农业气象指数保险产品研发的特点与技术难题

也■參哀邊World Agriculture2017.06(总 458)•封面人物.
编者按：陈盛伟（1971—），男，山东青州人，管理学博士，山东农业大学经济管理
学院院长、教授、博士生导师，长期致力于农业保险研究。

获山东农业大学“1512工
程”人才、泰安市第十二批科技拔尖人才、山东省智库高端人才等荣誉称号，兼职中
国林牧渔业经济学会渔业经济专业委员会常务理事，山东省现代农业产业技术体系创
新团队鱼类产业经济岗位专家，山东省金融学会学术委员。

先后主持国家自然科学基
金项目、山东省社会科学规划研究项目、山东省软科学研究计划项目、中国博士后基
金项目、山东省博士后基金项目、山东省中青年科学家基金项目10余项，主持其他
横向研究项目10余项。

在《农业经济问题》《保险研究》《农业技术经济》《改革》
《中国科技论坛》《经济问题》《农村金融研究》等学术期刊发表论文60余篇，出版专
著3部。

农业气象指数保险产品研发的
特点与技术难题
奪陈盛伟牛浩
(山东农业大学经济管理学院泰安271018)
摘要：农业气象指数保险是农业保险的创新型产品，它可以有效地解决传统查勘定损
型农业保险存在的业务难题。

本文通过对中国农业气象指数保险产品研发现状进行回
顾，分析了产品研发在对象选取、产品设计、指数选取等层面的特点，总结农业气象
指数保险产品研发在指数选取、数据获取和处理、关键环节把控等层面的技术难题，
提出了优化指数选取机制和产品构建程序等进一步研发农业气象指数保险产品的对策
建议。

关键词：农业风险管理；气象指数保险；技术难题；改进建议
DOI：10. 13856/. cn11-1097/s. 2017. 06. 036
农业保险是管理农业自然风险、生产风险的重要保险手段，它对稳定农民收人、迅速恢复生产、保障农产品供给具有重要作用，发展农业保险事业是当前中国“三农”政策的重要内容。

不过，随着农业保险业务规模的发展，传统查勘定损型农业保险的技术弊端逐渐显露，如定损缺乏相应的准确依
据、赔付标准难确定，保险纠纷不断；承保理赔程序烦琐，从灾害发生到理赔结束时间长，影响受灾
作者简介：陈盛伟（971—），男，山东青州人，管理学博士，教授，博士生导师，研究方向：农业保险；牛浩（990—），男，山东莱芜人，博士研究生，研究方向：农业大数据资源利用。

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2017.06(总 458)World Agricultu]
户及时恢复生产；道德风险难以防范，保险公司对养殖险等业务主动回避。

上述问题长期存在并困扰着农业保险的长远发展。

为改变农业保险的经营困境，中国专家学者们自2007年起开始探讨农业气象指数保险。

作为一种创新型保险产品，气象指数保险具有降低经营成本、信息高度透明、保障效率较高等突出的优势，从技术层面讲，该产品只需通过合理的数据处理和模型构建，即可确定相应的保险费率，并根据实际的气象数据确定相应的赔付标准，操作上无需进行实际的查勘定损，可有效缓解传统农业保险的固有难题。

自2007年起，中国开始理论关注和实践探索农业气象指数保险，自此之后的历年中央1号文件均提及农业保险产品的创新发展问题，其中2016年中央1号文件明确提出要探索重要农产品天气指数保险试点，农业气象指数保险的政策空间比较广阔。

与此同时，在较多的农业气象指数保险产品的研发设计与实践操作中，存在气象指数难确定、历史统计数据难获取、产品研发在关键环节上的准确性难把控等问题。

基于上述背景，本文对中国气象指数保险产品的研发现状进行梳理和述评。

首先，回顾农业气象指数保险产品研发的现状。

其次，分析气象指数保险产品研发的特点。

再次，总结农业气象指数保险产品研发的技术难题。

最后，提出农业气象指数保险产品进一步研发的改进建议。

1中国农业气象指数保险产品研发的现状
1.1农业气象指数保险产品研发的整体概述
在中国，农业气象指数保险产品的研发成果自2009年以来逐步增多。

截至2016年，代表性的产品研发成果已接近50项，分布到全国20多个省份，涉及保险标的包括玉米、小麦、水稻等主粮作物以及水果、茶叶、烟叶等经济作物。

农业气象指数保险产品的研发现状表现为增长速度快、分布地域广、保险标的多、区域性风险明显等特点。

1.2农业气象指数保险产品理论成果的区域分布
中国农业气象指数保险产品设计以玉米、小麦、水稻3大主粮作物为主，设计它们的研发数量占比约为70%，除此之外水果作物的产品研发占比约为10%，其他经济作物的产品研发占比约为20%。

在主粮作物气象指数保险产品的设计上，小麦和玉米的产品设计数量为12项，稻谷的产品设计数量为9项。

产品设计覆盖了安徽、山东、浙江等16个省份，其中关于小麦和玉米的气象指数产品设计均以干旱指数为主，同时还有降水、温度、日照、倒伏、综合等其他气象指数产品。

已有关于稻谷的气象指数保险产品，无集中性的某种气象指数，但涵盖了高温、干旱、暴雨等多个气象灾害。

由此可见，中国针对小麦和玉米气象灾害的产品指数选取形成了较为一致的认识。

在水果作物气象指数保险产品的设计上，共有6项成果，分布在5个省份，分别是浙江的柑橘和油桃、山东苹果、陕西苹果、海南芒果和福建的热带水果，且气象灾害均为冻害。

由此可见，水果作物气象指数产品的致灾因子选取已经形成了非常一致的认识。

在其他经济作物气象指数保险产品的研发上，还有棉花降水、干旱、低温指数，茶叶霜冻、综合指数，烟叶霜冻暴雨指数，羊群雪灾指数，马铃薯干旱指数，日光温室综合指数等共计9项产品，分布在江苏、甘肃、浙江等7个省份。

需要说明的是，本文定义的“综合”气象指数保险是指气象灾害因子在2个以上的产品。

1.3农业气象指数保险产品研发的环节分析
总结先有的农业气象指数保险产品的研究成果发现，中国已经形成了较为统一的设计步骤，大致可以归纳为5步，即：数据获取和处理——气象指数选取与构建——气象产量分离——气象指数与气象产量关系的确立——保险费率的厘定。

其中，产品研发的关键是如何较为准确地构建气象指数与气象减产量之间的对应关系。

2农业气象指数保险产品研发的特点
2.1产品选取原则以研究基础和数据获取的便捷性为主导
中国早期进行气象指数保险产品研发的多为气象部门专家，研发成果具备便捷的气象数据条件和典型的气象灾害特征。

之后的研究开始多集中在高校和科研院所，研究成果的便捷性主要体现在地域的便捷性和数据获取的便捷性上。

22产品标的对象集中在主粮作物
当前阶段，中国针对小麦、玉米、水稻3大主
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粮作物的气象指数保险产品研发占比达到70%,果蔬作物与其他经济作物各占15%左右。

整体来看，中国已经形成了较为成熟的几个地区的主粮作物产品研发模式，如安徽小麦、水稍，山东玉米、小麦，浙江水稻等。

与此同时，一些创新性的经济作物产品研发也不断涌现，形成了较为明显的地方特色，如浙江茶叶，海南芒果、橡胶，江苏阳澄湖大闸蟹等。

2.3产品设计关键环节的方法选取多样
目前，针对产品设计关键环节的方法选取也呈现出多样化特性。

第一，在气象产量分离环节，采用的方法如5年滑动平均法、灰色系统模型逐段滑动平均法、与年份多元多项式回归模型等。

第二，在气象指数与气象产量关系的确立环节，采用的方法如直接设定和验证二者相关关系、采用实验室模拟构建高温条件下的减产量与高温指数间的相关关系，如Copula函数法、空间面板数据分析等。

2.4产品研发选取的气象灾害指数以致灾单因子为主
分析农作物的风险受灾系统可知，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，限于技术困难因素，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。

3农业气象指数保险产品研发的技术难题
3.1影响产量的气象因素多，气象指数设计过程复杂
总结中国现有的产品设计成果，可以发现：第一，就多数农作物而言，造成其产量损失的气象因素并非单一，如何合理选取气象指数是产品设计的首要难题。

第二，气象指数的选取都需要对应于特定的时间段，但是指数时间段的选取需要针对不同年份的自然调整做灵活变化。

第三，气象灾害具有不确定性，特别是在某个较大区域，其次区域的受灾具有不一致性，指数设计覆盖区域范围难以准确划定。

3.2需要较为完善的历史统计数据，数据在不同年份的统计口径需要较一致
总结中国现有的产品设计成果，可以发现：第—234 —一，现阶段，中国农作物长时段的历史产量数据相对缺乏，难以达到结构化数据要求。

第二，尽管数据统计技术在日益进步，但农作物的年际数据统计标准存在不统一问题。

第三，农户对农作物的种植经验，对干旱、低温、洪涝等主要权重风险因子一般都会采取一定的风险自救措施，但历史统计数据不能体现农户风险自救行为。

3.3产品研发在关键环节的准确性较难把控，易造成基差风险程度的加大
气象指数保险产品设计的关键环节有两个，即气象产量的分离、气象指数与气象产量关系确立，这两个环节的准确性都较难把控。

一是，在气象产量分离环节，其核心步骤是趋势产量的拟合，不同的趋势产量方法得到的气象产量存在差异，因此趋势产量拟合的准确性较难把控。

二是，在气象指数与气象产量关系确立环节，需要具备严格的假设前提，如回归模型变量的选取与检验、减产率标准系数的确立等，否则基差风险便更加难以管控。

4进一步研发的改进建议
通过对农业气象指数保险产品研发特点与难题的分析总结，本文认为，下一步的产品设计还需要做好如下3方面的技术工作。

4.1优化指数选取机制和产品构建程序，区别对待权重较大的气象因子
(1)优化指数选取机制和产品构建程序。

第一，在指数的选取上，不仅需要考虑现实的业务需求，还要注重选取受人为因素影响小、数据质量相对理想、指数设计相对简单的气象因子。

对于在生命周期和同一时段受到多个气象灾害影响的农作物，仍需选择贡献突出的主因子气象指数，但可以增加产品数量，研发“一揽子产品”组合的气象指数保险产品。

第二，对于主因子难以选取的气象指数保险产品，可利用主成分分析等方法，采用数学降维的处理方法，将具有一定相关性的多个指标重新组合成一个新的综合指标。

第三，针对农作物在不同年份种植时间、气象条件、作物周期存在的偏差，需适当地扩大指数设计时段范围，或合理调整农作物气象指数的时段范围，或分类别研发小时段气象指数保险产品。

()区别对待权重较大的气象因子。

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年度
图6
世界棉花供需形势
2015/2016*
2016/2017**
6
2017.06(总 458)地■參哀邊 World Agriculture
温是影响中国农业生产最主要的两类气象灾害，气 象指数保险应优先选择降雨指数和温度指数。

在设 计中，针对这两类权重较大因子的农户风险自救行 为，可适当调整气象指数临界值或权重，或采取提 高保险费率的办法，也可采用风险自救成本代替保 险赔付的方法进行差异化补偿。

4.2提高数据获取能力，有效处理标准不统一数据
第一，在数据获取的基础设施上，应优先增加 气象站点的密度，特别是针对气候条件较为复杂， 适宜开展气象指数保险的小气候地区和地形复杂地 区。

也可以通过目前已经被保险公司引进的现代卫 星遥感技术以及无人机技术，来提高数据特别是气 象数据的准确水平。

第二，针对标准不统一的年际 数据，可进行标准化处理，如可选取中间年份作为 数据基点，采取模糊数学理论中头尾加权逼近的处 理方式设定权重指数，进行数据的标准化处理。

4.3准确分离气象产量，准确构建指数与减产量之 间的对应关系
第一，气象产量准确分离的关键是趋势产量准 确拟合。

在趋势产量的拟合过程中，需要从多模型 中进行比较选优。

并对模型的合理性进行检验。

第二，在较为准确分离气象产量和选取气象指数的基 础上，要通过合理的方法步骤有效构建指数与减产 量之间的对应关系。

5 结语
农业保险是保险行业中技术要求最复杂的险种， 限于技术手段、客观数据、气象条件复杂等多方面 原因，目前的农业气象指数保险产品较难实现对农 业风险的准确定损。

如何解决当前产品研发中的技 术问题，尽可能使气象指数保险产品的基差风险达 到最低，在此基础上，通过实践检验、开拓市场， 从而推动保险业务顺利开展。

参考文献
陈盛伟，张宪省，2014.农业气象干旱指数保险产品设计的 理论框架[J
].农业技术经济（12): 32-38.
牛浩，陈盛伟，2015.中国农业气象指数保险产品的发展现 状、面临难题及解决建[J
].中国科技论坛（7): 130­135.
牛浩，陈盛伟，2016.农业气象指数保险产品研究与试验述 评
JJ ]
.经济问题（9): 22-27.
(上接第231页）
产量的下调仅部分地抵消了中国和巴西产量的上调。

2016/2017年度世界棉花消费量预计为2 451
万
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较2015/2016年度估算值增加29万
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比2017 年3月预测值上调3万
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2016/2017年度世界棉花贸易量预计为786万
t
30
较2015/2016年度估算值增加18万t
比2017年3月
预测值上调3万
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2016/2017年度世界棉花期末库存量预计为 1 979万
t
较2015/2016年度估算值减少134万
t
比2017年3月预测值上调9万t
(图6)。

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