平凉市苹果花期冻害政策性农业保险气象理赔指数设计

周嘉++王小巍++周安宁++杨小利

摘要：利用平凉7县（区）气象资料、苹果物候观测资料和产量资料，设计低温冻害指数，确定了苹果因冻减产指标和低温冻害指标之間的关系，设计苹果低温冻害气象理赔指数，利用历史气象资料，计算历年低温冻害指数和气象理赔指数，得到多年平均损失率。在理赔指数和实时气象资料基础上建立保险理赔，减少甚至消除投保户和保险公司之间的分歧，对政策性农业保险的可持续发展具有积极意义。

关键词：苹果；花期冻害；农业保险；理赔指数；设计；平凉市

中图分类号：S661.1 文献标识码：A 文章编号：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

平凉市地处甘肃陇东黄土高原，是甘肃省传统的主要名、优、特农林产品的出产地之一。该地黄土层深厚、日照充足、昼夜温差大，是农业部划定的黄土高原苹果优势产区和最佳适生区之一。2015年底，平凉市苹果总面积162 000 hm2，其中挂果面积 8 666 hm2，苹果总产量160万t，苹果种植成为当地农民主要经济收入来源之一，但花期冻害、干旱、冰雹、秋季连阴雨等气象灾害常常对苹果的正常生长造成不良影响，尤其是随着气候变暖，苹果花期提前，抗寒能力减弱，发生花期冻害的几率更大[1]，加大了对苹果生产的不利影响，在较大程度上影响着苹果的产量、品质，造成产量大幅波动，制约着苹果生产，影响农民经济收入。为了提高苹果种植业的抗灾能力，分散农业风险，目前行之有效的方法之一就是进行农业保险，但农业保险涉及实地勘查定损等，操作复杂，并且也存在信息不对称、道德风险、理赔时效低、理赔成本高等问题，实施起来难度较大。

为减少农业保险运营成本，降低农业保险过程中的道德风险，抑制逆向选择，国际金融界从20世纪80年代开始推出指数保险产品，包括区域指数保险产品和气象指数保险产品[2，3]，其中气象指数保险由于保单利益的依据是客观独立的气象指标与约定承保指标，所以保险权益的标准化程度高，是目前世界各国政策性农业保险采用的主要先进模式之一[4，5]。20世纪90年代后期，在世界银行组织的推动下，农业气象指数保险已在墨西哥、印度、马拉维等发展中国家相继进行试点应用和推广[6，7]。气象指数保险克服了传统农业保险发展面临的道德风险、逆向选择等普遍性难题，已经引起国内学者和有关各方的广泛关注，其中针对低温冻害指数的研究也取得了一定进展。毛裕定等[8]初步提出以柑橘冻害气象指数作冻害保险赔付标准的新保险模式。娄伟平等[9，10]设计柑橘气象指数保险合同，并且设计精细化到自然村或村民小组一级的水稻暴雨灾害保险气象理赔指数；刘映宁等[11]提出陕西苹果花期低温冻害农业保险的等级，但没有涉及到具体的苹果保险气象理赔指数设计。本文针对平凉市果树农业保险试点过程中出现的问题，结合实际开展苹果花期冻害气象指数保险的探索，以期为气象指数保险在平凉市深入推进提供技术支撑，也能为甘肃其他地区其他作物的农业保险提供借鉴。endprint

1 材料与方法

1.1 平凉市概况

平凉市除华亭等阴湿山区外，多数地方适宜苹果种植，多分布于平凉市海拔高度900～1 600 m的川区和山塬区，以六盘山为界，习惯分为中东部果区和西部果区，受气象条件和地形影响，东西部花期时间有较大差异。果树花期易发生冻害的时段一般在初花至终花期间，因此花期冻害农业保险时段一般选在最早初花和最晚终花期间，中东部果区和西部果区保险时段因花期不同而有所差异。1986～2015年的苹果面积和产量资料来源于平凉市统计年鉴，逐日极端最低气温等气象资料来源于平凉市7个县（区）气象站1965～2015年的气象观测资料，苹果物候资料来源于2007～2015年平凉市除华亭外其余6个县（区）的气象站苹果物候观测。

1.2 政策性农业保险经营模式

平凉市农业保险业务由中国人保财险平凉分公司承办，采取自办经营模式，保费收缴与保险赔偿全部由保险公司承担。苹果、蔬菜和设施农业等保险保费，市、县（区）两级财政分别按20%、40%的比例予以补贴，保险对象承担40%。各县区根据本地情况相继出台了保险试点工作方案，如静寧县苹果保险每公顷保费金额为1 800元，种植户出资270元，其余为政府补贴，在苹果花期、座果期、果实膨大期、成熟期等保险期内，由于低温冻害、干旱等自然灾害造成苹果受灾，当年减产时，由农户申报受灾情况，由保险公司、村干部及林业、农业、气象等技术人员组成定损理赔专家小组进行勘查。在核定年度减产较大时，保险公司则按每公顷保险额（元/hm2）×保险面积（hm2）进行赔偿。

1.3 理赔指数设计

1.3.1 苹果冻害政策性农业保险理赔方法 平凉市苹果栽培目前基本已实现规范化种植，在农技措施变动不大的情况下，气象条件成为影响苹果产量最主要因素，影响苹果生产的主要气象灾害有春季霜冻、干旱、冰雹、高温、连阴雨等，其中本地高温、秋季连阴雨主要对苹果品质造成影响。干旱可通过栽植和管理技术进行调控，冰雹是局地性较强的灾害，冻害是对苹果产量影响最大的气象灾害，严重的花期冻害造成苹果大幅减产甚至绝收，因此平凉市将苹果花期冻害做为农业保险的试点品种之一。

以冻害事件发生为基础，根据冻害造成产量的损失率，确定损失理赔支付的合同，理赔指数是事先规定的气象事件对应的气象指数，每个指数值对应一定的赔付率。将苹果花期冻害理赔指数定义为4个等级，气象要素未达到2级冻害标准时，理赔指数为0；气象要素达到2级冻害标准时，理赔指数为1；气象要素达到3级冻害标准时，理赔指数为2；气象要素达到4级冻害标准时，理赔指数为3。理赔指数为1、2、3时各对应一定的赔付率。多年生果树从种植、投产、丰产有一个时间过程，一般苹果种植后5年进入丰产期，因此投保果园限定为5年以上的丰产果园，以正常年景下的平均区域产量做为投保产量，根据气象观测数据值确定理赔指数，每公顷保险额按赔付率×投保产量×单价进行理赔。

1.3.2 因灾减产率的确定 和其他作物产量一样，苹果产量可划分为气象条件、农机措施和随机“噪音”三大类，其一般通式为：

y=yt+yw+△y （1）

式中，y为实际产量，yw为气象产量，yt为趋势产量，△y“噪音”项所占比例很小，在实际计算中常被忽略，不予考虑，因此（1）式常简化为：

y=yt+yw （2）

分段采用逐步回归法拟合趋势产量资料（随着苹果栽培技术的提高，苹果产量的大小年影响问题基本可以通过农技措施得到消除，可包含在趋势产量中）：

yt=a+byear+ cisi （3）

式中，yt为趋势产量，a、b、ci（i=1，…，n）均为系数，year为年份，si为前i年种植面积（i=0，1，….，n）。

从历年实际产量中分离出气象产量，计算相对气象产量百分比：

yf= ×100= ×100 （4）

式中，y为实际产量，yw为气象产量，yf为相对气象产量百分比。

由式（4）计算的相对气象产量百分率剔除了社会经济因素、耕作水平等的影响，消除了年际间总产量不同对气象产量的影响，以相对气象产量（yf）作为气象条件对产量的影响序列，yf<0时，|yf|为不利气象条件造成的减产率。

1.3.3 理赔指数和纯费率的确定 去除气象灾害发生年的产量序列，与相应气象资料求相关，利用逐步回归可建立正常年景的相对气象产量序列，分析灾害发生年份致灾因子和减产率之间的关系，构建致灾指标序列，得到不同等级气象灾害对应的产量损失率和气象要素值，确定理赔指数和赔付率。

计算农业保险费率的核心是纯费率（损失率）的计算，纯费率的计算是以多年平均损失率为基础，其计算公式为：

R=E[L]（1+？鬃） （5）

式中，R为保险纯费率，L为产量损失，E[L]为产量损失的数学期望，当资料年代足够长时，可用随机变量 = 取代E[L][12]（Li为第i年的损失率，n为年代数），研究所用气象资料超过30年，可将历史气象资料换算成气象灾害损失率，以 取代E[L]。ψ为稳定系数，反映产量损失率的离散程度。

2 实证分析

2.1 历年气象产量的确定

以静宁县1995-2015年的总产量序列为例，以出现严重冻害年（2004、2010年）为划段界限，将苹果产量序列划分为1995-2004、2004-2010、2010-2015 3个时段，分别用逐步回归拟合趋势产量，其实际总产量和趋势总产量见图1。

花期冻害是影响平凉市苹果产量最主要的气象灾害，其对产量的影响主要表现在苹果花器受冻，低温冻害对果树正常开花授粉受精产生影响，最终导致减产，在去除气象灾害（低温冻害、干旱）发生年之后，实际产量和趋势产量基本一致，对去除灾害发生年的前后两年的yf序列求相关，相关系数未达显著水平，表明大小年现象不明显，营养产量可忽略；对yf序列与当年和上一年气象资料求相关，相关系数未达显著水平，表明除气象灾害外的其他气象因子对产量影响较小，因此由式（4）计算的相对气象产量百分比剔除了社会经济因素、耕作水平等的影响，能反映出气象灾害对苹果产量的影响。endprint

将相对气象产量为负的年份定义为减产年，对应的相对气象产量百分比为减产率，减产率反映出受气象灾害影响苹果的减产程度。利用平凉6县（区）1995-2015年的苹果产量资料，计算其减产率，表1列出气象灾害发生年的静宁县苹果减产率。

2.2 冻害理赔指数确定

根据平凉市近年来苹果花期冻害实地调查，开花期温度低于0 ℃时，苹果花器就有可能受冻，影响产量和品质，因此农业保险应重点关注0 ℃以下的低温冻害等级，不同强度的冻害，造成的损失程度不同。根据花期冻害减产率的分布，花期低温冻害对产量的影响可分为4个等级，1级冻害对产量影响较小，2～3级冻害影响较大，4级冻害花器严重受冻，减产超过50%。苹果低温冻害不仅与低温强度有关，而且与低温持续时间有关，根据近年来苹果冻害调查，往往持续几日的低温冻害对苹果产量影响更重，并且随着冻害强度增加而加重，冻害呈现出累积效应，例如，2008年4月22-23日，全市连续2 d最低气温低于0 ℃，庄浪、灵台连续4 d低于0 ℃，两县当年产量减产30%～50%，以静宁为例，1965-2015年50年間的苹果花期有28年出现冻害，其中出现连续3 d以上冻害的4次，占14%，连续2 d以上的冻害7次，占25%。为了反映出持续冻害的累积影响，结合低温强度和持续时间对苹果的影响，设计低温冻害指数：

若连续几日最低气温低于0 ℃，则低温冻害指数设计为：

用同样方法分段逐步回归得到平凉市6县（区）1995-2015年因气象灾害造成的减产率序列，结合1995-2015年各县（区）气象资料，分离出低温冻害造成的减产率，低温冻害指数和减产率的相关系数为0.896 2，达到显著水平（图2）。

按照冻害指数和减产率之间的关系，设计平凉市苹果花期冻害农业保险气象理赔指数见表2，低温冻害指数变化范围为1 ℃。

2.3 多年平均损失率

根据各县（区）历史气象资料，计算历年低温冻害指数tld，按表2换算为气象理赔指数和产量损失率，计算稳定系数，得到各县（区）苹果花期严重冻害多年平均损失率（图3）。

由图3可见，全市苹果冻害多年平均损失率在6%～18%之间，差别较大，崇信、泾川大部，灵台北部低于8%，崆峒、灵台、庄浪大部、静宁中南部为8%～12%，静宁北部、关山地区为12%～16%，华亭中部则低于16%。

3 讨论

平凉市苹果种植中虽然已有一些龙头企业参与，但多数地方仍以农户为基本种植单位，且山地较多，参保地块分散不集中，这种情况给保险理赔带来很大困难。从2006年以来，气象部门建成了基本覆盖所有乡镇甚至到部分村社的区域自动气象站，能够实时传输气象要素信息。因此，结合平凉市实际，借助于自动气象站信息，吸取指数保险优点，尝试开发气象理赔指数，可以为今后进一步发展政策性农业保险寻找突破口。同时，通过在实践中检验，也能进一步修正和完善气象理赔指数，更好地适应农业保险的实际需求。

苹果花期冻害不仅与低温强度有关，也与持续时间有关，还与低温出现时间、出现前的气温、降水等有关。为了计算简单，应用简便，本文仅以连续低温的累积值做为冻害指数，随着对苹果冻害研究的深入，建立生物意义更为明显的冻害指数，更进一步优化理赔指数。

结合历史气象资料，反推得到多年平均损失率，解决了产量资料时间序列短，影响保险费率计算的问题，同时也为实行区域差别费率提供了参考依据。建立在理赔指数和实时气象资料基础上的保险理赔客观公正，减少甚至消除投保户和保险公司之间的分歧，对政策性农业保险的可持续发展具有积极意义。

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