ cisi （3）

式中，yt為趨勢產(chǎn)量，a、b、ci（i=1，…，n）均為系數(shù)，year為年份，si為前i年種植面積（i=0，1，….，n）。

從歷年實(shí)際產(chǎn)量中分離出氣象產(chǎn)量，計算相對氣象產(chǎn)量百分比：

yf= ×100= ×100 （4）

式中，y為實(shí)際產(chǎn)量，yw為氣象產(chǎn)量，yf為相對氣象產(chǎn)量百分比。

由式（4）計算的相對氣象產(chǎn)量百分率剔除了社會經(jīng)濟(jì)因素、耕作水平等的影響，消除了年際間總產(chǎn)量不同對氣象產(chǎn)量的影響，以相對氣象產(chǎn)量（yf）作為氣象條件對產(chǎn)量的影響序列，yf<0時，|yf|為不利氣象條件造成的減產(chǎn)率。

1.3.3 理賠指數(shù)和純費(fèi)率的確定 去除氣象災(zāi)害發(fā)生年的產(chǎn)量序列，與相應(yīng)氣象資料求相關(guān)，利用逐步回歸可建立正常年景的相對氣象產(chǎn)量序列，分析災(zāi)害發(fā)生年份致災(zāi)因子和減產(chǎn)率之間的關(guān)系，構(gòu)建致災(zāi)指標(biāo)序列，得到不同等級氣象災(zāi)害對應(yīng)的產(chǎn)量損失率和氣象要素值，確定理賠指數(shù)和賠付率。

計算農(nóng)業(yè)保險費(fèi)率的核心是純費(fèi)率（損失率）的計算，純費(fèi)率的計算是以多年平均損失率為基礎(chǔ)，其計算公式為：

R=E[L]（1+？鬃） （5）

式中，R為保險純費(fèi)率，L為產(chǎn)量損失，E[L]為產(chǎn)量損失的數(shù)學(xué)期望，當(dāng)資料年代足夠長時，可用隨機(jī)變量 = 取代E[L][12]（Li為第i年的損失率，n為年代數(shù)），研究所用氣象資料超過30年，可將歷史氣象資料換算成氣象災(zāi)害損失率，以 取代E[L]。ψ為穩(wěn)定系數(shù)，反映產(chǎn)量損失率的離散程度。

2 實(shí)證分析

2.1 歷年氣象產(chǎn)量的確定

以靜寧縣1995-2015年的總產(chǎn)量序列為例，以出現(xiàn)嚴(yán)重凍害年（2004、2010年）為劃段界限，將蘋果產(chǎn)量序列劃分為1995-2004、2004-2010、2010-2015 3個時段，分別用逐步回歸擬合趨勢產(chǎn)量，其實(shí)際總產(chǎn)量和趨勢總產(chǎn)量見圖1。

花期凍害是影響平?jīng)鍪刑O果產(chǎn)量最主要的氣象災(zāi)害，其對產(chǎn)量的影響主要表現(xiàn)在蘋果花器受凍，低溫凍害對果樹正常開花授粉受精產(chǎn)生影響，最終導(dǎo)致減產(chǎn)，在去除氣象災(zāi)害（低溫凍害、干旱）發(fā)生年之后，實(shí)際產(chǎn)量和趨勢產(chǎn)量基本一致，對去除災(zāi)害發(fā)生年的前后兩年的yf序列求相關(guān)，相關(guān)系數(shù)未達(dá)顯著水平，表明大小年現(xiàn)象不明顯，營養(yǎng)產(chǎn)量可忽略；對yf序列與當(dāng)年和上一年氣象資料求相關(guān)，相關(guān)系數(shù)未達(dá)顯著水平，表明除氣象災(zāi)害外的其他氣象因子對產(chǎn)量影響較小，因此由式（4）計算的相對氣象產(chǎn)量百分比剔除了社會經(jīng)濟(jì)因素、耕作水平等的影響，能反映出氣象災(zāi)害對蘋果產(chǎn)量的影響。endprint

將相對氣象產(chǎn)量為負(fù)的年份定義為減產(chǎn)年，對應(yīng)的相對氣象產(chǎn)量百分比為減產(chǎn)率，減產(chǎn)率反映出受氣象災(zāi)害影響蘋果的減產(chǎn)程度。利用平?jīng)?縣（區(qū)）1995-2015年的蘋果產(chǎn)量資料，計算其減產(chǎn)率，表1列出氣象災(zāi)害發(fā)生年的靜寧縣蘋果減產(chǎn)率。

2.2 凍害理賠指數(shù)確定

根據(jù)平?jīng)鍪薪陙硖O果花期凍害實(shí)地調(diào)查，開花期溫度低于0 ℃時，蘋果花器就有可能受凍，影響產(chǎn)量和品質(zhì)，因此農(nóng)業(yè)保險應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注0 ℃以下的低溫凍害等級，不同強(qiáng)度的凍害，造成的損失程度不同。根據(jù)花期凍害減產(chǎn)率的分布，花期低溫凍害對產(chǎn)量的影響可分為4個等級，1級凍害對產(chǎn)量影響較小，2～3級凍害影響較大，4級凍害花器嚴(yán)重受凍，減產(chǎn)超過50%。蘋果低溫凍害不僅與低溫強(qiáng)度有關(guān)，而且與低溫持續(xù)時間有關(guān)，根據(jù)近年來蘋果凍害調(diào)查，往往持續(xù)幾日的低溫凍害對蘋果產(chǎn)量影響更重，并且隨著凍害強(qiáng)度增加而加重，凍害呈現(xiàn)出累積效應(yīng)，例如，2008年4月22-23日，全市連續(xù)2 d最低氣溫低于0 ℃，莊浪、靈臺連續(xù)4 d低于0 ℃，兩縣當(dāng)年產(chǎn)量減產(chǎn)30%～50%，以靜寧為例，1965-2015年50年間的蘋果花期有28年出現(xiàn)凍害，其中出現(xiàn)連續(xù)3 d以上凍害的4次，占14%，連續(xù)2 d以上的凍害7次，占25%。為了反映出持續(xù)凍害的累積影響，結(jié)合低溫強(qiáng)度和持續(xù)時間對蘋果的影響，設(shè)計低溫凍害指數(shù)：

若連續(xù)幾日最低氣溫低于0 ℃，則低溫凍害指數(shù)設(shè)計為：

用同樣方法分段逐步回歸得到平?jīng)鍪?縣（區(qū)）1995-2015年因氣象災(zāi)害造成的減產(chǎn)率序列，結(jié)合1995-2015年各縣（區(qū)）氣象資料，分離出低溫凍害造成的減產(chǎn)率，低溫凍害指數(shù)和減產(chǎn)率的相關(guān)系數(shù)為0.896 2，達(dá)到顯著水平（圖2）。

按照凍害指數(shù)和減產(chǎn)率之間的關(guān)系，設(shè)計平?jīng)鍪刑O果花期凍害農(nóng)業(yè)保險氣象理賠指數(shù)見表2，低溫凍害指數(shù)變化范圍為1 ℃。

2.3 多年平均損失率

根據(jù)各縣（區(qū)）歷史氣象資料，計算歷年低溫凍害指數(shù)tld，按表2換算為氣象理賠指數(shù)和產(chǎn)量損失率，計算穩(wěn)定系數(shù)，得到各縣（區(qū)）蘋果花期嚴(yán)重凍害多年平均損失率（圖3）。

由圖3可見，全市蘋果凍害多年平均損失率在6%～18%之間，差別較大，崇信、涇川大部，靈臺北部低于8%，崆峒、靈臺、莊浪大部、靜寧中南部為8%～12%，靜寧北部、關(guān)山地區(qū)為12%～16%，華亭中部則低于16%。

3 討論

平?jīng)鍪刑O果種植中雖然已有一些龍頭企業(yè)參與，但多數(shù)地方仍以農(nóng)戶為基本種植單位，且山地較多，參保地塊分散不集中，這種情況給保險理賠帶來很大困難。從2006年以來，氣象部門建成了基本覆蓋所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)甚至到部分村社的區(qū)域自動氣象站，能夠?qū)崟r傳輸氣象要素信息。因此，結(jié)合平?jīng)鍪袑?shí)際，借助于自動氣象站信息，吸取指數(shù)保險優(yōu)點(diǎn)，嘗試開發(fā)氣象理賠指數(shù)，可以為今后進(jìn)一步發(fā)展政策性農(nóng)業(yè)保險尋找突破口。同時，通過在實(shí)踐中檢驗(yàn)，也能進(jìn)一步修正和完善氣象理賠指數(shù)，更好地適應(yīng)農(nóng)業(yè)保險的實(shí)際需求。

蘋果花期凍害不僅與低溫強(qiáng)度有關(guān)，也與持續(xù)時間有關(guān)，還與低溫出現(xiàn)時間、出現(xiàn)前的氣溫、降水等有關(guān)。為了計算簡單，應(yīng)用簡便，本文僅以連續(xù)低溫的累積值做為凍害指數(shù)，隨著對蘋果凍害研究的深入，建立生物意義更為明顯的凍害指數(shù)，更進(jìn)一步優(yōu)化理賠指數(shù)。

結(jié)合歷史氣象資料，反推得到多年平均損失率，解決了產(chǎn)量資料時間序列短，影響保險費(fèi)率計算的問題，同時也為實(shí)行區(qū)域差別費(fèi)率提供了參考依據(jù)。建立在理賠指數(shù)和實(shí)時氣象資料基礎(chǔ)上的保險理賠客觀公正，減少甚至消除投保戶和保險公司之間的分歧，對政策性農(nóng)業(yè)保險的可持續(xù)發(fā)展具有積極意義。

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