延安西北部苹果政策性农业保险风险区划分

贺芬芬 杨爱琴 孙智辉 贺新 刘志超

摘 要： 为了发展陕西省延安市西北部苹果产业，提高果农收入，实现精准赔付，达到农民与保险公司双赢，采用实地调查、数理统计、随机森林回归和自然断点法对吴起县、志丹县苹果园进行政策性农业保险风险区划分。利用吴起县、志丹县2022 年3—5 月日最低气温及近12 年冰雹日数，基于GIS 划分延安市西北部苹果政策性农业保险轻重风险区。结果表明，延安市西北部果园海拔越高，日最低气温越高，冻害程度越轻。河谷地由于冷空气堆积，温度低，为高风险区，不适合种植苹果；志丹县东部为冰雹多发地，为重、中风险区。结合冻害及雹灾影响，延安市西北部苹果政策性农业保险轻风险区占50.5%，中风险地区占21.9%，重风险地区占27.6%。建议对重风险区果园进行种植结构调整，在冰雹多发区域建设防雹网和防雹人工作业点，降低灾害影响，减少冻害高风险区苹果种植面积；中风险区应加大保险政策宣传和财政投入力度，做到应保尽保，减少果农的损失，实现苹果产业的可持续发展。

关键词：延安市；苹果；政策性农业保险；风险区划

中图分类号：S162文献标识码：A文章编号：2095-1795（2023）08-0044-06

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.08.008

0 引言

苹果是陕西省最重要的优势农产品之一，苹果产业作为陕西省黄土高原的支柱与特色产业，在促進区域经济发展和农民增收中发挥着越来越重要的作用[1]。延安市位于陕北黄土高原丘陵沟壑区，由于土层深厚，海拔800～1 100 ｍ，光照充足，昼夜温差大，有利果实积累糖分，是世界苹果最佳优生区之一[2]。截至2021 年底，延安市苹果种植面积22 万hm2，产量400.5 万t[3]。21 世纪以来，延安市苹果冻害天气基本上3 年一遇，主要影响苹果花期和幼果期，造成了苹果产量和品质的下降，是苹果产业的主要气象灾害之一[4-5]。而冰雹灾害在延安市也是频发， 2011—2020 年年均冰雹日23.2 d[6-8]。受全球气候变暖和陕西省政府鼓励性政策的影响，延安市苹果种植带逐渐北移，扩展到西北部吴起县、志丹县。但由于地理位置偏北，受冷空气侵袭的频率较高，花期冻害频率也较高，因此，苹果花期冻害相对严重[9-10]。苹果政策性农业保险综合了影响苹果生产的所有灾害性天气，主要是花期冻害和冰雹这两种灾害。为了发展吴起县、志丹县苹果产业，政策性农业保险作为一种气象灾害风险分散和管理工具，在规避生产风险、稳定农民收入和乡村振兴等方面发挥了稳定器和助推需求器作用。

延安市苹果政策性农业保险从2007 年开始小范围试点，到2021 年底达到4.74 万hm2，占全市苹果挂果面积的26.1%[11]。然而政策性农业保险在实践中存在信息不对称、赔付不精准等问题[12-14]。2018 年以来，延安市苹果花期冻害和冰雹天气多发、重发，造成保险公司赔付压力大，承保积极性下降。为了实现苹果保险可持续发展，延安市提出将苹果种植面积按气象灾害影响程度划分为重、中、轻风险区，按照不同等级收取承保费用。吴起县、志丹县区域面积大，为典型的黄土高原丘陵沟壑区，果园温度差异大，同一乡镇气象灾害轻重不同，开展吴起县、志丹县苹果政策性农业保险风险区划分十分必要。本研究利用温度和冰雹数据，开展吴起县、志丹县苹果政策性农业保险的风险区划研究，为果农投保和保险公司理赔决策提供依据，促进苹果政策性农业保险顺利开展。

1 资料与方法

1.1 资料来源

苹果果园栅格数据来源于陕西省农业遥感与经济作物气象服务中心。区域天气站（以下简称区域站）及果园气象观测站（以下简称果园站）数据来源于区域自动站统一版数据应用平台，气象冰雹数据由延安市人工影响天气指挥中心提供。温度数据为2022 年3—5 月吴起县、志丹县108 个果园站及区域站日最低气温，冰雹为2011—2022 年吴起县、志丹县气象站记录和调查数据。

1.2 方法

在风险区划分时以冻害影响为主要指标，冰雹日数为辅的划分原则。将冻害影响与冰雹影响叠加，确定吴起县、志丹县苹果政策性农业保险的重、中、轻风险区，为果农投保提供决策依据。

1.2.1 苹果花期冻害保险理赔高低风险区划分方法

根据陕西省苹果花期冻害风险区划指标 ，如表1所示，计算各个观测站点的灾损系数，然后对灾损系数进行标准化处理[15]。

利用ARCGIS 建立灾损系数与地理因子（海拔高度、经度、纬度）的随机森林回归模型，在地理信息数据支持下，利用模型进行苹果花期冻害气候风险区划指标的空间小网格插值计算，实现苹果花期冻害气候风险区划指标的空间小网格化插值推算，建立吴起县、志丹县苹果花期冻害气候风险评价栅格数据层。随机森林回归训练样本的比例为70%，袋外样本比例为30%，决策树的数量为100。

按照自然断点法将计算出的吴起县、志丹县灾损系数图划分为苹果花期冻害保险重、中、轻风险区。

1.2.2 冰雹灾害保险理赔高低风险区划分方法

冰雹灾害以乡镇（街道办）为单位划定重、中、轻风险区。乡镇（街道办）只要出现冰雹，均记录其冰雹频次为1 次。

通过查阅文献、征求专家意见等方式将乡镇冰雹出现日数>15 d 设为重风险区，7～15 d 设为中风险区，<7 d 设为轻风险区。为了与苹果花期冻害风险区进行叠加，对冰雹出现日数进行了标准化处理。

利用ARCGIS 技术，根据冰雹灾害的实际特征，利用反距离权重法（IDW）对其进行空间小网格化插值推算，建立冰雹灾害气候风险评价栅格数据层，然后采用自然断点法将苹果冰雹灾害保险划分为重、中、轻风险区。

1.2.3 苹果政策性农业保险理赔高低风险区划分方法

按照冻害指数×0.7+冰雹指数×0.3，采用自然断点法将吴起县、志丹县苹果政策性农业保险划分为重、中、轻风险区。

2 数据分析

2.1 冻害数据分析

根据调查，吴起县、志丹县气象站观测日最低温度低于–4 °C 会对苹果花造成影响。利用这一指标对2022 年3—5 月温度进行分析，共出现12 d（3 月26 日、3 月27 日、3 月28 日、3 月30 日、4 月1 日、4 月2 日、4 月3 日、4 月5 日、4 月6 日、4 月7 日、4 月19 日和5 月1 日）温度符合要求，利用这12 d 温度分析不同等级冻害出现日数与海拔、经纬度关系，研究确定冻害气候风险区划。

由表2 可知，吴起县区域站中，出现冻害日数占总日数为轻度5%、中度21%、重度74%。

果园站中，冻害有轻有重，出现冻害日数占总日数：海拔1 301～1 400 m，轻度无、中度17%、重度83%；海拔1 401～1 500 m，轻度32%、中度28%、重度40%；海拔1 501～1 600 m，轻度44%、中度24%、重度32%；海拔1 601～1 700 m，轻度63%、中度37%、重度无；海拔1 701～1 800 m，轻度67%、中度33%、重度无。可以看出，在吴起县果园站中，海拔1 600 m以上无重度冻害发生，说明随着海拔的不断升高，冻害占比在逐渐减小，日最低气温在不断升高。

由表3 可知，志丹县区域站中，出现冻害日数占总日数为轻度13%、中度36%、重度51%。张渠站海拔较高，日最低温较高，因而无重度冻害出现。果园站中出现冻害日数占总日数：海拔1 201～1 300 m，轻度40%、中度50%、重度10%；海拔1 301～1 400 m，轻度44%、中度41%、重度15%；海拔1 401～1 500 m，轻度53%、中度31%、重度16%；海拔1 501～1 600 m，轻度92%、中度8%、重度无；海拔1 601～1 700 m，轻度80%、中度20%、重度无。海拔1 431 m 以上无重度冻害发生。

海拔与灾损值相关系数?0.724 8 ，经度与灾损值相关系数0.139 0，纬度与灾损值相关系数?0.043 0，海拔越高，灾损值越小，日最低温度越高。

2.2 冻害保险高低风险区划分

按照温度计算吴起县、志丹县各个站点的灾损系数，对灾损系数进行标准化处理后，与海拔、经纬度进行随机森林回归。对计算的灾损系数与推算的模拟系数形成的散点图如图1 所示，其相关系数0.967 8，通过0.001 的显著性检验，说明利用网格化推算的吴起县、志丹县灾损系数进行风险区划是可行的。

利用GIS 技术，按照自然断点法形成吴起县和志丹县高精度苹果花期冻害风险区划如图2 所示，将吴起县和志丹县苹果花期冻害风险区划分为重风险区、中风险区、轻风险区。

2.3 冰雹数据分析

统计延安市西北部（ 吴起县、志丹县）2011—2022 年冰雹出现日数，如表4 所示，共记录有冰雹104 d，年平均冰雹8.7 d。冰雹日数超过平均值的年份有2012、2015、2020 和2022 年，在12 年中，2012、2022 年冰雹成灾日数达到16 d，2015 年影响最为严重，达到20 d。根据气象站观测冰雹记录，2011—2022 年吴起镇超过单站年平均值，达到11 d，铁边城镇次之，达到8 d； 周湾镇、长城镇最少， 只有1 d； 其他乡镇为2～4 d。

2011—2022 年保安街道辦、杏河镇、永宁镇超过单站年平均值，其中，杏河镇最多，达到17 d；保安街道办次之，达到15 d；永宁镇9 d；义正镇最少，只有2 d；其他乡镇为4～7 d。

2.4 冰雹保险高低风险区划分

按照反距离权重法形成吴起县和志丹县高精度苹果花期冻害风险区划如图3 所示，将吴起县、志丹县冰雹风险区划分出重、中、轻风险区。志丹县东部为冰雹的重、中风险区，志丹县西部和吴起县绝大部分为冰雹影响的轻风险区。

2.5 划分结果

吴起县、志丹县苹果花期冻害及冰雹灾害风险区划如图4 所示，加权叠加后划分出吴起县、志丹县苹果政策性农业保险重、中、轻风险区。

根据志丹县、吴起县苹果花期冻害风险区划，结合苹果园栅格数据与风险区划结果，分析不同风险等级影响下的果园面积与分布，如图5 所示。结果表明，27.6% 果园处于重风险区、21.9% 为中风险区、50.5%为轻风险区。

3 结论与讨论

（1）延安市西北部（吴起县、志丹县）果园海拔越高，日最低气温越高，冻害程度越轻。冻害重、中风险区主要分布在河谷及靠近河谷的山体部分。志丹县海拔高度<1 425 m，吴起县海拔高度<1 500 m，冻害程度最严重，冻害风险等级最高，处于苹果花期冻害保险理赔重风险区；海拔>1 600 m 时无重风险区。

（2）吴起县、志丹县冰雹灾害保险理赔风险分析，吴起县整体冰雹发生较少，雹灾较轻，除吴起镇、铁边城镇部分地方为中风险区外，其他地方均为轻风险区；志丹县东部冰雹影响严重，为重、中风险区，志丹县西部为轻风险区。

（3）综合考虑苹果花期冻害及冰雹影响，吴起县、志丹县苹果政策性农业保险轻风险区占50.5%，主要分布在吴起县东北部、西南部，志丹县西部；中风险地区占21.9%，主要有吴起县西北部，志丹县南部；重风险地区占27.6%，主要有吴起县中部，志丹县东北部、中部。

（4）建议对重风险区果园进行种植结构调整，在冰雹多发区域建设防雹网和防雹人工作业点，降低灾害影响，减少冻害高风险区苹果种植面积；中风险区应加大宣传和财政投入力度，做到应保尽保，减少果农的损失，实现苹果产业的可持续发展。

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