迁西县板栗气象干旱指数保险产品设计

高桂芹++王猛++费晓臣

摘要 作为政策性农业保险的一种补充形式，开发板栗干旱气象指数保险产品，为开展迁西板栗农业保险提供理论依据。利用唐山市迁西站1965—2015年逐年8月（果实膨大期）降水资料、1998—2015年逐年板栗产量资料，分析板栗减产率与8月降水量的关系，建立了降雨量干旱天气指数模型。通过盈亏测算确定了板栗干旱气象理赔的标准，设定了理赔触发值，即当迁西地区8月的累积降雨量<120 mm，保险公司启动赔付。利用保证率方法对设计的理赔标准进行了风险评估，为保险公司客观、合理制定保险相关条款及快捷支付经济补偿提供技术支撑。

关键词 板栗；气象干旱指数；农业保险；触发值；河北迁西

中图分类号 F840.66；S162.5 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2017）02-0183-03

Design of Product for Chinese Chestnut Meteorological Drought Index Insurance in Qianxi County

GAO Gui-qin 1 WANG Meng 1 FEI Xiao-chen 1 CHEN zhen 1 ZHANG Shu-ming 2

（1 Tangshan Meteorological Office in Hebei Province，Tangshan Hebei 063000； 2 Qianxi Forestry Bureau）

Abstract As a complementary form of policy-related agricultural insurance，meteorological drought index insurance product of Chinese chestnut was developed to provide theoretical basis for conducting Qianxi chestnut agricultural insurance. Based on the precipitation data of Qianxi Station in Tangshan City in August（fruit enlargement period） during 1965-2015 and chestnut production data during 1998-2015，the relationship between the chestnut yield reduction rate and precipitation in August was analyzed，and drought weather index model of Chinese chestnut was established. According to the calculation of insurance profit and loss，the claim standard of Chinese chestnut drought meteorology insurance were determined，and trigger value was set，when the cumulative amount of precipitation of Qianxi County in August was less than 120 mm，insurance companies started claims. The risk assessment of claim standard was carried out by guranteed rate method，so as to provide technical support for the establishment of objective and reasonable insurance related provisions，and quick economic compensation of insurance company.

Key words Chinese chestnut；meteorological drought index；agricultural insurance；trigger value；Qianxi Hebei

2004—2009年中央1號文件连续6年提出尽快建立完善中国政策性农业保险制度，以稳定农业种植收入，分散农业种植风险。2006—2009年，浙江、安徽等省份率先开展了政策性农业保险试点工作，其农保模式是政府主导、政策支持与市场运作相结合。但在工作开展的过程中发现，逆选择、道德风险及灾后理赔实效低、成本大、损失评估误差大等因素一定程度上阻碍了农业保险的可持续发展[1]。为解决传统农业保险存在的问题，国际金融界于20世纪80年代至今，开发了气象指数保险。有利用降水因子作为保险指数来降低旱涝对农业造成的风险，像印度、南非、墨西哥和美国等国家[2-4]。有利用温度因子设计的高温热害、低温、霜冻冷害气象指数保险产品，来减少不利的温度条件对作物产量造成的损失，像加拿大、南非[5-6]。指数保险的优势在于充分利用现有的气象和农业数据，灾害发生后不再需要现场勘察定损，可直接利用气象数据理赔，节省了人力、物力，也降低了道德风险和逆选择问题，利于保险的标准化。吸收国外指数保险的优势，国内许多学者通过对不同地区不同作物不同气象因子种植风险分析，开发设计了不同的气象保险指数，并在实际中得到推广应用。娄伟平等[7]设计了浙江省茶叶霜冻气象指数；毛裕定等[8]提出浙江柑橘冻害气象指数；刘映宁等[9]设计了陕西苹果花期冻害保险指数。杨太明等[10]设计了安徽冬小麦种植天气指数保险产品、水稻高温热害保险指数、夏玉米降水距平干旱保险指数[11]。这些指数在实际的应用中都取得了一定的效果，并在实践中不断的完善。

2016年初，唐山市政府启动特色农业气象指数保险工作，经过调研，确定迁西板栗作为试点，开展板栗干旱气象保险指数开发。板栗是迁西县农民的支柱产业，占其总收入的40%。迁西县地处燕山南麓，板栗多生长于半山腰上，生长所需水分基本是靠自然降水。板栗全生育期需水较多，尤以果实膨大期对水分最为敏感，其关键期在8月，期间降水年际间变率大，雨量分布不均，干旱时有发生，对板栗产量影响较大。如2012年、2015年迁西8月降水量分别为53.6、68.4 mm，仅是常年降水量的30%～40%，该2年板栗减产40%～50%。因此，本文将对板栗果实膨大关键期的降水量与干旱减产率进行分析，通过建立指数模型及保险盈亏测算，提出板栗干旱保险赔付的触发值，得到板栗干旱天气指数保险产品，为保险公司制定合理的赔付标准提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

迁西县具有千年的板栗栽培史和百年的出口史，板栗产品销往国内170多个大中城市和日本、韩国等20多个国家和地区。2008年，“迁西板栗”被国家工商总局商标局认定为中国驰名商标，成为我国板栗行业第一个地理标志驰名商标。目前，全县板栗栽培总面积已达43 990 hm2，总产值20亿元，占农民收入的36%，板栗产业已成为迁西农民增收致富的“绿色银行”。

迁西县地处北纬39°57′15″～40°27′48″、东经118°6′49″～118°37′19″，属东部季风区暖温带半湿润气候，四季分明。迁西县为东南季风的迎风面，地形雨较多，年降水量为800 mm左右，雨量充足，雨季集中在7—8月，正是板栗成果期的关键时段，对水分需求较大。迁西县地处燕山南麓，山地气候较为明显，昼夜温差大，温度条件利于板栗光合作用，适宜板栗生长。

1.2 资料来源

选取板栗生产大县迁西为试点，其产量资料由迁西县农业局提供，年限1998—2015年共18年的迁西生产大户逐年产量，减少了因面积变化、生产技术、管理方式等人为因素而导致的产量波动；气象资料为迁西县气象站1965—2015年共50年的逐日降水资料，由河北省气候中心提供；板栗发育期资料由迁西县农业局提供。

1.3 研究方法

1.3.1 板栗干旱天气指数选取原则。参照安徽省夏玉米、冬小麦天气指数设计原则[10]，保险天气指数应尽量减少人为因素的影响、区域适用性要强、指数获取要容易且较容易推广、计算简便。目前，在国内用于干旱监测评估的众多指标中，降水量距平百分率最符合干旱指数的选取原则，但对于固定地区而言，一段时间内常年降水量是一个常值，降水量距平值的大小均由当年该段时间的降水量决定。因此，为便于保险理赔和农民理解，本文采取直接利用关键时段的降雨量来构建板栗干旱天气保险理赔指数。利用降水量作为干旱保险理赔指数已在山西玉米春播期得到应用和推广。

1.3.2 板栗减产率的确定方法。减产率利用下列2种方式取得，选取与降水量相关性较高的方式作为建立板栗干旱气象指数的最佳方案，相对气象产量的分离计算公式如下：

Y=Yt+Yw（1）

式（1）中，Y为实际产量；Yt为趋势产量，一般认为是在正常气象条件下可能达到的理想产量；Yw即为气象产量，也是因自然災害导致的产量波动项。为便于比较，定义相对气象产量Yr[12]，即气象产量与趋势产量的百分比，Yr为正，表示增产，为负表示减产，相对气象产量为负值的年份作为减产率。模拟出趋势产量可得到减产率[10]。

将产量资料用式（2）直接得到减产率：

？驻Yi（%）=（Yi-Yi-1）/Yi-1×100（2）

式（2）中，i代表产量资料中的任一年，i-1代表为第i年的前一年。同样，Yi代表第i年的产量，Yi-1为第i-1年的产量，？驻Yi则为增减百分率，定义负值为减产率[11]。研究表明，相邻2年间，土壤类型、作物品种、农业投入相对稳定，单位面积产量波动的主要影响因子是环境气象因子。

1.3.3 板栗气象保险理赔指数风险评估。利用保证率方法[13]对设计的干旱保险理赔指数标准进行风险评估。保证率是指在某一时段内，某一气象要素超过（或低于）某一界限值的累积频率，用于说明该气象要素出现的可靠程度。

2 结果与分析

2.1 不同产量趋势模拟方式下的减产率

不同产量趋势模拟方法分离的气候产量结果可能不同，甚至截然相反，因此分离趋势产量得到准确的气候产量尤为重要，关系到农业灾害分析的准确性[14]。本文将分别采取直线滑动平均回归（5年）、多项式回归、多年平均值作为趋势产量、1.3.2中的式（2）中方法直接得到气象产量等4种方法得到气象产量，从而得到减产率（表1）。

从表1中可明显看到：不同模拟方式得到的相对气象产量有着很大的差异。18年中有13年出现了相反的结果。尤其是5年滑动回归后的相对产量值变化平稳，除了2014年、2015年，其余都在±10%之间，属于正常年景，没有丰歉年，与其他3种方法结果相差甚远。以减产明显的1999年、2012年、2015年为例，除了2015年得到的结果与其他3种比较接近外，其余2年差异较大，尤其2012年，其他3种方法得到的减产率在40%～50%之间，而经过滑动回归后的结果没有减产，这与实际显然不符，因此虽然其判定系数较高，但本文中将剔除其作为干旱指数的构建方案。其余3种方式增减产趋势基本一致，尤其是减产明显的3年。因此，将分别以此3种方式得到的减产率与关键时期的降水量进行统计分析，构建干旱气象理赔指数，选取最优方案。

2.2 降水量指数与不同模拟方式下减产率关系

将不同方式下的减产率与8月降水量逐一进行相关分析，得到回归方程及相关系数，结果如下：

Y=1.681×10-5x3-0.008 2x2+1.320 7x-67.890 8，R2=0.419 0（3）

Y=-3×10-5x2+0.010x-0.878，R2=0.563（4）

Y=-3×10-5x2+0.010x-0.817，R2=0.548（5）

式（3）、（4）、（5）分别为多项式回归模拟趋势产量、均值处理、相邻2年处理下的减产率与降水量指数的回归方程。式中，Y为减产率（%）；X为板栗干旱降水天气指数（mm）。其回归判定系数R2分别为0.419、0.563、0.548，均通过了α=0.05显著性检验，拟合程度较好，说明板栗减产与8月降水量多寡有很好的相关性。式（4）、（5） 2种方法拟合的结果基本一致，可选取式（4）建立降水量指数与减产率的回归关系。根据式（3）、（4）得到降水量指数与减产率的关系（表2）。

从表2中可看到，不同方式构建的降水量与减产率模型，计算出相同降水量下的减产率差别较大。以减产率5%来说，以统计回归模式下的降水量为80 mm，而均值方式下的则为120 mm，在同样无降水的情况下，二者的减产率分别是68%、86%，相差较多。

2.3 板栗干旱天气指数保险赔付触发值确定

在2.2研究中，分别得到了2种方式下的减产率与天气指数之间的对应关系，二者需选其一。将1981—2015年的8月降水量值作为干旱指数，进行保险盈亏测算。设定板栗的保险金额为500元/667 m2，费率6%，参照赔偿比例等于减产率[1]，以减产率5%作为起赔点，计算逐年赔偿额，统计多年赔偿额与保费收入的收支情况（表3）。

从表3可以看出，经过均值处理后得到的干旱指数与减产率模式（120 mm启动赔付），其35年的保费收入和支出相差85元，赔偿率37.14%，发生赔付年的平均赔偿金额为87.31元，其费率为6.5%，比政府和保险公司预期略高，但基本符合，也比较符合保险多年平衡法则。经过多项式处理得到的结果（80 mm启动赔付），其收入支出差650元，费率为2.3%，与预期相差甚远。因此，板栗干旱指数保险理赔标准采用模式（4）的结果。迁西板栗单位保险金额500元/667 m2，费率6%。当干旱天气指数（8月降水量）<120 mm时起赔，赔付标准见表4。

2.4 板栗干旱天气指数理赔风险分析

对迁西板栗干旱天气指数理赔标准逐段统计保证率，绘制保证率曲线图，为保险公司制定合理的理赔标准提供依据。各段降水量所对应的保证率即风险见表5。

迁西8月降水量<120 mm出现的几率是41.24%，2～3年出现1次；出现<50 mm的几率是2.11%，50年一遇。

3 结论与讨论

本研究以唐山市迁西县板栗为研究对象，在充分调研的基础上，利用对产量影响较大的8月降水量构建板栗干旱指数，通过统计分析气象资料、作物产量数据和生育期资料，得到了板栗减产率与干旱指数之间的关系，建立了降雨量赔付指数模型，设计了板栗干旱天气指数保险产品。

本研究设计的干旱天气指数保险产品具有以下特点：一是采用的产量资料来自于板栗生产大户，其优势在于生产管理、面积相对固定，避免了统计数据中的一些不稳定因素，设计出的产品比较客观、实际。二是以降水量构建的干旱指数保险产品简单明了，易于百姓理解，具有保险理赔操作方便、快捷，避免理赔过程中的逆选择问题，直接依据气象资料即可。三是本产品是依据迁西县气象站的资料分析而建立，板栗种植在全县均有分布，因此产品具有一定的地域性。为降低逆选择问题，可利用项目在板栗集中种植区域布设小气候自动观测站。四是在产品设计中，极端天气事件无法逐一考虑。例如，月降水分布不均，2012年迁西8月降水量162.1 mm，但8月1日的降水量就超过了100 mm，之后降水异常偏少，干旱严重，板栗当年严重减产。可建议保险公司将特殊情况下的干旱作为保险条款的补充，以保障合理性[15]。

产品在设计的过程中，没有考虑到坡向、海拔等环境因素的影响，会产生一定的系统误差，在今后的实际操作中通过实践将不断改进。气象指数保险是一种单灾种保险，对于多种自然灾害叠加发生的地区，仍以传统保险产品为主，气象指数产品作为补充。

4 参考文献

[1] 楼伟平，吴利红，姚益平.水稻暴雨灾害保险气象理赔指数设计[J].中国农业科学，2010，43（3）：632-639.

[2] RAPHAEL N K，HOLLY H W，DOUGLAS L Y.Weather-based crop insurance contracts for africancountries[C]//International Association of Agricultural Economists Conference，Gold Coast，Australia：2006.

[3] BARRY J B，OLIVIER M.Weather index insurance for agriculture and rural areas in lower-incomecountries[J].American Journal of Agricultuml Economics，2007，89（5）：1241-1247.

[4] PAULSON N D，HART C E.A spatial approach to addressing weather derivative basis risk：Adrought insurance example[C]//2006 Annual Meeting of American Agricultural Economics Association. Iowa State University，Ames，2006.

[5] VARANGIS P，SKEES J，BARNETT B.Weather indexes for developing countries[C]//Dischel R S.Climate Risk and the Weather Market. World Bank，University of Kentucky and University of Georgia，2005.

[6] HESS U，SYROKA J.Weather-based insurance in Southern Africa：The case of Malawi Agriculture and Rural Development Discussion[M].Washington，D C：The World Bank，2005：13.

[7] 婁伟平，吉宗伟，邱新法，等.茶叶霜冻气象指数保险设计[J].自然资源学报，2011，26（12）：2050-2060.

[8] 毛裕定，吴利红，苗长明，等.浙江省柑桔冻害气象指数保险参考设计[J].中国农业气象，2007，28（2）：226-230.

[9] 刘映宁，贺文丽，李艳丽，等.陕西果区苹果花期冻害农业保险风险指数的设计[J].中国农业气象，2010，31（1）：125-129.

[10] 杨太明，刘布春，孙喜波，等.安徽省冬小麦种植保险天气指数设计与应用[J].中国农业气象，2013，34（2）：229-235.

[11] 王健林，吕厚荃，张国平，等.农业气象预报[M].北京：气象出版社，2015：10-15.

[12] 刘小雪，申双和，刘荣花.河南夏玉米产量灾损的风险区划[J].中国农业气象，2013，34（5）：582-587.

[13] 罗汉民，阎秉耀，吴诗敏.气候学[M].北京：气象出版社，1986：231.

[14] 房世波.分离趋势产量和气候产量的方法初探[J].自然灾害学报，2011，20（6）：14-18.

[15] 宋连春，邓振镛，萧安祥，等.全球变化热门话题丛书：干旱[M].北京：气象出版社，2003.