平涼市蘋果花期凍害政策性農業保險氣象理賠指數設計

周嘉++王小巍++周安寧++楊小利

摘要：利用平涼7縣（區）氣象資料、蘋果物候觀測資料和產量資料，設計低溫凍害指數，確定了蘋果因凍減產指標和低溫凍害指標之間的關系，設計蘋果低溫凍害氣象理賠指數，利用歷史氣象資料，計算歷年低溫凍害指數和氣象理賠指數，得到多年平均損失率。在理賠指數和實時氣象資料基礎上建立保險理賠，減少甚至消除投保戶和保險公司之間的分歧，對政策性農業保險的可持續發展具有積極意義。

關鍵詞：蘋果；花期凍害；農業保險；理賠指數；設計；平涼市

中圖分類號：S661.1 文獻標識碼：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

平涼市地處甘肅隴東黃土高原，是甘肅省傳統的主要名、優、特農林產品的出產地之一。該地黃土層深厚、日照充足、晝夜溫差大，是農業部劃定的黃土高原蘋果優勢產區和最佳適生區之一。2015年底，平涼市蘋果總面積162 000 hm2，其中掛果面積 8 666 hm2，蘋果總產量160萬t，蘋果種植成為當地農民主要經濟收入來源之一，但花期凍害、干旱、冰雹、秋季連陰雨等氣象災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，發生花期凍害的幾率更大[1]，加大了對蘋果生產的不利影響，在較大程度上影響著蘋果的產量、品質，造成產量大幅波動，制約著蘋果生產，影響農民經濟收入。為了提高蘋果種植業的抗災能力，分散農業風險，目前行之有效的方法之一就是進行農業保險，但農業保險涉及實地勘查定損等，操作復雜，并且也存在信息不對稱、道德風險、理賠時效低、理賠成本高等問題，實施起來難度較大。

為減少農業保險運營成本，降低農業保險過程中的道德風險，抑制逆向選擇，國際金融界從20世紀80年代開始推出指數保險產品，包括區域指數保險產品和氣象指數保險產品[2，3]，其中氣象指數保險由于保單利益的依據是客觀獨立的氣象指標與約定承保指標，所以保險權益的標準化程度高，是目前世界各國政策性農業保險采用的主要先進模式之一[4，5]。20世紀90年代后期，在世界銀行組織的推動下，農業氣象指數保險已在墨西哥、印度、馬拉維等發展中國家相繼進行試點應用和推廣[6，7]。氣象指數保險克服了傳統農業保險發展面臨的道德風險、逆向選擇等普遍性難題，已經引起國內學者和有關各方的廣泛關注，其中針對低溫凍害指數的研究也取得了一定進展。毛裕定等[8]初步提出以柑橘凍害氣象指數作凍害保險賠付標準的新保險模式。婁偉平等[9，10]設計柑橘氣象指數保險合同，并且設計精細化到自然村或村民小組一級的水稻暴雨災害保險氣象理賠指數；劉映寧等[11]提出陜西蘋果花期低溫凍害農業保險的等級，但沒有涉及到具體的蘋果保險氣象理賠指數設計。本文針對平涼市果樹農業保險試點過程中出現的問題，結合實際開展蘋果花期凍害氣象指數保險的探索，以期為氣象指數保險在平涼市深入推進提供技術支撐，也能為甘肅其他地區其他作物的農業保險提供借鑒。endprint

1 材料與方法

1.1 平涼市概況

平涼市除華亭等陰濕山區外，多數地方適宜蘋果種植，多分布于平涼市海拔高度900～1 600 m的川區和山塬區，以六盤山為界，習慣分為中東部果區和西部果區，受氣象條件和地形影響，東西部花期時間有較大差異。果樹花期易發生凍害的時段一般在初花至終花期間，因此花期凍害農業保險時段一般選在最早初花和最晚終花期間，中東部果區和西部果區保險時段因花期不同而有所差異。1986～2015年的蘋果面積和產量資料來源于平涼市統計年鑒，逐日極端最低氣溫等氣象資料來源于平涼市7個縣（區）氣象站1965～2015年的氣象觀測資料，蘋果物候資料來源于2007～2015年平涼市除華亭外其余6個縣（區）的氣象站蘋果物候觀測。

1.2 政策性農業保險經營模式

平涼市農業保險業務由中國人保財險平涼分公司承辦，采取自辦經營模式，保費收繳與保險賠償全部由保險公司承擔。蘋果、蔬菜和設施農業等保險保費，市、縣（區）兩級財政分別按20%、40%的比例予以補貼，保險對象承擔40%。各縣區根據本地情況相繼出臺了保險試點工作方案，如靜寧縣蘋果保險每公頃保費金額為1 800元，種植戶出資270元，其余為政府補貼，在蘋果花期、座果期、果實膨大期、成熟期等保險期內，由于低溫凍害、干旱等自然災害造成蘋果受災，當年減產時，由農戶申報受災情況，由保險公司、村干部及林業、農業、氣象等技術人員組成定損理賠專家小組進行勘查。在核定年度減產較大時，保險公司則按每公頃保險額（元/hm2）×保險面積（hm2）進行賠償。

1.3 理賠指數設計

1.3.1 蘋果凍害政策性農業保險理賠方法 平涼市蘋果栽培目前基本已實現規范化種植，在農技措施變動不大的情況下，氣象條件成為影響蘋果產量最主要因素，影響蘋果生產的主要氣象災害有春季霜凍、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造成影響。干旱可通過栽植和管理技術進行調控，冰雹是局地性較強的災害，凍害是對蘋果產量影響最大的氣象災害，嚴重的花期凍害造成蘋果大幅減產甚至絕收，因此平涼市將蘋果花期凍害做為農業保險的試點品種之一。

以凍害事件發生為基礎，根據凍害造成產量的損失率，確定損失理賠支付的合同，理賠指數是事先規定的氣象事件對應的氣象指數，每個指數值對應一定的賠付率。將蘋果花期凍害理賠指數定義為4個等級，氣象要素未達到2級凍害標準時，理賠指數為0；氣象要素達到2級凍害標準時，理賠指數為1；氣象要素達到3級凍害標準時，理賠指數為2；氣象要素達到4級凍害標準時，理賠指數為3。理賠指數為1、2、3時各對應一定的賠付率。多年生果樹從種植、投產、豐產有一個時間過程，一般蘋果種植后5年進入豐產期，因此投保果園限定為5年以上的豐產果園，以正常年景下的平均區域產量做為投保產量，根據氣象觀測數據值確定理賠指數，每公頃保險額按賠付率×投保產量×單價進行理賠。

1.3.2 因災減產率的確定 和其他作物產量一樣，蘋果產量可劃分為氣象條件、農機措施和隨機“噪音”三大類，其一般通式為：

y=yt+yw+△y （1）

式中，y為實際產量，yw為氣象產量，yt為趨勢產量，△y“噪音”項所占比例很小，在實際計算中常被忽略，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量資料（隨著蘋果栽培技術的提高，蘋果產量的大小年影響問題基本可以通過農技措施得到消除，可包含在趨勢產量中）：

yt=a+byear+ cisi （3）

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

從歷年實際產量中分離出氣象產量，計算相對氣象產量百分比：

yf= ×100= ×100 （4）

式中，y為實際產量，yw為氣象產量，yf為相對氣象產量百分比。

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

1.3.3 理賠指數和純費率的確定 去除氣象災害發生年的產量序列，與相應氣象資料求相關，利用逐步回歸可建立正常年景的相對氣象產量序列，分析災害發生年份致災因子和減產率之間的關系，構建致災指標序列，得到不同等級氣象災害對應的產量損失率和氣象要素值，確定理賠指數和賠付率。

計算農業保險費率的核心是純費率（損失率）的計算，純費率的計算是以多年平均損失率為基礎，其計算公式為：

R=E[L]（1+？鬃） （5）

式中，R為保險純費率，L為產量損失，E[L]為產量損失的數學期望，當資料年代足夠長時，可用隨機變量 = 取代E[L][12]（Li為第i年的損失率，n為年代數），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害損失率，以 取代E[L]。ψ為穩定系數，反映產量損失率的離散程度。

2 實證分析

2.1 歷年氣象產量的確定

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

花期凍害是影響平涼市蘋果產量最主要的氣象災害，其對產量的影響主要表現在蘋果花器受凍，低溫凍害對果樹正常開花授粉受精產生影響，最終導致減產，在去除氣象災害（低溫凍害、干旱）發生年之后，實際產量和趨勢產量基本一致，對去除災害發生年的前后兩年的yf序列求相關，相關系數未達顯著水平，表明大小年現象不明顯，營養產量可忽略；對yf序列與當年和上一年氣象資料求相關，相關系數未達顯著水平，表明除氣象災害外的其他氣象因子對產量影響較小，因此由式（4）計算的相對氣象產量百分比剔除了社會經濟因素、耕作水平等的影響，能反映出氣象災害對蘋果產量的影響。endprint

將相對氣象產量為負的年份定義為減產年，對應的相對氣象產量百分比為減產率，減產率反映出受氣象災害影響蘋果的減產程度。利用平涼6縣（區）1995-2015年的蘋果產量資料，計算其減產率，表1列出氣象災害發生年的靜寧縣蘋果減產率。

2.2 凍害理賠指數確定

根據平涼市近年來蘋果花期凍害實地調查，開花期溫度低于0 ℃時，蘋果花器就有可能受凍，影響產量和品質，因此農業保險應重點關注0 ℃以下的低溫凍害等級，不同強度的凍害，造成的損失程度不同。根據花期凍害減產率的分布，花期低溫凍害對產量的影響可分為4個等級，1級凍害對產量影響較小，2～3級凍害影響較大，4級凍害花器嚴重受凍，減產超過50%。蘋果低溫凍害不僅與低溫強度有關，而且與低溫持續時間有關，根據近年來蘋果凍害調查，往往持續幾日的低溫凍害對蘋果產量影響更重，并且隨著凍害強度增加而加重，凍害呈現出累積效應，例如，2008年4月22-23日，全市連續2 d最低氣溫低于0 ℃，莊浪、靈臺連續4 d低于0 ℃，兩縣當年產量減產30%～50%，以靜寧為例，1965-2015年50年間的蘋果花期有28年出現凍害，其中出現連續3 d以上凍害的4次，占14%，連續2 d以上的凍害7次，占25%。為了反映出持續凍害的累積影響，結合低溫強度和持續時間對蘋果的影響，設計低溫凍害指數：

若連續幾日最低氣溫低于0 ℃，則低溫凍害指數設計為：

用同樣方法分段逐步回歸得到平涼市6縣（區）1995-2015年因氣象災害造成的減產率序列，結合1995-2015年各縣（區）氣象資料，分離出低溫凍害造成的減產率，低溫凍害指數和減產率的相關系數為0.896 2，達到顯著水平（圖2）。

按照凍害指數和減產率之間的關系，設計平涼市蘋果花期凍害農業保險氣象理賠指數見表2，低溫凍害指數變化范圍為1 ℃。

2.3 多年平均損失率

根據各縣（區）歷史氣象資料，計算歷年低溫凍害指數tld，按表2換算為氣象理賠指數和產量損失率，計算穩定系數，得到各縣（區）蘋果花期嚴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、關山地區為12%～16%，華亭中部則低于16%。

3 討論

平涼市蘋果種植中雖然已有一些龍頭企業參與，但多數地方仍以農戶為基本種植單位，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鎮甚至到部分村社的區域自動氣象站，能夠實時傳輸氣象要素信息。因此，結合平涼市實際，借助于自動氣象站信息，吸取指數保險優點，嘗試開發氣象理賠指數，可以為今后進一步發展政策性農業保險尋找突破口。同時，通過在實踐中檢驗，也能進一步修正和完善氣象理賠指數，更好地適應農業保險的實際需求。

蘋果花期凍害不僅與低溫強度有關，也與持續時間有關，還與低溫出現時間、出現前的氣溫、降水等有關。為了計算簡單，應用簡便，本文僅以連續低溫的累積值做為凍害指數，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，更進一步優化理賠指數。

結合歷史氣象資料，反推得到多年平均損失率，解決了產量資料時間序列短，影響保險費率計算的問題，同時也為實行區域差別費率提供了參考依據。建立在理賠指數和實時氣象資料基礎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，對政策性農業保險的可持續發展具有積極意義。

參考文獻：

[1] 楊小利，江廣勝.隴東黃土高原蘋果生長對氣候變化的響應[J].中國農業氣象，2010，31（1）：74-77.

[2] SKEES J R，HAZELL P B R，MIRANDA M. New approaches to public/private crop-yield insusance[R].Washington D C：International Food Policy Research Institute，1999.

[3] SMITH V H，CHOUINARD H H，BAQUET A E. Almost ideal area yield crop insurance ontracts[J].Agricultural and Resource Economics Review，1994，23：75-83.

[4] 曹前進.農業保險創新是解決農業保險問題的出路[J].財經科學，2005（3）：155-160.

[5] 劉布春，梅旭榮.農業保險的理論與實踐[M].北京：科學出版社，2010.

[6] 曹雪琴.農業保險產品創新和天氣指數保險的應用——印度實踐評析與借鑒[J].上海保險，2008（8）：53-58.

[7] 周軍偉，董 放，陳盛偉.低溫凍害氣象指數保險研究綜述[J].山東農業大學學報（社會科學版），2014，16（1）：73-78.

[8] 毛裕定，吳利紅，苗長明，等.浙江省柑桔凍害氣象指數保險參考設計[J].中國農業氣象，2007，（2）：226-230.

[9] 婁偉平，吳利紅，倪滬平，等.柑橘凍害保險氣象理賠指數設計[J].中國農業科學，2009，42（4）：1339-1347.

[10] 婁偉平，吳利紅，姚益平，等.水稻暴雨災害保險氣象理賠指數設計[J].中國農業科學，2010，43（3）：632-639.

[11] 劉映寧，賀文麗，李艷莉，等.陜西果區蘋果花期凍害農業保險風險指數的設計[J].中國農業氣象，2010，31（1）：125-129.

[12] 潘履孚.保險學概論[M].北京：中國經濟出版社，1995.endprint