農業天氣指數保險試點研究及產品設計
——以云南省水稻干旱指數保險為例

張 悅 杜春婷

（南京審計大學 江蘇南京 211815）

引言

我國是一個農業大國，農業是國家的命脈，也是國民經濟的命脈。黨的十九大明確指出，三農問題是我國經濟社會發展的主要問題，在決勝全面建成小康社會的歷史階段，確保農產品產量是提高經濟效率的最有效的途徑。但我國的農業產業發展水平不高，經常受到自然災害、動植物病蟲害等的影響，為了彌補農業自身的脆弱性，農業保險應運而生。

傳統農業保險從特定氣象條件對特定標的物的影響出發，有針對性地彌補被保人因氣象災害造成的損失。我國農業生產地域分散，查勘定損的成本高、時間長，逆向選擇和道德風險問題較為嚴重，給農業保險的風險度量帶來很大的困難。基于損失賠償的保險方式具有諸多弊端，限制了農業保險的發展，創新型的指數保險成為一種非常有前景的替代方案，受到各界的廣泛關注。天氣指數保險是指把若干氣候條件（如氣溫、降水以及大風、冰雹等災害性氣象）對農產品造成的損害和損失指數化，當指數到達保險產品觸發值的情況下，就給予農戶經濟補償的一種保險。早在20世紀90年代后期就有了天氣指數保險，并且已經在國外進行了普遍應用和實施，取得了良好的效果。我國引入天氣指數保險的時間較遲，雖然天氣指數保險目前在我國尚未普及，但今后該產品會在我國有更廣泛的試點應用。

云南省是農業大省，全省種植面積為1564.6萬畝，排名西部第二。近年來，云南省的水稻單產顯著提高，在全國水稻總產量中占據很大比例，云南省水稻尤其是優質水稻銷量一直供不應求。云南省也是農業保險大省，2019年上半年全省農業保費收入達到20.45億人民幣，提供了3285.37億元的風險保障，使95.73萬戶農民受益，同年云南省GDP總額超過一萬億元，農業的占比達到26%。近幾年，云南省農民對保險的需求越來越大，農業風險保障額從2009年的57億元增長到了2019年的1303億元，增長了近23倍，傳統的農業保險已經不能滿足巨大的市場需求，因此新型天氣指數保險在云南省的試點工作值得探究。

一、文獻綜述

（一）國外研究現狀

Joanna Syroka（2007）總結了天氣指數保險發展的三個階段：第一階段是1997-1999年，探求天氣指數保險在農村農業方面實行的必要性和可能性，展開前期相關調研工作；第二階段為2002至2006年，墨西哥、印度、馬拉維、埃塞俄比亞等國家先后試點了天氣指數保險；第三階段為2006年至今，天氣指數保險的試點范圍不斷擴大，試點標的擴充，天氣指數保險的試點工作在更多的國家和地區開展。對于天氣指數保險開展條件的研究， Mark Wenner和Diego Arias（2005）認為天氣指數保險必須通過可靠的歷史數據、必要的機構支持系統、成功的銷售手段以及保險公司正確的法律和監管才能發揮作用。World Bank（2006）認為，由于氣象學的發展，天氣數據易于分析獲得，可以通過各地氣象站獲得準確、長期、可靠的氣象數據，因此為天氣指數保險的設計提供了基本數據來源。關于天氣指數保險優勢的研究，Barnett（2008）認為對于風險而言，可以采取風險削減、風險轉移和風險保留的措施，天氣指數保險是有效的關于解決嚴重天氣事件帶來的風險的有效產品。Breustedt（2008）通過在Rayon地區的試點得出天氣指數保險相比傳統的農業種植類保險，在彌補氣象災害方面可以起到更好的效果。關于天氣指數保險指數選取和設計，Hess（2002）認為準確良好的氣象數據、識別農戶為最終客戶的檔案、發展組織的簡易化流程、良性的監管框架和一個風險轉移機制是天氣指數保險需要的五個因素。Michael T. Norton（2013）通過比較天氣指數保險的保費支出在相鄰地區的不同，得出了應當在空間地理特征差異，如觀測站之間的高度和經緯度差等的基礎上量化天氣指數保險的風險的結論，并指出在一個高度相關的區域內，可以將多個象站放在一個保單中進行承保。Tobias Dalhaus（2018）提出了一種新的方法來考慮生長階段在時間和空間上的發生日期和變化，并檢驗它們的風險降低潛力，從而降低基礎風險，并以德國冬小麥為研究對象，研究了小麥開花前后關鍵生育期的干旱風險。Hill, R和Kumar, N（2020）介紹了在印度奧迪沙州進行的兩個農業風險管理的田間試驗，即耐旱水稻品種和補充性的天氣指數保險產品，結果表明盡管價格敏感性很大，但兩種產品的需求水平較高，這表明降低風險管理成本的公共投資足以刺激保險需求，而不必過度依賴政府補貼，如果被保險人在第一年獲得了保險賠償，在第二年會傾向于連續購買農業保險。

（二）國內研究現狀

曹雪琴（2008）認為因為天氣指數保險能夠保障農業生產的順利進行而得到了農業生產者的廣泛支持，再加上政府和農業經濟部門的支持，農業天氣指數保險未來發展會十分迅速。庹國柱、張峭（2008）指出天氣指數保險的缺點在于指數難以制定，印度、馬拉維等國家制定的都是單一天氣指數保險，而多種天氣組合的綜合指數保險難以制定，并且存在同一區域面臨相同風險的農戶得到賠償不公平的問題。

關于現階段我國天氣指數保險面臨的主要問題的研究包括：第一，氣象站建設問題。我國氣象站建設不足，數據收集匱乏（陳盛偉，2010）；第二，產品單一。以降雨量、溫度等單一變量作為標的，不符合農作物生長的客觀需求，也容易造成基差風險（高蓉蓉，2014）；第三，由于天氣指數保險的設計較為復雜、存在基差風險、推廣成本大等原因，保險公司開展和推廣天氣指數保險的動力不足，產品覆蓋范圍不廣（牛浩、陳盛偉，2015）。

天氣指數保險在國內發展較晚，因此國外關于天氣指數保險方面的研究較國內更為成熟。國外的研究主要包括天氣指數保險在各國的發展狀況及效益評估研究、全球變暖對天氣指數保險的影響研究以及新保險產品設計的方法和配套政策研究；國內的研究主要停留在對天氣指數保險的基礎性介紹、國外開展該保險的經驗研究；該保險的產品設計方法研究以及促進該保險發展的政策建議研究，相對來說缺少針對現有保險的效益評估以及產品改進方式方法的研究，同時還缺少具體可實施的保險合同細節、合同配套制度、政策及法規等細節研究。

二、發展中國家天氣指數保險試點與借鑒思路

印度是最早將天氣指數保險推廣并具有較大商業規模的國家。印度是極度依靠農業發展的國家，約有60%-65%的勞動力從事農業生產，而且類似于土地改革之前的中國，印度的貧富差距巨大，占農業人口1%的富農擁有將近15%的土地，而占農業人口50%的貧農只擁有1%的土地，更有總數35%的農戶為無地農，這些處于平均線以下的農戶種植的農產品更易受到季風氣候帶來的高溫和干旱影響。為了解決這一問題，印度在2003年以花生、蓖麻等作物為保險標的，推廣了天氣指數保險計劃（WBCIS）和國家農業保險計劃（NAIS），將貸款和保險結合起來，為試點地區提供保費補貼，中央財政補貼比例50%，農戶自繳的部分低于10%。

墨西哥的天氣指數保險主要被用來為旱地農作物提供保障，針對的農作物主要有玉米、大麥、豆子和高粱，其中以玉米為主。由于缺少私人部門保險提供者以及災害救濟基金的預算過高，該國的天氣指數保險由政府通過農業部直接進行管理，并由國有保險公司（AGRO-ASEMEX）提供。該項目于 2002 年開始試點，2003 年正式實施，目的是保障種植面積少于 20 公頃的小規模農戶的利益。

埃塞俄比亞天氣指數保險的試點方案由該國政府和聯合國糧食與農業組織于 2006 起開始推行，世界銀行也對該試點進行了指導。干旱指數保險基于來自全國各地的氣象站和作物水分平衡模型讀數開發，保費由世界糧食計劃署主要捐助者提供，由再保險公司AxaRe提供再保險。

根據已有的天氣指數保險產品可以得出一些經驗。比如首先需要判斷地區的氣象條件和作物種類，只有與天氣情況具有密切相關的作物才適合天氣指數保險；在制定指數的時候，應該選擇方便觀察、客觀而且可以持續報告的指數，要在發生災害天氣時易于核查；同時，需要制定合理的觸發值、擁有能準確及時提供氣象數據的氣象站、設立可賠付的最極端的氣象狀況限度，而且要根據不同的農作物的不同的生長期設定不同的保險期限。從國外試點經驗中可以看出，在目前已有的產品試點中，絕大部分產品都獲得了政府的財政支持。由于開展天氣指數保險試點初期的投入較高，可以參考印度和馬拉維的做法，由政府直接或間接地給予保險公司財政補貼或優惠政策。

三、云南省開展天氣指數保險的客觀需求

云南省位于我國西南地區，主要地貌是山地，主要氣候是亞熱帶和熱帶季風氣候，日溫差大，夏季多雨，冬季干燥。由于降水地區和季節分布不均，云南省旱災頻發。進入21世紀，云南旱災達到了歷史上的高點，如2019年云南遭受的大旱災。隨著旱災爆發的頻率增加，造成的經濟損失越來越高，嚴重影響了農業發展，不僅對農戶的收入和生活造成損失，還進一步影響到了整個云南省的經濟發展，所以農業保險的投入是十分必要的。

本文上述部分提到，天氣指數保險相比傳統農業保險的一個重要優勢就是以客觀的天氣數據作為賠付的唯一因素，這對于山地眾多的云南省來說是十分關鍵，對于云南山地地區的天氣指數保險可以減少高額的實地驗損成本，不僅為農戶提供了保障措施，而且降低了保險公司的經營成本，因此相比傳統農業保險而言，天氣指數保險更加符合云南省的客觀需求。水稻是云南省十分重要的農作物，無論是種植的面積和產量都在云南省位居前列，且產量較為穩定，適合開展新險種的試點。云南省的水稻單產遠低于全國平均水平，原因就是云南省頻繁的高溫和旱災導致的減產，影響水稻抽穗結實最重要的時期正好是往年旱災最頻發的時期，因此為云南省水稻的種植提供農業保險的保障十分必要。

四、實證研究

（一）描述性統計

為探究云南省保險行業發展和經濟發展之間的關系，本文運用計量軟件Eviews10.0，對2006－2018年云南省的地方產出和保險水平進行格蘭杰因果檢驗。選取云南省地區生產總值作為經濟水平的衡量指標，數據來源于國家統計局；選取財產險保險收入作為保險行業發展的衡量指標，數據來源于中國保監會云南監管局。物價平減指數計2006年為100，考慮到物價水平的變動所帶來的波動，首先對原始數據進行剔除物價因素處理，用物價平減指數P對GDP進行處理，用CPI指數對財產險進行處理。設：GDP=GDP/P，INCOME=保費收入/CPI。經過物價因素消除后的數據如表1所示。

表1 處理后數據

為了統一數據的分析尺度，同時為消除數據中存在的異方差，分別對物價因素消除后的數據進行取對數處理，以減小數據波動等不利影響。LnGDP表示對數處理后的國內生產總值，LnINCOME表示對數處理后的財產險。這樣處理，既保持了統計數據分析尺度的一致性，又能更合理、更準確地解釋變量之間的關系，與實際經濟現象也更加貼切。

（二）平穩性檢驗與協整檢驗

為了避免偽回歸問題的發生，在建模前要對LnGDP、LnINCOME兩組時間序列數據分別進行平穩性檢驗，本文采用ADF單位根檢驗法，結果如表2、表3所示。由表2、表3的檢驗結果可知，LnGDP、LnINCOME這兩組時間序列數據都是平穩序列，接下來可以進行協整檢驗。

表2 LnGDP平穩性檢驗結果

表3 LnINCOME平穩性檢驗結果

協整檢驗是用來檢驗變量之間是否存在長期均衡關系的一種檢驗。經檢驗，滯后期選擇為2，得出的檢驗結果如表4、表5所示。

表4 無約束協整秩檢驗

表5 極大特征根協整秩檢驗

結合無約束協整秩檢驗、極大特征根協整秩檢驗的結果可以得出：在原假設兩個變量之間不存在協整關系中，檢驗統計量對應的p值均小于顯著性水平5%，應該拒絕原假設，即認為兩個變量之間存在協整關系；在原假設兩個變量之間至多存在一個協整關系中，檢驗統計量對應的p值均大于顯著性水平5%，不應該拒絕原假設，即認為兩個變量之間至多存在一個協整關系。綜上可以看出，兩個序列是平穩序列，且兩個變量之間存在長期的均衡關系。

（三）格蘭杰因果檢驗

格蘭杰因果關系檢驗方法為2003年諾貝爾經濟學獎得主克萊夫·格蘭杰所開創，用于分析經濟變量之間的因果關系，他給因果關系的定義為“依賴于使用過去某些時點上所有信息的最佳最小二乘預測的方差”。在時間序列情形下，兩個經濟變量在過去信息的條件下，變量X有助于解釋變量Y的將來變化，則認為變量X是引致變量Y的格蘭杰原因。進行格蘭杰因果關系檢驗的一個前提條件是時間序列必須具有平穩性，否則可能會出現虛假回歸問題，因此在進行格蘭杰因果關系檢驗之前，首先應對各指標時間序列的平穩性進行單位根檢驗。以上已經檢驗過，兩個變量均是平穩序列。接著對兩個變量進行協整檢驗，結果如表6所示。

表6 格蘭杰檢驗結果

從檢驗結果可得出以下結論：對于原假設LnINCOME不是引起LnGDP的Granger原因，由表6可知，F檢驗統計量的p值為0.0897，小于顯著性水平0.1，因此應該拒絕原假設，即財產險的變化會引起云南省地區生產總值變化；對于原假設LnGDP不是引起LnINCOME的Granger原因，由表6可知，F檢驗統計量的p值為0.0211，小于顯著性水平0.05，因此應該拒絕原假設，即云南省地區生產總值的變化會引起財產險變化。

以上研究結果表明，保險收入的增加會促進云南省地區經濟的發展，同樣云南省地區經濟的發展也會對保險收入的增加起到促進作用。經濟發展為保險收入增加提供了條件，同樣地保險收入的增加也會促進地區經濟發展。如圖1所示，2006年以來云南省保持了年均10%左右的經濟增長，高速發展的經濟為整個保險行業的發展鋪路。毫無疑問，天氣指數保險在經濟高速發展的云南可以獲得更有利的發展環境，在這種經濟環境下的云南保險行業會有更加光明的前景。

圖1 2006-2018年云南省生產總值

五、水稻天氣指數保險產品設計

我國目前在決勝全面建成小康社會的關鍵階段，近年來中央一號文件也多次強調了三農問題的重要性，農業農村發展問題是刻不容緩的。我國面臨的氣象災害屢屢造成十分嚴重的后果，帶來農作物的大量減產和經濟損失。據有關部門統計，我國平均每年有50萬平方公里的農作物遭受氣象災害的影響，有4億人遭受極端天氣帶來的不便，直接導致2000億元的經濟損失，而經濟損失中的很大一部分比例需要由農業保險來為農戶挽回，農業保險是保障農戶和農產品十分重要的措施。對此，本文基于云南省的基本情況進行分析，尋找適合云南省水稻天氣指數保險的產品設計。

2020年云南遭遇了10年間最嚴重的干旱，至4月17日云南省有100多條河流斷流，180座水庫接近干涸，庫塘的蓄水量僅有61.1億立方米，這導致了云南省147.79萬人的飲水困難，同時也有41.73萬頭家畜因旱災而無水可飲。由于云南水稻受到的主要災害為旱災，因此本文把降水量影響設為X1，其他因素影響為μ，則水稻產量Y可以表示為：

其中，Yi是用直接滑動平均模擬法模擬的第i期產量，則每期水稻的減產率為Zi=(Y-Yi)/Yi。

保費費率R可以表示為：

其中，R為期望損失，μ為單產預期，λ是保障比例，pi為減產率出現的概率。若Q為保險金額，則理想保費C=R*Q，實際保費C1=C+風險溢價+管理費用和其他費用。參考國元保險公司的產品，當賠付條件應符合：

其中，W表示降雨量；Ti是第i期的觸發值，即觸發賠付的臨界降雨量；T`表示退出值，指當W高于T`時全額賠付。

由于水稻在不同生長時期的降水需求不同，云南省水稻天氣指數保險觸發值在不同生長時期也應當不同，而在不同生長時期累計降水量的變化應當對應不同，對應的賠付比例也應當不同。同理，退出值也應當分不同生長階段討論。參考已有的天氣指數保險產品，云南省天氣指數保險應該包括以下條款：

關于可以列為保險標的的水稻，應該包括但不限于以下條件：水稻生長良好，且符合云南省政府和農業部門的要求和種植規范要求，而且為了取得及時和精確的氣象數據，投保的水稻田應距離氣象站20km以內。農戶在簽訂天氣指數保險條款的時候，應當確保自己的農田區位，種植稻種和種植方式符合保險標的要求。

在賠付方面，不同于已有大部分運用于一年一熟地區的天氣指數保險，云南省大部分區域的水稻是一年兩熟。早稻3月下旬至4月上旬種植，6月下旬至7月上旬收；在收獲早稻以后立刻種植晚稻，即6月下旬至7月種植，10月下旬至11月收獲。云南省主要種植水稻的地區年均降水量約在1100mm左右，且在6-8月的這三個月內集中了60%的降水量，而這段時間正好是早稻成熟收獲和晚稻播種生長的關鍵時期。因此，云南省水稻天氣指數保險的賠付可以在滿足以下條件之一時進行賠付：4月15日至5月30日期間，累計降水量低于100mm；6月1日至7月31日期間，累計降水量低于200mm；9月15日至10月15日的累計降水量低于30mm。此外，在7月30日至8月15日期間，累計高溫差高于8攝氏度時，也應當進行賠付。

六、研究結論與政策建議

（一）研究結論

本文闡述了云南省水稻種植狀況，分析了云南省開展天氣指數保險對于傳統農業保險的優勢，有利于避免逆向選擇和道德風險，也可以減少核定損失的人力、物力和時間成本。對于山地較多且許多地區交通不便的云南來說，天氣指數保險可以發揮更多的優勢。

云南省開展天氣指數保險試點的可行性在于，水稻廣泛種植且水稻易受干旱等極端天氣影響，而云南省近年高速的經濟發展和保險業發展也為天氣指數保險的發展打下了深厚的經濟基礎；云南省廣泛分布的氣象站點以及政府對氣象站的投資保護，為產品設計提供了充足的氣象數據支撐。

同時，政府為發展云南省天氣指數保險提供了財政和政策支持，再加上云南省農業保險這幾年的高速發展，為天氣指數保險的發展提供了有利條件。

（二）政策建議

針對云南省水稻天氣指數保險的試點工作提出如下建議：

一是產品的前期推廣問題。農戶普遍受教育水平偏低，想讓他們接受新鮮事物需要投入人力和物力成本，為推進保險試點順利進行，可以通過政府和保險公司提供優惠政策，以及農業生產經營組織和縣鄉干部對農戶進行宣傳教育，帶動一部分農戶先試點，由感受到新險種優勢的農戶推廣給其他農戶，應當按照“先行試點、逐步展開、全面實施”的原則，在某些區縣先推出試點再逐步在全省范圍推廣，天氣指數保險的模式較為統一，往往不用每年重新制定新的產品，方便再保險，這是傳統農業保險不具有的優勢。

二是在云南省開展天氣指數保險應當因地制宜，選擇合適的觸發值。在早期投入的時候，可能會遭遇一些挫折，但是試點天氣指數保險是個長期過程，不能灰心放棄，如極端天氣沒有出現或因為賠付額度、觸發值、保險區間設置的不合理而帶來損失，就認為天氣指數保險是不適合的。國內外的多次嘗試證明，天氣指數保險是符合時代發展的新興事物，應該支持和推進它的發展。