福清一都枇杷冻害气象保险指数的研究和应用

陈源高 汤巧秀 吴扬春 严 娟

(福清市气象局，福建 福州 350300)

1 概述

一都枇杷是福清市的特色水果，是鲜水果地理标志产品。一都镇位于福清市西北部山区，是福州市枇杷主产区，区域内枇杷种植面积约5万亩，年产枇杷近3万吨。一都镇气温日差较大，雾日较多，有利的气候特点和酸碱适度的肥沃土壤使得一都枇杷早中晚熟品种门类齐全；枇杷以果大色艳、肉厚汁多、味美爽口而驰名[1]。但冬春季的低温冻害等气象灾害对枇杷产量和品质影响较大，在灾害严重的年份，果农经济损失巨大。

农业保险能减少气象灾害风险对枇杷生产的负面影响，稳定果农的经济收入，促进枇杷产业的健康发展。2018年，福清一都枇杷农业保险被提上议事日程，而农业气象指数保险作为一种新型的风险分摊机制，具有运营成本较低、流通性强、承保理赔较简单等特点，受到了各界的关注和重视[2]。农业气象指数保险是指把一个或几个气候条件(如气温、旱涝、风速等) 对农作物的损害程度指数化，每个指数都有对应的农作物产量和损益，保险合同以这种指数为基础，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[3]。2007年以来，我国很多省份先后开展了粮食作物、水果等经济作物的农业气象指数保险业务，而福建省尚处于起步阶段。本文通过对福清市一都镇枇杷冻害气象指数保险时段的选取，确定冻害气象指数保险指标、保险理赔触发值，枇杷冻害气象指数保险赔付比例设计，枇杷冻害气象指数保险经营模式以及保险产品的推广应用等进行研究分析，以期为今后各地开展农业气象指数保险业务提供参考。

2 资料及来源

2011—2018年一都镇风力、最低气温(Td)气象观测资料来自福清市气象局，2018年12月～2020年2月一都镇7个站点Td资料来自福清市气象局布设的区域自动气象站的观测资料；枇杷灾情资料主要来自实地调查和福清市农业农村局的统计资料。

3 结果与分析

3.1 枇杷冻害气象保险指数选取

农作物在不同时段甚至同一时段并非只遭受一种气象灾害。但是，限于技术因素，目前中国还少有完善的关于多因子气象指数保险的产品设计，而是多为气象灾害因子分布稳定且一定条件下造成的农作物损失较为确定的单因子气象指数保险产品[4]。福清一都枇杷保险承保单位中国人民财产保险股份公司福清支公司表示，选取枇杷气象保险指数应尽可能简明、易懂，理赔便于操作。

根据陈家金等对福建省枇杷气象灾害综合风险评估的研究，枇杷致灾危险性对综合风险的影响最大,起主要作用，且危险性主要来自花果越冬期(12月～次年2月)冻害和果实发育期(1～5月)的风害，旱害危险性较小[5]。一都镇位于福清西北部山区，风力相对沿海地区偏小，普查一都镇气象观测资料，统计2011年—2018年1～5 月的6级以上极大风速情况：1月、2月6级以上极大风日数较少，8年累计仅6d和7d；3月、4月和5月为16d、15d和23d，说明冷空气影响一都的风力较小，春季对流性天气引起风力稍大；但8年1～5 月累计6级以上极大风日数仅占5.5% ，且均未出现8级以上大风，说明一都枇杷风害影响较小；而一都枇杷主要气象灾害为花果越冬期(12月～次年2月)的低温冻害，这与走访果农调查了解的枇杷主要致灾因素相吻合。因枇杷花期耐寒能力较强，故选取一都枇杷幼果越冬期作为保险时段，以极端低温(Td)作为表征枇杷低温冻害的气象指数，设计单因子气象指数保险产品。

3.2 枇杷冻害气象指数保险赔付比例设计

福清一都枇杷冻害气象指数保险，是基于过程极端低温(Td)指数来设计保险方案，将过程极端低温(Td)下降引起枇杷受冻害程度进行分级指数化，其与枇杷产量损失有一定的对应关系，当设定的过程极端Td指数达到保险合同约定的理赔触发值时，即认为低温冻害对枇杷产量造成了损失，保险公司根据保险合同约定的赔付方案对枇杷果农进行赔付。因此，造成枇杷冻害的气象指数保险触发值，即过程极端低温(Td)阈值的设定是一个关键。

3.2.1 极端最低气温分析

普查整理福清一都镇区域自动气象站2011年—2018年12月～次年2月的逐日Td资料，结果表明，一都镇Td≤4℃的霜冻日数较多，共计118d；Td≤0℃的结冰日数大多数年份都有，但日数不多，为25d；Td≤-1℃ 有11d，其中Td≤-2℃的很少，仅5d，分别为：2014年1月23日为-2.5℃，2016年1月25日和26日均为-2.3℃，2018年2月6日为-3.8℃、7日为-3.0℃，期间的Td极值为2018年2月6日的-3.8℃。

3.2.2 枇杷幼果冻害等级指标分析

根据陈惠等对枇杷幼果冻害低温等级指标确定的研究结果[6]，结合设置在一都镇善山村山坡地枇杷园5 个小气候观测点的平行观测，再结合枇杷幼果冻害低温箱试验，根据5个观测点的百叶箱内极端最低温度与枇杷幼果的褐变情况，确定减产率，在实地观测试验和枇杷幼果冻害低温箱试验中，根据低温条件和枇杷幼果种子及果肉褐变程度，分析得出试验结果，并用枇杷主产区历史产量资料进行分级指标的初步验证，最终确定以百叶箱内-1.0℃为幼果受冻害临界温度，确定枇杷幼果冻害的轻度、中度、重度、极重冻害低温指标分别为：-2.5℃

通过分析低温箱试验研究低温持续时间与枇杷受冻害程度的关系，结论是低温持续时间超过3d，冻害等级提高一个等级，由于福清市位于东南沿海，冷空气到达本地已明显减弱，最低气温多出现在晴冷天气的夜晨。随着冷空气继续东移南压，气温很快回升，明显低温过程较难持续3d以上。根据一都镇2011—2018年的低温资料，最强的低温年份2018年和2016年明显低温过程也仅持续2d。因此，为便于理赔操作，一都枇杷冻害保险气象指数的设计仅考虑过程极端低温(Td)的指数分级，暂时忽略低温持续时间的影响。

3.2.3 枇杷冻害气象指数保险赔付比例及保费设计

因一都镇的历史气象观测资料年代较短，通过福清气象站的日极端最低气温(Td)观测数据订正得到一都镇1998年—2010年12月～次年2月的日极端最低气温数据，来延长一都镇的日低温(Td)序列。将2011—2018年每年12月～次年2月的一都镇自动气象站日最低气温与福清气象站进行对比，统计得出平均差值，一都镇的日最低气温比福清气象站平均低2.3℃。根据两地低温实际情况分析，平均之后的差值仅2.3℃，用来订正一都镇的最低气温，会比实际低温冻害天气的日最低气温明显偏高，因为一都镇在阴雨天气下低温和福清气象站差值较小，而晴冷天气差值较大。因此，采用一都镇Td≤6℃的情况来统计，得到平均差值约为4.0℃，这样对订正得出的晴冷天气也是造成低温冻害的主要天气的日极端最低气温会较接近真实情况。

采用平均差值订正得到的一都镇1998—2010年12月～次年2月的日最低气温数据，与2011—2018年一都区域自动气象站的实况观测资料组成较长的日最低气温数据序列，选取每年的极端最低气温(图1)；并结合枇杷幼果冻害的轻度、中度、重度、极重冻害低温指标，可见1999—2018年，无冻害有9年，轻度冻害有6年，中度冻害有4年，重度冻害有1年，无极重冻害年。

图 1 1999-2018年一都镇年极端最低气温曲线图

从图1可以看出，一都镇1999年/2000年、2004年/2005年、2010年/2011年和2013年/2014年、2017年/2018年冬季极端最低气温均≤-2.5℃，属中到重度冻害年，实际冻害也很严重，基本相符。根据2005年1月1～2日低温霜冻过程灾情调查,一都枇杷受冻害严重，低洼地1.2万亩及靠山顶的 0.7万多亩枇杷基本绝收，山腰中部的2万多亩枇杷损失60%～70%，全镇损失率达80%以上，直接经济损失达5000万元；2018年2月6～7日低温霜冻过程导致一都镇枇杷冻害受灾4万亩，绝收2万多亩，果农损失严重；2016年1月25～26日的低温霜冻过程，极端最低气温为-2.3℃，仅达到轻度冻害指标，但当年一都镇枇杷冻害受灾3.6万亩，绝收1.9万亩，损失上亿元，实际灾情偏重，可能与12月至1月持续的阴雨寡照天气之后的枇杷受冻特别严重有关。

枇杷冻害气象指数保险赔付比例，是针对福清一都枇杷幼果越冬期(12月～次年2月)低温冻害造成枇杷减产而设计的，因此，将保险时段设置在12月1日至翌年2月28日或29日，以极端最低气温作为冻害保险气象指数，以幼果受冻害临界温度过程Td≤-1.0℃作为保险事故发生的气象指数理赔触发值。福清市气象局根据布设的七个自动气象站的经纬度和海拔高度进行分析，发布《关于福清一都枇杷冻害气象指数保险理赔适用气象观测站点的通知》，明确保险事故发生后各村赔偿所用Td数据的适用气象观测站点，并指定设备故障时代替的站点：一都镇善山村使用善山村1(谷底)和善山村2(山腰)两个站点日最低气温平均值，若其中一个站点出现故障，则使用另一个站点资料。普礼村使用普礼村一个站点日最低气温值，若出现故障，则使用一都镇站点资料。后溪村使用后溪村一个站点日最低气温值，若出现故障，则使用善山村1站点资料。东山村使用东山村1(谷底)和东山村2(山腰)两个站点日最低气温平均值，若出现故障，则使用一都镇站点资料。王坑村使用一都镇一个站点日最低气温值，若出现故障，则使用东山村1站点资料。一都村使用一都镇一个站点日最低气温值，若出现故障，则使用东山村1站点资料。考虑到保险公司和一都镇政府均认为过程极端最低气温达到气象指数分级指标即赔付，可能会造成枇杷实际未受灾也得到理赔的情况，为了避免这种基差风险，有利于这项保险业务的持续开展，所以在理赔处理条款中增加了有关条款，当出现Td≤-1.0℃的低温过程，要多部门会同抽样现场查勘，确定造成冻害损失的开展全面理赔，且保险期间内，如发生多次损失，则选取损失金额最高的一次作为最终理赔值赔付一次。因此，设计的气象指数分级指标适当缩小跨度，分为5个等级，各对应一定的赔付比例和赔付金额(表1)。

根据对果农的调查，丰收年枇杷亩产值可达到4000～5000元/亩。枇杷冻害按最高可导致减产70%计算，则冻害最高导致枇杷损失约3150元/亩(4500×70%)；选择65%的保障水平，保险金额定为2000元(3150×65%≈2000)。每亩赔付金额=每亩保险金额×赔付比例。

表1 一都枇杷冻害气象指数保险赔偿比例限额

通过计算，发现福清一都1999—2018年平均发生赔付概率为30.7%，发生赔付年份的平均赔付金额为614元/亩，福清一都枇杷冻害气象指数保险保费约188元/亩。从鼓励果农投保出发，保险公司确定最终保费为160元/亩。

3.3 枇杷冻害气象指数保险经营模式

一都枇杷气象指数保险的实施由福清市政府和一都镇政府牵头，人保财险福清支公司承保，福清市农业农村局和气象局参与。枇杷果农按约定的符合规范管理，生长正常，且种植5年(含)以上的枇杷，通过村集体和专业合作社统一组织投保。按鼓励果农投保，试点先行的优惠办法实施，每亩保险金额2000元，保险费率8%；省级财政承担20%保费，市级财政承担20%保费，县级财政承担30%保费，农户自交30%保费，通过政府各级财政对一都枇杷保险参保果农的保费补贴，减轻果农的经济压力，提升了果农的参保积极性。

为了保障一都枇杷冻害气象指数保险项目得以更好地实施，使枇杷果园极端最低气温的观测更具有代表性，真实反映小气候的影响，降低基差风险，在一都镇布设了7个自动气象站进行加密观测(见表2)。观测收集的气温资料，作为一都枇杷冻害气象指数保险的赔偿依据，同时进一步验证和调整枇杷冻害气象指数及保险赔付比例。

表2 福清一都枇杷保险气象观测站点信息

同时为了减少投保户的枇杷寒冻害损失，福清市气象局在低温过程来临前发布预警预报，及时向果农传递低温预警信息，低温过程中及时通报低温数据；一都镇政府及时了解枇杷冻害情况，各方相互协作，共同推进枇杷保险的实施，服务果农。冻害发生后，依靠气象部门实际测得的气象数据，来计算赔付金额，降低了保险公司查勘定损的成本，同时气象部门作为农业保险公司和投保户以外的第三方，以其提供的气象资料作为理赔标准，起到客观、公正的作用；在同一农业保险风险区内，所有的投保人以同样的费率购买保险，当灾害发生时获得相同的赔付，有利于控制信息不对称导致的道德风险和逆向选择问题[7]。

3.4 枇杷冻害气象指数保险推广应用

3.4.1 枇杷冻害气象指数保险落地应用

一都枇杷冻害气象指数保险于2018年12月首次试点签约，共有4个村(善山村、后溪村、普礼村和一都村)合计158户投保，承保面积2437亩； 2019年11月，果农签约面积较2018年成倍增长，共有5个村(善山村、东山村、普礼村、一都村和王坑村)合计357户投保，承保面积4748亩。枇杷冻害气象指数保险项目保费政府出大头，果农出小头，由政府各级财政缴纳70%的保费、农户缴费30%，平均一棵枇杷树农户只需缴纳1元保费，冻害发生时即可获得一亩最高2000元的赔付保障。两年投保期间，一都气温总体偏高，未达到日Td≤-1.0℃，实际也未出现枇杷冻害，枇杷大丰收，果农用微小的保费支出获得了无后顾之忧的安心。

3.4.2 枇杷冻害气象保险指数验证

本文收集了福清一都枇杷保险气象观测站点2018年12月～2019年2月和2019年12月～2020年2月两年枇杷幼果越冬期的低温数据，发现第一年较强的低温过程有2 次，第二年较强的低温过程有3 次(表 3)。由表 3可知，每个较强低温过程各站点中均以善山村1的Td为最低，这与其位于山谷底部，冷空气下沉聚集，山区谷地气流不畅，晴冷天气夜间低层大气辐射降温强烈有关；一都镇和东山村1站点因地势较开阔，且处于镇区、一都溪和东山溪附近，Td相对善山村1略高一些。而从善山村1(谷底)和2站点(山腰)以及东山村1(谷底)和2站点(山腰)的Td对比得出，山腰最低气温均高于谷底，是山区坡地逆温的结果[8]。一都枇杷保险气象观测站点两年观测数据的分析，也将用于调整理赔适用气象观测站点设备故障时代替的站点。

表3 2018—2020年冬季一都枇杷保险观测站点的极端低温(℃)

2018年/2019年、2019年/2020年冬季气温总体偏高，福清一都枇杷保险气象观测站点仅在2020年1月30日～2月1日的低温过程中，善山村1和东山村1出现1d的Td≤-1.0℃的低温天气，分别为-1.7℃和-1.3℃，晴好天气夜晨辐射降温明显，低温出现在早晨，白天气温回升快，从一都镇了解的情况看，枇杷未造成明显冻害。而在保险产品实施前各方的讨论中，均认为受灾后赔付很难界定谷底、山腰和山顶的分界线，因此制定善山村和东山村赔付时气象指数适用站点以谷底站和山腰站的Td平均值为准。而这次低温过程，善山村和东山村两个站点平均Td未达到Td≤-1.0℃。

从以上的实测低温数据和枇杷受冻情况跟踪看，以Td≤-1.0℃作为福清一都枇杷冻害气象指数理赔触发值有较好的代表性，但因善山村和东山村山腰Td平均较山谷偏高2℃和1.2℃，善山村和东山村使用山谷和山腰两站点Td平均值，可能更不易达到理赔触发值，而低温若较低时谷底枇杷实际可能出现冻害。这一点和两年均未出现的更低等级的气象指数与冻害对比情况，都需要继续在今后的保险实践中进行验证和调整。

4 结论与讨论

本文以福清一都枇杷为保险标的物，选取枇杷幼果越冬期(12月～次年2月)作为枇杷冻害保险时段，采用极端最低气温(Td)作为枇杷冻害保险的气象指数，确定以Td≤-1.0℃作为枇杷冻害保险事故发生的气象指数理赔触发值，分5级进行枇杷冻害气象指数保险赔付比例的设计，并确定出枇杷保险160元/亩保费及2000元/亩保险金额。枇杷冻害保险的气象指数产品的设计较为客观，并已落地应用，减少了传统农业保险查勘定损的人力、物力成本，降低了保险的逆向选择和道德风险。

福清一都枇杷冻害气象指数保险经营模式是：以市、镇两级政府牵头，人保财险福清支公司承保，农业农村局和气象局参与实施；保费由省市县三级政府共同承担，由政府缴纳70%的保费、果农缴费30%，平均一棵枇杷树农户只需缴纳1元保费，冻害发生时最高可获得一亩2000元的赔付，将有效降低果农因灾致贫、因灾返贫的风险，切实提高农户种植枇杷的积极性。

枇杷冻害气象指数保险产品已在福清市一都镇落地应用两年，通过布设加密的气象观测站点来获取气象数据，作为理赔依据，有效降低了气象指数保险产品的基差风险，但山区坡地逆温等因素可能造成基差问题，仍有待在今后的保险实践中进行调整解决。