农业天气指数保险试点研究及产品设计——以云南省水稻干旱指数保险为例

张 悦 杜春婷

（南京审计大学 江苏南京 211815）

引言

我国是一个农业大国，农业是国家的命脉，也是国民经济的命脉。党的十九大明确指出，三农问题是我国经济社会发展的主要问题，在决胜全面建成小康社会的历史阶段，确保农产品产量是提高经济效率的最有效的途径。但我国的农业产业发展水平不高，经常受到自然灾害、动植物病虫害等的影响，为了弥补农业自身的脆弱性，农业保险应运而生。

传统农业保险从特定气象条件对特定标的物的影响出发，有针对性地弥补被保人因气象灾害造成的损失。我国农业生产地域分散，查勘定损的成本高、时间长，逆向选择和道德风险问题较为严重，给农业保险的风险度量带来很大的困难。基于损失赔偿的保险方式具有诸多弊端，限制了农业保险的发展，创新型的指数保险成为一种非常有前景的替代方案，受到各界的广泛关注。天气指数保险是指把若干气候条件（如气温、降水以及大风、冰雹等灾害性气象）对农产品造成的损害和损失指数化，当指数到达保险产品触发值的情况下，就给予农户经济补偿的一种保险。早在20世纪90年代后期就有了天气指数保险，并且已经在国外进行了普遍应用和实施，取得了良好的效果。我国引入天气指数保险的时间较迟，虽然天气指数保险目前在我国尚未普及，但今后该产品会在我国有更广泛的试点应用。

云南省是农业大省，全省种植面积为1564.6万亩，排名西部第二。近年来，云南省的水稻单产显著提高，在全国水稻总产量中占据很大比例，云南省水稻尤其是优质水稻销量一直供不应求。云南省也是农业保险大省，2019年上半年全省农业保费收入达到20.45亿人民币，提供了3285.37亿元的风险保障，使95.73万户农民受益，同年云南省GDP总额超过一万亿元，农业的占比达到26%。近几年，云南省农民对保险的需求越来越大，农业风险保障额从2009年的57亿元增长到了2019年的1303亿元，增长了近23倍，传统的农业保险已经不能满足巨大的市场需求，因此新型天气指数保险在云南省的试点工作值得探究。

一、文献综述

（一）国外研究现状

Joanna Syroka（2007）总结了天气指数保险发展的三个阶段：第一阶段是1997-1999年，探求天气指数保险在农村农业方面实行的必要性和可能性，展开前期相关调研工作；第二阶段为2002至2006年，墨西哥、印度、马拉维、埃塞俄比亚等国家先后试点了天气指数保险；第三阶段为2006年至今，天气指数保险的试点范围不断扩大，试点标的扩充，天气指数保险的试点工作在更多的国家和地区开展。对于天气指数保险开展条件的研究， Mark Wenner和Diego Arias（2005）认为天气指数保险必须通过可靠的历史数据、必要的机构支持系统、成功的销售手段以及保险公司正确的法律和监管才能发挥作用。World Bank（2006）认为，由于气象学的发展，天气数据易于分析获得，可以通过各地气象站获得准确、长期、可靠的气象数据，因此为天气指数保险的设计提供了基本数据来源。关于天气指数保险优势的研究，Barnett（2008）认为对于风险而言，可以采取风险削减、风险转移和风险保留的措施，天气指数保险是有效的关于解决严重天气事件带来的风险的有效产品。Breustedt（2008）通过在Rayon地区的试点得出天气指数保险相比传统的农业种植类保险，在弥补气象灾害方面可以起到更好的效果。关于天气指数保险指数选取和设计，Hess（2002）认为准确良好的气象数据、识别农户为最终客户的档案、发展组织的简易化流程、良性的监管框架和一个风险转移机制是天气指数保险需要的五个因素。Michael T. Norton（2013）通过比较天气指数保险的保费支出在相邻地区的不同，得出了应当在空间地理特征差异，如观测站之间的高度和经纬度差等的基础上量化天气指数保险的风险的结论，并指出在一个高度相关的区域内，可以将多个象站放在一个保单中进行承保。Tobias Dalhaus（2018）提出了一种新的方法来考虑生长阶段在时间和空间上的发生日期和变化，并检验它们的风险降低潜力，从而降低基础风险，并以德国冬小麦为研究对象，研究了小麦开花前后关键生育期的干旱风险。Hill, R和Kumar, N（2020）介绍了在印度奥迪沙州进行的两个农业风险管理的田间试验，即耐旱水稻品种和补充性的天气指数保险产品，结果表明尽管价格敏感性很大，但两种产品的需求水平较高，这表明降低风险管理成本的公共投资足以刺激保险需求，而不必过度依赖政府补贴，如果被保险人在第一年获得了保险赔偿，在第二年会倾向于连续购买农业保险。

（二）国内研究现状

曹雪琴（2008）认为因为天气指数保险能够保障农业生产的顺利进行而得到了农业生产者的广泛支持，再加上政府和农业经济部门的支持，农业天气指数保险未来发展会十分迅速。庹国柱、张峭（2008）指出天气指数保险的缺点在于指数难以制定，印度、马拉维等国家制定的都是单一天气指数保险，而多种天气组合的综合指数保险难以制定，并且存在同一区域面临相同风险的农户得到赔偿不公平的问题。

关于现阶段我国天气指数保险面临的主要问题的研究包括：第一，气象站建设问题。我国气象站建设不足，数据收集匮乏（陈盛伟，2010）；第二，产品单一。以降雨量、温度等单一变量作为标的，不符合农作物生长的客观需求，也容易造成基差风险（高蓉蓉，2014）；第三，由于天气指数保险的设计较为复杂、存在基差风险、推广成本大等原因，保险公司开展和推广天气指数保险的动力不足，产品覆盖范围不广（牛浩、陈盛伟，2015）。

天气指数保险在国内发展较晚，因此国外关于天气指数保险方面的研究较国内更为成熟。国外的研究主要包括天气指数保险在各国的发展状况及效益评估研究、全球变暖对天气指数保险的影响研究以及新保险产品设计的方法和配套政策研究；国内的研究主要停留在对天气指数保险的基础性介绍、国外开展该保险的经验研究；该保险的产品设计方法研究以及促进该保险发展的政策建议研究，相对来说缺少针对现有保险的效益评估以及产品改进方式方法的研究，同时还缺少具体可实施的保险合同细节、合同配套制度、政策及法规等细节研究。

二、发展中国家天气指数保险试点与借鉴思路

印度是最早将天气指数保险推广并具有较大商业规模的国家。印度是极度依靠农业发展的国家，约有60%-65%的劳动力从事农业生产，而且类似于土地改革之前的中国，印度的贫富差距巨大，占农业人口1%的富农拥有将近15%的土地，而占农业人口50%的贫农只拥有1%的土地，更有总数35%的农户为无地农，这些处于平均线以下的农户种植的农产品更易受到季风气候带来的高温和干旱影响。为了解决这一问题，印度在2003年以花生、蓖麻等作物为保险标的，推广了天气指数保险计划（WBCIS）和国家农业保险计划（NAIS），将贷款和保险结合起来，为试点地区提供保费补贴，中央财政补贴比例50%，农户自缴的部分低于10%。

墨西哥的天气指数保险主要被用来为旱地农作物提供保障，针对的农作物主要有玉米、大麦、豆子和高粱，其中以玉米为主。由于缺少私人部门保险提供者以及灾害救济基金的预算过高，该国的天气指数保险由政府通过农业部直接进行管理，并由国有保险公司（AGRO-ASEMEX）提供。该项目于 2002 年开始试点，2003 年正式实施，目的是保障种植面积少于 20 公顷的小规模农户的利益。

埃塞俄比亚天气指数保险的试点方案由该国政府和联合国粮食与农业组织于 2006 起开始推行，世界银行也对该试点进行了指导。干旱指数保险基于来自全国各地的气象站和作物水分平衡模型读数开发，保费由世界粮食计划署主要捐助者提供，由再保险公司AxaRe提供再保险。

根据已有的天气指数保险产品可以得出一些经验。比如首先需要判断地区的气象条件和作物种类，只有与天气情况具有密切相关的作物才适合天气指数保险；在制定指数的时候，应该选择方便观察、客观而且可以持续报告的指数，要在发生灾害天气时易于核查；同时，需要制定合理的触发值、拥有能准确及时提供气象数据的气象站、设立可赔付的最极端的气象状况限度，而且要根据不同的农作物的不同的生长期设定不同的保险期限。从国外试点经验中可以看出，在目前已有的产品试点中，绝大部分产品都获得了政府的财政支持。由于开展天气指数保险试点初期的投入较高，可以参考印度和马拉维的做法，由政府直接或间接地给予保险公司财政补贴或优惠政策。

三、云南省开展天气指数保险的客观需求

云南省位于我国西南地区，主要地貌是山地，主要气候是亚热带和热带季风气候，日温差大，夏季多雨，冬季干燥。由于降水地区和季节分布不均，云南省旱灾频发。进入21世纪，云南旱灾达到了历史上的高点，如2019年云南遭受的大旱灾。随着旱灾爆发的频率增加，造成的经济损失越来越高，严重影响了农业发展，不仅对农户的收入和生活造成损失，还进一步影响到了整个云南省的经济发展，所以农业保险的投入是十分必要的。

本文上述部分提到，天气指数保险相比传统农业保险的一个重要优势就是以客观的天气数据作为赔付的唯一因素，这对于山地众多的云南省来说是十分关键，对于云南山地地区的天气指数保险可以减少高额的实地验损成本，不仅为农户提供了保障措施，而且降低了保险公司的经营成本，因此相比传统农业保险而言，天气指数保险更加符合云南省的客观需求。水稻是云南省十分重要的农作物，无论是种植的面积和产量都在云南省位居前列，且产量较为稳定，适合开展新险种的试点。云南省的水稻单产远低于全国平均水平，原因就是云南省频繁的高温和旱灾导致的减产，影响水稻抽穗结实最重要的时期正好是往年旱灾最频发的时期，因此为云南省水稻的种植提供农业保险的保障十分必要。

四、实证研究

（一）描述性统计

为探究云南省保险行业发展和经济发展之间的关系，本文运用计量软件Eviews10.0，对2006－2018年云南省的地方产出和保险水平进行格兰杰因果检验。选取云南省地区生产总值作为经济水平的衡量指标，数据来源于国家统计局；选取财产险保险收入作为保险行业发展的衡量指标，数据来源于中国保监会云南监管局。物价平减指数计2006年为100，考虑到物价水平的变动所带来的波动，首先对原始数据进行剔除物价因素处理，用物价平减指数P对GDP进行处理，用CPI指数对财产险进行处理。设：GDP=GDP/P，INCOME=保费收入/CPI。经过物价因素消除后的数据如表1所示。

表1 处理后数据

为了统一数据的分析尺度，同时为消除数据中存在的异方差，分别对物价因素消除后的数据进行取对数处理，以减小数据波动等不利影响。LnGDP表示对数处理后的国内生产总值，LnINCOME表示对数处理后的财产险。这样处理，既保持了统计数据分析尺度的一致性，又能更合理、更准确地解释变量之间的关系，与实际经济现象也更加贴切。

（二）平稳性检验与协整检验

为了避免伪回归问题的发生，在建模前要对LnGDP、LnINCOME两组时间序列数据分别进行平稳性检验，本文采用ADF单位根检验法，结果如表2、表3所示。由表2、表3的检验结果可知，LnGDP、LnINCOME这两组时间序列数据都是平稳序列，接下来可以进行协整检验。

表2 LnGDP平稳性检验结果

表3 LnINCOME平稳性检验结果

协整检验是用来检验变量之间是否存在长期均衡关系的一种检验。经检验，滞后期选择为2，得出的检验结果如表4、表5所示。

表4 无约束协整秩检验

表5 极大特征根协整秩检验

结合无约束协整秩检验、极大特征根协整秩检验的结果可以得出：在原假设两个变量之间不存在协整关系中，检验统计量对应的p值均小于显著性水平5%，应该拒绝原假设，即认为两个变量之间存在协整关系；在原假设两个变量之间至多存在一个协整关系中，检验统计量对应的p值均大于显著性水平5%，不应该拒绝原假设，即认为两个变量之间至多存在一个协整关系。综上可以看出，两个序列是平稳序列，且两个变量之间存在长期的均衡关系。

（三）格兰杰因果检验

格兰杰因果关系检验方法为2003年诺贝尔经济学奖得主克莱夫·格兰杰所开创，用于分析经济变量之间的因果关系，他给因果关系的定义为“依赖于使用过去某些时点上所有信息的最佳最小二乘预测的方差”。在时间序列情形下，两个经济变量在过去信息的条件下，变量X有助于解释变量Y的将来变化，则认为变量X是引致变量Y的格兰杰原因。进行格兰杰因果关系检验的一个前提条件是时间序列必须具有平稳性，否则可能会出现虚假回归问题，因此在进行格兰杰因果关系检验之前，首先应对各指标时间序列的平稳性进行单位根检验。以上已经检验过，两个变量均是平稳序列。接着对两个变量进行协整检验，结果如表6所示。

表6 格兰杰检验结果

从检验结果可得出以下结论：对于原假设LnINCOME不是引起LnGDP的Granger原因，由表6可知，F检验统计量的p值为0.0897，小于显著性水平0.1，因此应该拒绝原假设，即财产险的变化会引起云南省地区生产总值变化；对于原假设LnGDP不是引起LnINCOME的Granger原因，由表6可知，F检验统计量的p值为0.0211，小于显著性水平0.05，因此应该拒绝原假设，即云南省地区生产总值的变化会引起财产险变化。

以上研究结果表明，保险收入的增加会促进云南省地区经济的发展，同样云南省地区经济的发展也会对保险收入的增加起到促进作用。经济发展为保险收入增加提供了条件，同样地保险收入的增加也会促进地区经济发展。如图1所示，2006年以来云南省保持了年均10%左右的经济增长，高速发展的经济为整个保险行业的发展铺路。毫无疑问，天气指数保险在经济高速发展的云南可以获得更有利的发展环境，在这种经济环境下的云南保险行业会有更加光明的前景。

图1 2006-2018年云南省生产总值

五、水稻天气指数保险产品设计

我国目前在决胜全面建成小康社会的关键阶段，近年来中央一号文件也多次强调了三农问题的重要性，农业农村发展问题是刻不容缓的。我国面临的气象灾害屡屡造成十分严重的后果，带来农作物的大量减产和经济损失。据有关部门统计，我国平均每年有50万平方公里的农作物遭受气象灾害的影响，有4亿人遭受极端天气带来的不便，直接导致2000亿元的经济损失，而经济损失中的很大一部分比例需要由农业保险来为农户挽回，农业保险是保障农户和农产品十分重要的措施。对此，本文基于云南省的基本情况进行分析，寻找适合云南省水稻天气指数保险的产品设计。

2020年云南遭遇了10年间最严重的干旱，至4月17日云南省有100多条河流断流，180座水库接近干涸，库塘的蓄水量仅有61.1亿立方米，这导致了云南省147.79万人的饮水困难，同时也有41.73万头家畜因旱灾而无水可饮。由于云南水稻受到的主要灾害为旱灾，因此本文把降水量影响设为X1，其他因素影响为μ，则水稻产量Y可以表示为：

其中，Yi是用直接滑动平均模拟法模拟的第i期产量，则每期水稻的减产率为Zi=(Y-Yi)/Yi。

保费费率R可以表示为：

其中，R为期望损失，μ为单产预期，λ是保障比例，pi为减产率出现的概率。若Q为保险金额，则理想保费C=R*Q，实际保费C1=C+风险溢价+管理费用和其他费用。参考国元保险公司的产品，当赔付条件应符合：

其中，W表示降雨量；Ti是第i期的触发值，即触发赔付的临界降雨量；T`表示退出值，指当W高于T`时全额赔付。

由于水稻在不同生长时期的降水需求不同，云南省水稻天气指数保险触发值在不同生长时期也应当不同，而在不同生长时期累计降水量的变化应当对应不同，对应的赔付比例也应当不同。同理，退出值也应当分不同生长阶段讨论。参考已有的天气指数保险产品，云南省天气指数保险应该包括以下条款：

关于可以列为保险标的的水稻，应该包括但不限于以下条件：水稻生长良好，且符合云南省政府和农业部门的要求和种植规范要求，而且为了取得及时和精确的气象数据，投保的水稻田应距离气象站20km以内。农户在签订天气指数保险条款的时候，应当确保自己的农田区位，种植稻种和种植方式符合保险标的要求。

在赔付方面，不同于已有大部分运用于一年一熟地区的天气指数保险，云南省大部分区域的水稻是一年两熟。早稻3月下旬至4月上旬种植，6月下旬至7月上旬收；在收获早稻以后立刻种植晚稻，即6月下旬至7月种植，10月下旬至11月收获。云南省主要种植水稻的地区年均降水量约在1100mm左右，且在6-8月的这三个月内集中了60%的降水量，而这段时间正好是早稻成熟收获和晚稻播种生长的关键时期。因此，云南省水稻天气指数保险的赔付可以在满足以下条件之一时进行赔付：4月15日至5月30日期间，累计降水量低于100mm；6月1日至7月31日期间，累计降水量低于200mm；9月15日至10月15日的累计降水量低于30mm。此外，在7月30日至8月15日期间，累计高温差高于8摄氏度时，也应当进行赔付。

六、研究结论与政策建议

（一）研究结论

本文阐述了云南省水稻种植状况，分析了云南省开展天气指数保险对于传统农业保险的优势，有利于避免逆向选择和道德风险，也可以减少核定损失的人力、物力和时间成本。对于山地较多且许多地区交通不便的云南来说，天气指数保险可以发挥更多的优势。

云南省开展天气指数保险试点的可行性在于，水稻广泛种植且水稻易受干旱等极端天气影响，而云南省近年高速的经济发展和保险业发展也为天气指数保险的发展打下了深厚的经济基础；云南省广泛分布的气象站点以及政府对气象站的投资保护，为产品设计提供了充足的气象数据支撑。

同时，政府为发展云南省天气指数保险提供了财政和政策支持，再加上云南省农业保险这几年的高速发展，为天气指数保险的发展提供了有利条件。

（二）政策建议

针对云南省水稻天气指数保险的试点工作提出如下建议：

一是产品的前期推广问题。农户普遍受教育水平偏低，想让他们接受新鲜事物需要投入人力和物力成本，为推进保险试点顺利进行，可以通过政府和保险公司提供优惠政策，以及农业生产经营组织和县乡干部对农户进行宣传教育，带动一部分农户先试点，由感受到新险种优势的农户推广给其他农户，应当按照“先行试点、逐步展开、全面实施”的原则，在某些区县先推出试点再逐步在全省范围推广，天气指数保险的模式较为统一，往往不用每年重新制定新的产品，方便再保险，这是传统农业保险不具有的优势。

二是在云南省开展天气指数保险应当因地制宜，选择合适的触发值。在早期投入的时候，可能会遭遇一些挫折，但是试点天气指数保险是个长期过程，不能灰心放弃，如极端天气没有出现或因为赔付额度、触发值、保险区间设置的不合理而带来损失，就认为天气指数保险是不适合的。国内外的多次尝试证明，天气指数保险是符合时代发展的新兴事物，应该支持和推进它的发展。