貴州省辣椒漬澇氣象指數保險研究及應用

于 飛，胡家敏，袁琦松，袁淑杰

（1貴州省山地環境氣候研究所，貴陽550002；2貴州省山地氣候與資源重點實驗室，貴陽550002；3成都信息工程大學，成都610225）

0 引言

中國幅員遼闊有著多樣的氣候，但也被眾多的氣象災害所影響，且氣象災害發生頻率較高，每年由于氣象災害導致的經濟損失高達2000多億元，受災面積達到5000萬hm2[1]。在貴州辣椒不僅是重要經濟產物，還是辣椒相關加工業的重要原材料。目前貴州有著全國最大的辣椒種植規模、加工規模、產品集散規模[2]。辣椒美味且營養價值高深受大眾喜愛，不僅可以改善食欲，促進腸道內異常物質發酵分解[3]，還能促進血液循環、改善心臟功能、降低血糖和預防心血管疾病等[4]。辣椒還可以用于深加工，提取出天然辣椒紅色素、辣椒素等，并可以用于藥品、化妝品、食品等方面。辣博會連續多年的成功舉辦，標志著辣椒市場越做越大，尤其貴州辣椒占據著舉足輕重的地位[5]。但在辣椒生育期內，貴州為雨季漬澇災害頻發，期間伴隨著大風等災害性天氣，可能導致辣椒倒伏、折斷、落花落果等，使辣椒品質降低、減產甚至絕收。可通過推廣農業氣象指數保險，實現降低農戶受災導致經濟損失的風險[6]。

氣象指數保險不同于傳統農業保險，包括暴雨、內澇、冰雹、大風等自然災害。氣象指數保險的保險責任只有天氣指數，因此在保險賠付流程上只要氣象指數達到賠付標準，就可以進行賠付，賠付流程更清晰透明，也更高效。且具有最小化道德風險、開展業務成本低、理賠程序簡單快速、分散風險程度較高等優勢[7]，所需要的數據信息等都容易獲取[8]。外國學者的相關研究也表明氣象指數保險具有合同履行率較高、交易成本相對較低、信息不對等程度較低等優勢[9-10]。缺點則是賠付標準的統一，可能導致相對受災更嚴重的投保農戶不再購買保險，進而抑制氣象指數保險市場的發展。且由于地區差異，基差風險難以控制[11-12]。有關氣象指數保險的研究大致可分為3個階段，在1997—1999年間國外逐步開始氣象指數保險的理論研究；2002—2006年則著重于氣象指數保險產品的設計應用與試點研究；2007年中國保險監督管理委員會發布的《關于做好保險業應對全球變暖引發極端天氣氣候事件有關事項》標志著中國正式引入氣象指數保險[13-14]。雖然中國直到2007年才正式引入氣象指數保險，但是已經進行了諸多理論研究和少量試點試驗。首先關于可行性方面，包括基礎設施是否完善、成本是否可控、投保農戶是否能受益等諸多問題。張惠茹[15]指出天氣指數保險對中國農業發展有重要意義，并且中國也已經具備開發氣象指數保險的基本條件。隨后程靜[16]提出中國已經具備了較大的潛在市場規模、相關政策的支持、相關專業的人才儲備已經試點經驗等基礎條件。孔榮等[17]調研了甘肅和陜西的部分農戶有關氣象指數保險的意愿，得出絕大部分農戶是有購買意愿的，氣象指數保險具有較大的潛在市場。但是保險業的亂相以及氣象指數保險本身不夠成熟導致部分農戶并不太愿意購買氣象指數保險[18-19]。還存在當地政府積極性較低、產品設計難點較大、氣象觀測站位置與制種基地位置對應較差以及推廣成本較高等問題[20]。因此需要大量宣傳教育進行科普，提高農戶對農業保險的認知，并可適當強制投保進行推廣，提高農戶參與率[21-22]。

雖然已有關于漬澇氣象指數保險的研究[23-24]，但是研究對象少有是辣椒。在貴州漬澇災害發生頻繁[25]，嚴重制約了貴州辣椒及其相關產業持續穩定的發展，因此本文通過貴州省辣椒漬澇氣象指數保險理論的研究，填補辣椒漬澇氣象指數保險理論研究的空白，促進漬澇氣象指數保險在貴州辣椒種植業的研究與應用，最終達到降低農戶受漬澇導致的經濟損失風險的目的。

1 材料與方法

1.1 研究區域與數據來源

貴州種植辣椒和吃辣椒的習慣有著較長的歷史，貴州人通過吃辣來抵御濕冷。且在貴州，人們不知道種什么蔬菜時，總是首選種辣椒，除了自給自足外，也會到市場上去販賣[4]。且貴州氣候溫、濕潤，有利于辣椒的營養和風味物質的形成和積累。再加上貴州境內河谷、丘陵、盆地縱橫交錯，生態環境優越，天然隔離條件好，十分適宜高質量辣椒的種植。正是貴州有種植辣椒的習慣以及有利于辣椒種植的自然條件，貴州辣椒產業才如此蓬勃發展，并占據舉足輕重的地位。

但是貴州省地處南方，屬于亞熱帶季風氣候區。這種氣候的特征是降雨時間段集中在夏季，且短時降雨量較大，暴雨大風等氣象災害在夏天發生頻率較高，容易引發漬澇災害。暴雨容易導致內澇的發生，且暴雨常伴隨大風。辣椒根系長時間浸泡，容易導致辣椒死亡，進而導致辣椒減產；而大風則會造成植株的倒伏、折斷、落花落果等發生，同樣也會導致辣椒減產[26]。

如圖1所示，貴州海拔高度整體由西北部地區向東部及南部地區遞減，最高可達到海拔2235 m，最低為235 m。受制于貴州地形，主要地貌為高原、山地、丘陵以及盆地，且辣椒傳統種植主要為個體。因而導致辣椒種植長期未不連片的狀態，且部分基礎設施落后，抵御自然災害能力較差。這也導致貴州單產除了安順、六盤水、畢節等地區的單產較高外，其余地區單產普遍較低。故貴州單產平均水平為全國倒數第三，單產水平較為落后。但是辣椒種植面積則是逐年增加，種植總面積位居全國第一，且辣椒品種豐富、品牌影響力大、市場占有率較高[5]。

圖1 貴州省海拔高度分布圖

降水量資料來自貴州省氣象局，共84個國家氣象站，1990—2019年共30年的降水量數據，時間分辨率為h，降水量單位為mm。

1.2 研究方法

1.2.1 辣椒漬澇指標 根據國家氣象站的站點數據，只要滿足3天累計降水量超過200 mm以上，或者1 h降雨量在30 mm以上記為一次澇災事故（若2個標準都達到，則記錄達到的最高災害等級）。以3天降雨量以及小時降雨量等級作為辣椒漬澇指標，通過查閱資料以及實際情況分析，制定出辣椒產量損失率，詳見表1。

表1 辣椒漬澇指標及產量損失率

1.2.2 辣椒漬澇災害的純保險費率 純保險費率是指單位保險金額收取的保險費的標準，指純保費占保險金額的比例，由損失概率確定，是保險費率的主要組成部分。根據保險平衡原理，純保險費率等于保險損失的期望值，見式(1)。

利用農業生態防治的方法：將蔬菜育苗所需的生態條件與病害的發病條件加以比較，通過采取綜合的農業技術措施，加強田間管理，為蔬菜秧苗的生長發育創造最良好的環境條件，而這個環境條件又不利于病害的發生，從而大大減輕病害，達到早熟、優質、高產的效果。

式中，Pr為純保險費率，Lr為不低于免賠額的各級減產率，P為該級減產事故出現的概率（頻率），M為免賠額，本研究分別取5%和10%進行計算。該公式表明，受災的概率越高，受災造成的損失越大，則需要繳納的純保險費越高。

1.2.3 克里金法 采取克里金插值法，對已有的數據進行空間插值，并繪制區域分布填色圖。南非金礦工程師丹尼·克里格(Danie G.Krige)最先利用回歸方法對空間場進行預測。隨后法國統計學家喬治斯·馬瑟倫(Georges Matheron)提出了克里金法（普通克里金）。在后續的發展中，相繼改進算法，便有了泛克里金、協同克里金、析取克里金等算法，并發展出了克里金與其他模型組成的混合算法。克里金算法被廣泛應用于地理科學、大氣科學、環境科學等領域。克里金插值法在理論與實際應用中均優于反距離權重插值法[27]。反距離權重法僅在插值點分布較為均勻的情況下插值效果較好，但是更容易受到極值的影響。克里金差值即使在插值點較少時，效果依舊遠優于反距離權重差值法。

2 結果與分析

2.1 澇災空間分布以及損失率空間分布

2.1.1 一級漬澇災害空間分布以及損失率空間分布 由圖2可以看出，貴州省是漬澇災害多發區，最為嚴重是西南部六枝、鎮寧、晴隆、興義、望謨、關嶺、紫云、羅甸等片區，以及都勻周邊地區，發生漬澇災害的頻次超過1次/年，平均每年造成的損失超過5%，是漬澇災害的高頻發生區，也是漬澇災害損失高值區。而總體來看，除了貴州省西南地區，其余地區一級澇災造成損失較少，但絕大部分地區平均年漬澇災害導致的損失仍然超過2.5%。主要有西部威寧、赫章、畢節一帶，北部桐梓、正安片區和中東部石阡、甕安、黃平、臺江、三穗、鎮遠、施秉片區一級漬澇受災損失低于2.5%。整體來看，一級漬澇受災損失較大的地區主要集中在西南部，而損失較小的地區則較為分散，這說明貴州一級漬澇受災損失分布具有區域性。

圖2 貴州省一級漬澇發生頻率與損失率分布圖

2.1.2 二級漬澇災害空間分布以及損失率空間分布 如圖3所示，二級漬澇災害發生頻率分布與一級漬澇災害類似，都呈現為西南部漬澇高頻發生，西部、北部、中東部地區漬澇發生頻率較低，其余地區則為中頻地區。但是二級漬澇受災損失高值區更偏南部，即主要是冊亨、貞豐、紫云、羅甸、望謨一帶，高值區中心大致位于望謨，年均損失達到了3.7%。西部漬澇受災損失低值區則向西收縮，主要為威寧、赫章地區；北部漬澇受災損失低值區反而增大，包含了習水、仁懷、遵義、桐梓、正安、道真周邊區域；而中東部漬澇受災損失低值區整體變化不大。同時在三都、丹寨區域出現了新的二級漬澇受災損失高值區，平均每年造成總產值2.3%的損失。

圖3 貴州省二級漬澇發生頻率與損失率分布圖

對比一級、二級漬澇災害高頻與低頻區域，低頻區都主要為西部、北部以及中東部，主要區別在范圍大小；高頻區主要都在西南部，區別主要在于中心位置有些南北偏差。而在二級漬澇災害中新出現的次高頻區丹寨和三都，該區域附近一級漬澇災害頻率也相對較高。這說明貴州一級、二級漬澇災害高頻、低頻區具有較強的相關性。

2.1.3 三級漬澇災害空間分布以及損失率空間分布 如圖4所示，相較于一級、二級漬澇災害發生頻率，三級漬澇災害發生頻率顯著較低，在三級漬澇災害發生低頻區發生頻率均趨近于0次/年，很少會造成損失。三級漬澇災害空間分布，相較于一級、二級的空間分布，整體位置變化較小，有較明顯的相關關系。西南部的六枝、關嶺、鎮寧、普定、平壩一帶，各級漬澇災害發生頻率均較高；都勻、獨山、三都、丹寨片區，為二級、三級漬澇災害次高頻發生區。各級漬澇災害低頻發生區均在西部、北部以及東部。在東北部出現了三級漬澇災害中頻發生區。其中三都三級漬澇災害發生頻率高達0.27次/年，每年漬澇受災損失達到了5.4%。對比一級、二級、三級漬澇空間分布，可以發現高值區與低值區有較好的對應關系，這說明在貴州漬澇災害的發生具有區域性，在西南大部分區域各種級別的漬澇災害發生頻率均相對較高；而在西部、北部、偏東部地區，各級漬澇發生頻率均相對較低。

圖4 貴州省三級漬澇發生頻率與損失率分布圖

2.1.4 漬澇災害空間分布以及損失率空間分布分析 貴州各級漬澇災害發生的高頻、低頻區有較好的對應關系，大致可以分為漬澇災害高頻發生區、漬澇災害中頻發生區與漬澇災害低頻發生區。其中高頻區主要為西南地區，即六枝、鎮寧、紫云、望謨一帶的西南地區；以及以三都為中心的三都、丹寨、都勻片區。這些漬澇災害高頻發生地區漬澇氣象指數保險有著廣闊的推廣前景，漬澇氣象指數保險的推廣使用可以大大降低發生各級漬澇災害導致辣椒減產損失的風險。

中頻地區則為除了高頻、低頻地區外的區域，這些地區特點主要為某級或某幾級漬澇災害發生頻率較高，或是各級漬澇災害發生頻率略微偏高導致。這些地區的純保險費率相對高頻地區純保險費率較低，也具有推廣漬澇氣象指數保險的潛力，通過漬澇氣象指數保險的推廣應用，達到降低受農戶的災損失風險。尤其是貴州東北部地區，即松桃、江口周邊片區，這些地區三級漬澇災害發生頻率相對較高，可能發生單次高強度的漬澇災害導致辣椒嚴重減產。故在二級、三級漬澇災害發生頻率相對較高的中頻地區，漬澇氣象指數保險發展潛力較大；其余地區則漬澇氣象指數保險發展潛力相對較弱。

2.2 純保險費率空間分布

2.2.1 免賠額為5%的純保險費率空間分布與分析 如圖5所示，當免賠額5%時，貴州西南地區，即晴隆、關嶺、鎮寧、紫云、望謨、羅甸區域，純保險費率均達到了8%以上，望謨更是高達13%。且西南大部分地區均達到了6%以上的純保險費率。這表明貴州西南部，尤其是晴隆、關嶺、鎮寧、紫云、望謨、羅甸區域受漬澇災害影響巨大，年均漬澇受災損失較大，達到8%以上，這和前文提到的當地各級漬澇災害頻率均較高相佐證。以及三都、都勻周邊地區，純保險費率達到了8%以上，最高達到了11%，該片區三級漬澇災害發生頻率較高，且三級漬澇災害發生頻率最高的站點在三都，單年均三級漬澇受災損失就達到了5.4%，這充分說明了高強度的漬澇災害對辣椒造成的損失相當巨大。

圖5 貴州省辣椒純保險費率分布圖（免賠額為5%）

而在貴州西部的威寧、赫章，貴州北部的桐梓、正安、道真，貴州東部部分區域，即鎮遠、施秉片區，純保險費率均低于4%，這與前文提到，這些地區各級漬澇災害發生頻率均較低，且年均漬澇受災損失低于4%有關。

一級漬澇發生頻率最高的鎮寧、二級漬澇發生頻率最高的望謨、三級漬澇發生頻率最高的三都，這3個地區的純保險費率均達到了10%以上，且望謨的純保險費率為全省最高(13%)。說明無論是哪級漬澇災害的高頻發生，都會嚴重影響辣椒產量，造成巨額的經濟損失，故這些地區通過計算得到的純保險費率也相對較高。

2.2.2 免賠額為10%的純保險費率空間分布與分析 如圖6所示，當免賠額為10%時，整體純保險費率相對免賠額為5%時較低。但依舊有多個地區，如三都、望謨、貴定這3個站點周邊區域的純保險費率達到了5%以上，貴州西南部，即六枝、普定、鎮寧、關嶺等地區，純保險費率在3%～ 5%之間。其余地區的純保險費率則都在3%以下。

圖6 貴州省辣椒純保險費率分布圖（免賠額為10%）

在免賠額為10%的純保險費率分布中，純保險費率相對較高的地區與二級、三級漬澇災害高頻發生地區在地理位置上十分接近。且2個高值中心分別為二級、三級漬澇發生頻率最高的地區，即望謨和三都。而一級漬澇高頻發生地區的純保險費率降低顯著，尤其是鎮寧，純保險費率降低了6.7%。說明當免賠額為10%時，一級漬澇高頻發生地區的農戶雖然能夠以更低價格購買保險，但是卻要承擔更大的風險。

3 討論

3.1 貴州辣椒漬澇氣象指數保險可行性分析

劉佳[25]在中國農業漬澇災害時空格局分析中將貴州劃入水災Ⅰ區，表示在貴州漬澇災害常年發生。這與本研究利用貴州省1990—2019年降水數據得出貴州地區漬澇災害頻發相佐證。尤其在西南大部分地區一級漬澇發生頻率達到了1次/年，且一級漬澇和二級漬澇高頻發生區域十分接近，雖然三級漬澇發生頻率最高地區不在西南區域，但是發生過三級漬澇的區域也主要是西南區域以及貴州東南部區域[28]。

漬澇災害以及常伴隨發生的大風等氣象災害嚴重影響辣椒正常的生長發育，會導致辣椒果實品質下降，產量降低[29]。漬澇災害以及其伴隨其發生的大風等災害是影響辣椒的主要氣象災害[26]，因此利用氣象指數保險可更好地保障辣椒種植戶的利益，尤其是在漬澇災害高頻發生的西南地區，氣象指數保險能很大程度上代替傳統農業保險[30]。通過推廣辣椒漬澇氣象指數保險來降低農戶因受災導致的經濟損失風險，不僅能保護農戶的經濟利益，還能促進貴州辣椒產業持續穩定的發展。因此在貴州氣象指數保險有著廣闊的發展前景[15-17]。

3.2 貴州辣椒漬澇氣象指數保險應用分析

根據保險平衡原理純保險費率等于期望的損失率，以及不同免賠額度可以計算出免賠額不同的純保險費率[31-33]，可以得出免賠額不同時，純保險費率會有較大的差距。當純保險費率較高時會影響農戶購買保險的積極性。提高免賠額雖然能降低純保險費率，能吸引更多農戶投保，但是農戶則需承受相對較高的受災損失風險，尤其是一級漬澇發生頻率較高的地區。雖然免賠額最低時純保險費率較高，但是農戶需承擔受災損失的風險更低。

免賠額的高低，可以決定純保險費率的高低，以及農戶需相應承擔風險的大小。因此可以根據免賠額的大小設計出不同價格區間的多種保險，使得不同需求的客戶能夠選擇適合自己的保險[18-19]。如對風險敏感的客戶可以選擇保險費率相對較高的低免賠額保險，能大幅降低投保戶受到各級漬澇災害導致損失的風險；對價格敏感的客戶則能選擇保險費率相對較低的中高免賠額保險，能降低受到嚴重漬澇災害如二級、三級漬澇災害帶來的嚴重經濟損失風險。如在貴州西南部地區，各級漬澇災害發生頻率相對較高，則更適合低免賠額的辣椒漬澇氣象指數保險；在貴州東南部地區，尤其是望謨和三都周圍地區，歷史上二級、三級漬澇發生頻率相對較高，但是一級漬澇發生頻率較低，因此更適合中高免賠額的辣椒漬澇氣象指數保險[30]。

3.3 存在的不足

在計算純保險費率時，未能考慮各地地形對漬澇災害大小的影響，并由于地區差異，難以避免基差風險[20-22]。且本研究中辣椒純保險費率的損失率因子是通過歷史經驗得出的平均結果，可能與實際存在差異，在應用時需要根據當地情況進行訂正，或是根據往年產量重新計算出更適合當地的損失率因子。

4 結論

在貴州尤其是西南地區以及南部地區，是漬澇災害的高頻發生區域。漬澇災害嚴重影響了這些地區的辣椒果實品質與產量，給當地辣椒種植戶帶來了嚴重的經濟損失，并制約了貴州辣椒產業穩定的發展。可以通過辣椒漬澇氣象指數保險來降低農戶受災損失風險。根據不同免賠額的純保險費率比較分析，得出在在貴州西南部更適合低免賠額的辣椒漬澇氣象指數保險；其余地區則更適合中高免賠額的辣椒漬澇氣象指數保險。在貴州辣椒漬澇氣象指數保險有著廣闊的市場潛力，不僅能降低農戶受災損失風險，還能促進貴州辣椒產業持續穩定發展。