低温冻害气象指数保险研究综述

□周军伟董 放 陈盛伟

低温冻害气象指数保险研究综述

□周军伟1董 放2陈盛伟1

随着极端天气事件的不断增加，低温冻害对我国农业生产造成的影响越来越大。为了减少低温冻害对我国农业及国民经济的影响，需要加强对低温冻害风险管理的学习和应用。作为国内外有效的风险转移及分散手段，指数保险克服了政策性农业保险存在的技术及管理难题。基于此，本文对低温冻害指数保险的相关研究进行梳理及评述，以阐述低温冻害风险管理的相关研究最新进展、实践和我国低温指数保险的研究现状，以期为我国的天气指数保险的发展和今后学术研究的方向提供有益的思路和参考。

低温指数保险；风险管理；低温冻害

一、引言

我国作为传统的农业大国，自然灾害频发，自然灾害的发生存在种类多、范围广、影响程度深、区域性强、季节性强及风险的集中等特点。而处于国家国民经济基础地位的农业，因其具有生产周期长、品种多、系统性风险大等特点，当遭遇自然灾害时，损失惨重。据统计，我国是世界上气象灾害最严重的国家之一，气象灾害损失占所有自然灾害总损失的70%以上。在全球极端天气不断增加的背景下，为了提高农业的抗风险能力、农民收入及促进农业规模化和产业化发展，我国不断加强对农业的扶持力度，其中一个重要的手段是农业保险。

自2004年，我国首次在中央“一号文件”中提出建立政策性农业保险制度的规定，其后连续十年在一号文件中都对农业保险进行引导和规范。但由于政策性农业保险自身的缺陷，使其面临着道德风险、逆向选择、保险费率难以确定及灾后损失难以确定等管理和技术难题(冯文丽，2003)。基于此，我国农业保险市场出现保险公司的供给不足及农户的有效需求不足的尴尬局面(庹国柱2002，2006)。

为了解决我国农险面临的问题，我国引入了以指数为风险转移的产品——天气指数保险。我国于2007年由上海安信农业保险公司推出首个气象指数保险；2008年，农业部与国际农业发展基金会、联合国世界粮食计划署在安徽省长丰县试点“农村脆弱地区天气指数农业保险”项目，并且根据当地气候设定了干旱和热浪热量指数。

在我国农业生产中，低温冻害与干旱、洪涝、飓风等成为影响我国农业生产的主要气象灾害之一。所谓低温冻害是指作物在生长期内受间断或持续的低温天气的影响，影响作物生长发育从而减少作物产量的一种气象灾害。它具有范围广、综合性及区域性强等特点。根据我国地少人多的国情，为了提高土地的利用率、挖掘耕地利用潜力，我国不断改革各地的种植结构和种植制度，土地的复种指数也不断增加，晚熟高产品种得到推广应用，一旦遭遇低温冻害，其影响和造成的损失也将更加突出。因此，加强对低温冷害风险管理的研究，对农业稳定和国民经济的发展都具有重大而深远的意义。

基于以上的分析，本研究通过对国内外关于低温风险管理及低温冻害指数保险的相关研究进行总结，以期为国内的进一步研究提供一定的理论基础和方向性指引。

二、气象指数保险与低温气象指数保险的研究进展

(一)国外的研究进展

在20世纪 20年代开始，日本、美国、德国等国家开始重视农业问题，这些国家相继制定出台了相关的农业保险法和农业保险条例。但在实践中发现，传统的农业市场面临由信息不对称造成的道德风险、逆向选择及系统性风险、依赖政府政策支持等弊端。为了消除这些弊病，国外的专家学者自20世纪30年代开始对农业保险进行理论研究。其中印度学者Chakravarti在20世纪30年代提出了指数保险概念，此后芝加哥大学的Harold Halcrow在20世纪40年代进一步完善。

指数保险一般分为天气指数保险和区域产量指数保险。区域产量指数保险最早于1952在瑞士提出并于1961年开始实施，其后加拿大魁北克省在1977年推出了区域产量保险项目；在20世纪90年代之后，美国国会委员会及农业部先后提出区域产量保险概念，并进行了区域产量试点计划即GRP(Group Risk Plan)项目，它是以县域产量作为赔付标准。1994年，美国27个州的1875个县采用了区域产量保险合同，保险产品涉及小麦、玉米、大豆、高粱、棉花、燕麦、饲料和花生7个主要农产品(Skees，1997)。

所谓天气指数保险是指通过将一定的气候灾害对农作物损害程度进行指数化，某一特定的指数对应一定的农作物产量和损害程度，而这种保险是以该指数为基础，当指数达到一定水平并对农产品造成一定影响时，投保人就可以获得相应标准的赔偿。Wright和Hewitt(1990)发现，使用私人来承担农业保险多重险的尝试均以失败告终。对于一切险、指定风险及多重险来说，指定风险保险在风险控制上效率更高(Skees，2008a)。Breustedt等(2008)以二级随机控制为指标，对Rayon地区的天气指数保险进行了评估，结果表明，相对于传统农业保险，天气指数保险能更有效地控制当地粮食生产中的天气灾害风险。针对个人产量保险与区域产量保险，Bougeon和Chambers(2003)认为以指数为基本变量的区域产量保险能有效的克服农业保险市场失灵、降低农业保险经营成本等问题。结合指定风险保险与区域产量保险的优点，Skees等(1999)认为将具有类似降雨特征的地区划分为一个区域，为该区域内产量与降雨量高度相关的农作物提供降雨量指数保险。并于2003年在印度进行了降雨量指数保险试验，结果表明，降雨量指数保险在当地具有较高的可行性(UNDESA，2007)。受到降雨量指数保险的启发，更多类型的天气指数保险(如洪水指数保险、干旱指数保险、季风指数保险等)被相继提出(Hess，2003)。2006年，Seeks等人开发了针对蒙古畜牧业的巨灾指数保险，并因此荣获世界银行金犁创新奖。

目前，天气指数保险已被越来越多的学者视为发展中国家应对天气灾害的有效替代方式，是发展中国家农业保险的发展方向(Hess等，2005；Molini等，2007；Manuamorn，2007)。根据Joanna Syroka(2007)的研究，农业气象指数保险在发展中国家经历了三个阶段。一是理论研究阶段(1997年-1999年)，该阶段主要从事研究发展中国家农村经济部门如何设计应用程序来试验气象指数保险；二是项目试点实施阶段(2002年-2006年)，在这段时期主要进行了2002年的墨西哥试验、2003年的印度试验、2005年的马拉维试验、2006年的埃塞俄比亚与粮食计划署试验；三是推广阶段(2006年-至今)，在该阶段国际社会不断加大对气象指数保险项目的投入，在国际农业发展基金会、世界银行及联合国世界粮食计划署等机构的倡导下，先后有涉及21个国家的6个灾难救助保险项目和19个国家的30个发展指数保险项目进行试点，其中包括1个加拿大和2个美国发展试点项目(国际农业发展基金会网站，2011)。

(二)国内的研究进展

在我国传统农业保险在实践中受困于管理和技术难题，为了解决这些难题，我国开始试探性引入天气指数保险，在对国内天气指数保险理论研究总结之后发现，我国对天气指数保险缺乏系统的研究，主要集中于天气指数保险的概念阐述、优缺点及在我国开展天气指数保险的可行性分析等方面。

庹国柱(2008)认为，与传统农业保险方式相比，气象指数保险的优点主要在于可以大大降低经营成本，可以有效地解决逆选择和道德风险问题。张峭(2008)认为由于天气指数保险具有标准化、透明性的特征，因此很容易在二级市场流通交易，具有可流通性好的特点。但同时，庹国柱(2008)天气指数保险具有明显的两个缺点，一是气象指数很难制定。国外比较成熟的天气指数保险产品也仅仅是用一种致灾因子来确定指数，但实际灾害的发生是由多种天气灾害造成的，但目前的技术手段达不到；二是缺乏公平性，即基差风险。由于指数的特点造成依据指数的赔付额和保险原本要抵御的实际损失之间的不完全匹配。基差风险可以通过保险产品的合理设计来降低，但不能被完全消除(World Bank，2006)。曹雪琴(2008)在国外天气指数保险时提到，天气指数保险不仅抑制道德风险、逆向选择，降低运营成本、分散风险等优点，并根据印度的成功经验提出建立专业化、有政府补贴的农业保险体系，同时致力于农业保险创新，在发送气象基础设施的基础上推出相关天气指数保险产品。

关于我国是否具备开展天气指数保险的条件，张峭(2008)认为我国已经具备开展天气指数保险的各项条件；霍治国(2008)也认为，现在是开展气象指数保险比较好的时机，各项设备完备。其后魏华林和吴韧强(2010)、陈盛伟(2010)及朱俊生(2011)等对发展农业气象指数保险的意义及针对具体试点提出改善指数保险试点运行的措施建议。

目前，国外研究最多的指数保险以防范旱涝灾害为主，由于指数包括对以往历史数据的要求，降雨指数保险是市场普及度最高、发展最成熟的天气指数保险品种。与其他发展中国家类似，旱涝灾害也是影响我国粮食生产的最关键因素之一，因此我国的降雨量指数保险产品最早试点。

三、低温冻害风险管理的研究

(一)农业风险管理的不同表述

关于风险管理的定义，最早由美国学者威廉斯和汉斯在他们著作的“Risk Management and Insurance”(1964)中指出：“风险管理是通过对风险的识别、衡量和控制而以最小的成本使风险所致损失达到最低程度的管理方法。”但是公认的风险管理定义为“风险管理是企业或组织为控制偶然损失的风险，以保全获利能力和资产所做的一切努力”(Marrison，2002)。根据国际清算银行(The Bank for International Settlements，BIS)的定义，风险管理的过程可以划分为4个环节：风险识别、风险度量、风险评级及报告、风险控制和管理。这里我们提到的风险管理主要涉及风险控制与管理。

丁少群和姚淑琼(2012)认为农业风险管理是指农业组织或农民个人为了降低农业风险损失及其影响而进行的管理决策过程。其目的是在分析农业生产过程中风险因素和风险事故的基础上，选择和采用适当的风险管理手段，通过降低农业风险发生的概率、降低损失程度或在实际损失发生后通过融资尽可能降低损失造成的不利影响等方式，力争以最小成本实现农业收入稳定化的效果。

(二)低温冻害防范方法

关于对低温冻害的管理和防范，我国的学者做了大量的研究。其中主要倾向于两个方面：一是工程技术工具，二是金融工具管理。

1.工程技术工具

(1)推迟开花时间

李健等(2008)在对陕西果树花期冻害防御研究中发现，认为结合以往的果树开花时间，通过果园覆盖、树干涂白、喷施防冻剂和果树生长剂等，推迟果树开花期，使果树开花期尽量避开当地终霜期降低果树花期发生冻害的强度和几率。杨书峰等(2010)认为在果树萌芽到开花前期间进行对果树灌水2-3次，可有效延迟开花2-3天。杨亚利等(2013)对宜君县春核桃冻害防御的研究发现，改良或引进耐寒品种、喷施抽干防冻剂能有效退后春核桃开花期，使其遭受冻害的频率和强度大大降低。

同时余卫东等，徐希德(2003)，黄海涛等(2011)也认为引进抗寒品质、喷涂防冻剂能有效推迟作物的开花时间。

(2)增强作物抗寒能力

周明蓉和穆彪(2008)在对贵州省冻害的研究中提出在预计低温冻害发生前使用水温较高的水灌溉农田能有效增强作物的抗冻能力，这样不仅会增大土壤热容量和导热率，使夜间土温下降缓慢；同时在水温下降时能释放能量，提高田间气温和地温，土壤湿度也增大，减轻夜间降温幅度。李健等(2008)认为对果树的冻害防御不仅仅要推迟花期的时间，同时也要增强果树自身的抗冻防寒能力，如冬春果园修剪、加强果树水肥管理和病虫防治，这些措施能强壮树体、增强树势，减轻灾害影响和损失。黄中艳(2009)在云南省冻害防御中提到加强气候预测预报工作、培育和选择耐寒的早熟作物品种、根据耐寒特性调整作物种植比例和种植业结构能有效的减轻冻害造成的损失。

相关的还有杜池坡(2007)，李健等(2008)，黄中艳(2009)，黄海涛等(2011)，王华林(2012)，杨亚利等(2013)对不同地区不同作物研究发现，运用多种防冻措施如大棚法、覆盖法、适时灌水或喷水法、烟雾法、扰动法、加热法和抗菌素防御法等能有效增强作物的抗旱防冻能力。

(3)冻害发生后的补救措施

李健等(2008)，杨书峰(2010)，禤玉行(2010)等认为在低温冻害不可避免的对果树造成伤害时，为了减轻灾害损失需要积极做好补救措施。如针对灾害发生程度，通过清除受冻花、枝，灌水施肥，人工授粉，喷药防病虫等综合补救措施。

2.金融工具管理

为了做好作物灾害的防御，不仅需要工程技术方面的措施，同时也要通过各种金融保险手段进行完善灾害防御。

农业风险管理的目的主要是降低风险损失，扩大风险收益。Changnon(2007)认为传统的农业保险、根据以往历史数据重新设计业务、在规划运行中应用气候的预测及使用新型的风险产品是防范天气风险的主要措施。魏华林等(2011)认为可以借鉴国外经验建立承保多种气象灾害的保险，如一切险、多种气象灾害险，涉及灾害包括暴雨、洪水(行政行蓄洪除外)、内涝、风灾、雹灾和冻灾等气象灾害，并且坚持政府主导商业保险公司参与的模式。针对巨灾风险，可以借鉴美日经验，建立巨灾再保险和巨灾债券化来转移和弱化巨灾的危害性(邹小红，2009)。程静(2012)、曾小艳(2013)认为根据天气风险的分类可以采取针对性的措施，一类是用天气指数保险对低发生率、高风险性的灾害性天气风险进行风险管理；另外一种用天气衍生品对高发生率、低风险性的非灾害性的天气风险进行风险管理。

四、低温冻害气象指数保险产品的研究

根据Joanna Syroka(2007)对农业气象指数保险发展划分可知，早期对气象指数保险产品在发展国家中多应用于干旱、洪涝及病虫害等，而对低温冻害研究较少。由于我国是世界重要的经济作物种植和生产大国，经济作物是当地农民的主要收入来源之一，气象灾害严重威胁农民收入。通过对影响作物产量的因素分析发现低温对作物产量的影响最大，目前我国学者对低温冻害方面的研究主要集中在柑橘、苹果和茶叶等经济作物。

低温指数保险产品的设计核心是在气象灾害与相关损失之间建立精确的计量模型，其首要解决的问题是作物产量与最低温度的关系，然后依此确定低温指数的损失率、理赔指数和保险费率等。

我国最早对低温气象指数的研究始于2007年，毛裕定和吴利红等(2007)根据浙江省年极端最低气温、柑桔主产区历年最低气温变化及柑桔冻害灾情进行结合，以柑桔冻害气象指数作冻害保险赔付标准的保险模式。

娄伟平和吴利红等(2009)通过综合区域产量指数保险和气象指数保险的优点对影响浙江省柑橘产量的气象灾害进行分析。针对影响柑橘产量的主要因子进行权重分析确定低温冻害为影响柑橘产量的最主要因子，并根据柑橘产量数据和气象数据确定浙江省柑橘历年气象产量，按照柑橘气象产量序列分离方法及冻害等级，最后计算出作物相对气象产量作为灾损率。这样通过灾损率与对应低温灾害指数的关系和时空分布情况，以年为时间序列从比较宏观的角度完成了低温灾害定损。

刘映宁和贺文丽等(2010)在结合苹果花期冻害气象预警指标、灾害资料及低温强度对陕西苹果花期冻害风险进行等级划分，结合苹果花期冻害气象预警指标和灾害调查资料，依据低温强度，提出陕西苹果花期冻害农业保险的三个等级，结合保险原则计算出各果区合理的参保等级，同时根据参保风险指数指标和该地区所包含的风险等级进行风险区划。

娄伟平和吉宗伟等(2011)为了得到浙江省茶叶经济损失率与其遭受的最低气温之间的关系，对浙江省主要的几大茶场的物候资料、茶叶产量及经济产出进行调研。为了所需资料不足等问题，首创性的运用支持向量机法，结合历年气象、气候资料，确定出现不同等级霜冻对茶叶经济产出的影响，同时通过计算霜冻的概率分布确定茶叶经济损失概率分布，采用极大似然法对多种分布模型进行参数估计。筛选出比较符合要求的参数分布模型，以此确定风险概率分布。在制定保险费率时，通过保险损失的期望值确定其纯保险费率，最后并具体应用到浙江省各大主要茶场。

郑小琴等(2011)对影响漳州市热带水果产量最大的低温冻害灾害进行研究，通过对漳州市近40年的极端最低气温及其平均值的范围进行划分，确定冻害的等级。通过分析漳州市45年的年极端最低气温以此确定冻害发生频率及冻害等级，针对没有监测站检测的果区可以应用地理因子推算出无观测站的年极端最低气温并做出漳州市极端最低气温分布图，并推算出极端最低气温平均值模型，最终初步提出以极端最低气温作为台湾热带优良水果冻害的气象保险指数。

殷剑敏等(2012)在研究蜜桔冻害时以江西省南丰市的蜜桔产量的影响因素为研究对象，根据蜜桔产量与树龄、大小年的关系，分离出相对气象产量，明确蜜桔冻害指数，确定冻害的气象指标及对应的减产率，设计南丰蜜桔冻害保险指数。同时根据蜜桔减产率和气象指标的关系，应用极值理论分析导致灾害的气象风险尾部分析，确定冻害指数发生概率，计算得蜜桔冻害保险费率，并设计南丰蜜桔气象指数保险合同。

毛裕定和吴利红等(2007)、娄伟平和吴利红等(2009)、刘映宁和贺文丽等(2010)、娄伟平和吉宗伟等(2011)、郑小琴等(2011)及殷剑敏等(2012)均通过对影响作物产量的气象因素分析得到低温冻害为影响当地研究作物产量的主要因素，根据历年气象、物候及产量等资料确定冻害风险等级及风险区划，其后根据冻害等级与产量损失的关系确定相应的理赔标准，但均存在一些不足。其中毛裕定等(2007)等人虽有效选取低温冻害为影响浙江省柑桔产量的主要因素，但并没有根据历年柑桔产量计算出柑橘的相对气象产量。通过历年气象资料计算出浙江省各地出现年极端最低气温的概率，但却没有计算低温冻害气象指数出现的概率。同时也没有具体量化灾损率与低温等级的关系，并且缺乏保险费率的厘定等。娄伟平等(2009)在文中也并未对低温冻害造成的产量损失率进行深入探讨，并且缺乏保险费率的厘定及等。刘映宁等(2010)虽然对陕西果区冻害风险等级及参保等级进行区划，但缺少这两者的具体化，同时也没有量化冻害造成的灾损率。娄伟平等(2011)只是单一的考虑了影响茶叶产量的最低气温值，没有兼顾考虑各种因素对茶叶遭受霜冻害程度的影响，同时对费率厘定及区划等缺乏讨论。郑小琴等(2011)虽然将漳州市果树减产率与冻害级别建立数量关系，但缺乏合理的计算，同时也缺乏对保险费率的计算。

通过对以上各个学者对我国低温冻害的研究发现，对于作物气象产量的考虑很少，有一些学者只是对趋势产量进行计算，而没有深入考虑对作物产量具有重大影响的具体单因子。而在考虑众多影响作物产量的因子时，没有计算其各自所占的权重，只单单的忽略其他因子，只考虑低温对作物产生的影响。在低温冻害灾害进行分级的时，虽然结合了作物减产率或损失率，但在计算其发生概率时却只是单纯的概述，没有建立合理的数理关系进行计算和求证。最后在对保险费率计算时，一些学者只是认为保险费率等于作物损失期望值，这样不仅不严谨而且缺乏对保险费率的修正。

五、结语

对气象指数保险的发展历程梳理发现，世界各国主要实践以防范旱涝灾害为主的天气指数保险，而对低温冻害方面的研究较少。同时在现有的低温冻害防范上大多采用工程技术手段，而对如何运用金融工具加强对低温冻害的防范值得深入探讨，因为这直接影响到相关农户对天气指数保险的需求。在低温冻害气象指数保险产品研究中，我国学者大多停留在单纯的产量与冻害级别对应关系上，缺乏必要的数理关系的计算和求证，因而无法构建出最低气温与作物产量损失率之间的数学模型，同时在产品费率厘定中没有考虑基差风险及其套期效率。

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2013-12-02

1.山东农业大学经济管理学院，山东泰安，271018；2.山东省果树研究所，山东 泰安，271000

周军伟(1988- )，男，山东淄博人，山东农业大学经管学院硕士研究生；研究方向：农业保险；陈盛伟(1971- )，男，山东青州人，管理学博士，教授，本文通讯作者；研究方向：农业保险与农业风险管理。

F840.66

A

1008-8091(2014)01-0073-06