摘要：草原指數保險是農業保險中的一種新型類別，它有比傳統賠償保險更加科學的觸發機制，包括指數變量和觸發水平。它選取與草原生產緊密相關的指標作為指數變量，通過研究不同尺度上草原生產中產量/氣象/NDVI和經濟指標數據的關聯機制，精密計算出核定尺度下指數變量的觸發水平，可極大化地縮小基差風險，從而通過觸發機制來衡量投保人是否能夠獲得賠償。本研究探索了11個國家18種運營中的草原指數保險的觸發機制，發現它們按照指數選取的不同標準可以分為區域產量指數保險、天氣指數保險和衛星遙感指數保險。區域產量指數保險以選定區域的平均產量為基礎，當該區域的實際平均產量低于指定水平時，所有投保人獲得相同額度的補償;天氣指數保險選擇氣溫、降水等氣候條件作為指數，衡量它們對草原生產的損害程度;衛星遙感指數保險創新性地結合衛星、遙感技術，NDVI是它最常用的指數。然而，作為世界草原大國，我國對草原指數保險的研究十分匱乏，在試點或運營的相關產品屈指可數，這不利于草原的可持續發展。考慮到我國氣象站點覆蓋密度低導致數據源缺失，且草原區域幅員遼闊，照搬別國的現有產品不現實。因此，針對中國的方案設計亟待提出。本研究提出以草原綜合順序分類法為框架，遙感數據源提供宏觀數據，以無人機技術補充中觀數據，通過農牧戶入戶調查得到微觀數據，實現宏觀、中觀、微觀數據源全覆蓋，通過系統分析該類型中多年產量/氣象/NDVI和經濟數據之間的關系，明確該類型草原的觸發機制。最終實現只要投保人的生產性收入狀況偏離了正常年份的平均水平，就能獲得賠償。

　　關鍵詞：草原;草原指數保險;區域產量指數保險;天氣指數保險;

　　衛星遙感指數保險全球草原面積約31.58億hm2，大約占全球陸地總面積的1/3[1]，是地球上分布最廣的植被類型，在全球范圍內提供重要的生態系統服務[2]。一直以來，草原農業生產系統受天氣因素等影響很大，具有高度不確定性，導致生產者常常蒙受損失。而目前牧民常用的風險管理策略[3-4]不僅會加大支出，且往往并不能很好地抵御風險。

　　此時，引入保險這種基于市場的風險管理工具可以更低廉、更廣泛地降低風險，也可以涵蓋極端事件。因此，草原指數保險被定義為牧業生產者從事牧業生產活動時，對自然災害和意外事故造成的經濟損失提供保障，承擔賠償金責任的一種分散風險的創新型保險管理工具[5]，目前已在各大洲多個國家處于研究、計劃或運行之中。中國是世界上草原資源最豐富的國家之一，居世界第二位，其中天然草原總面積近4億hm2，占全國土地總面積的41.7%，為現有耕地面積的3倍[6]。

　　然而，匱乏的指數保險產品與豐富的草原資源不相匹配。雖然在2014年8月，國務院就出臺《關于加快發展現代保險服務業的若干意見》，提出“探索天氣指數保險等新興產品和服務”，但無論是學界、保險行業還是草原牧區政府都未對此做出理想的反應。我國目前在運行草原指數保險的只有內蒙古自治區和青海省，且存在機制設計不夠合理的問題[7]。相關保險產品設計也只有針對內蒙古東部地區的“草原牧區雪災天氣指數保險”[8]和西藏那曲地區的“畜牧業旱災指數保險”[9]。理論和實踐層面的雙重匱乏使得草原指數保險在我國幾乎還處于“真空狀態”。然而，推動草原生產可持續發展是草原工作者的使命。面對草原指數保險這一重大選題，本研究探討該產品在世界范圍發展狀況，首要任務是總結國內外的典型產品及其機制設計，厘清可借鑒的經驗，結合我國自身的國情進行探討，以期填補我國草原指數保險幾近“空白”的局面。

　　1草原指數保險的源起

　　草原指數保險是農業指數保險的一個分支，專門針對基于草原生態系統的農業生產，包括種植業和畜牧業等。與傳統種植業相比，基于草原的農業生產更加粗放、更易受極端天氣的影響，因此收益的波動更大。放牧和缺乏產量測量使得用傳統保險產品來給草原產品投保幾乎不可能。此外，草原每單位面積的價值相對較低。由于這些原因，基于賠償的傳統農業保險通常是針對經濟作物設計的，而非草地農業系統，特別是草地產量[10]。

　　相反，指數保險產品擁有保障草原可持續發展的潛力，因為它們的收益依賴于一個與實際草產量高度相關又彼此獨立的內生指數[11]。最早的草原指數保險產品于21世紀初出現在加拿大(2000年)和西班牙(2001年)，針對牧場的飼草和農產品，此后，逐漸出現在歐美亞非的許多國家。草原指數保險從誕生起就自然屬于農業指數保險這一大類，沒有被刻意分劃過。但草原農業生產和種植農業生產的區別使得草原指數保險有被單獨討論和研究的必要。

　　2019年，Willemijn等[11]發表的綜述概覽討論了歐美市場在運行的全部12種草原指數保險產品，意在總結歸納并促進國際交流，這是此類產品第一次以整體的形式被分立出來單獨討論。可以說，與傳統農業保險相比，這一保險類別還十分新穎和稚嫩，擁有巨大的發展空間。追溯草原指數保險的源起離不開對農業保險和指數保險的探討。農業保險是專為農業生產者在從事種植業、林業、畜牧業和漁業生產過程中，對遭受自然災害、意外事故疫病、疾病等保險事故所造成的經濟損失提供保障的一種保險。20世紀20年代以來，世界各國相繼發展農業保險[12]。

　　經歷了近100年的發展，如今農業保險已經在世界范圍得到了推廣和運行，在發達國家和部分發展中國家形成了穩定的產業，并在不同的國家和地區發展出了不同的模式。指數保險是保險市場中一種較新型的保險類別，于20世紀30年代由印度學者Chakravarti提出。與傳統保險的賠償基于被保險人的損失不同，指數保險的賠償基于預先設定的指數，當達到了設定指數的觸發值之后，便會觸發賠償。由于農業產業本身固有的受自然環境影響大、生產收益不穩定等特點或弱點，農業成了指數保險最主要的應用方向。

　　農業指數保險往往選取區域產量、降水、蒸發量、積溫等與農業生產密切相關的條件中的一個或幾個作為參考指標，結合投保地區和對象的特征確定具體的數值作為觸發值。農業指數保險之所以受到廣泛的重視，是因為它本身具有超越傳統保險的巨大優勢。首先，選取的指數極大降低了受到人為干擾的可能，減少了逆向選擇和道德風險;其次，保險需要用到的數據是公開、透明的，達成了保險方和被保險方的信息對稱;再次，優化了步驟，降低了交易成本，比如災害發生后依靠氣象部門實際測得的氣象數據來計算賠付金額，而不用挨家挨戶勘查定損;最后，它還有利于保險產品的標準化、證券化，保險產品設計的余地充分，可塑性強[13]。

　　各地的實踐證明，農業指數保險較好地保護了投保人的利益，有利于農業生產的可持續發展，是值得推廣的風險轉移產品。在農業指數保險的推廣過程中，除了各地政府以外，世界銀行是最不可忽略的助推者之一。在世界銀行的協助下，許多發展中國家從本國狀況出發，研發出具有各自地域特色的指數保險產品。蒙古、印度、肯尼亞、墨西哥等許多國家的農業指數保險產品都得以順利運營。此外，國際農業發展基金、聯合國世界糧食計劃署等國際組織也為農業指數保險的應用推廣做出了不懈努力[14]。

　　2草原指數保險的分類與原則

　　在發達國家，草原指數保險多由私營公司提供，且有完善的配套設施，如密集的氣象站和完整的數據庫。加拿大和西班牙是最早專門為草原提供指數保險的國家。由于這些國家都是自主設計，因此相關的保險產品各不相同，各具特色。在發展中國家，保險多由政府牽頭，在世界銀行等組織的協助下推出，與保險公司合作運營。在這樣的情況下，許多國家的產品具有一定的共性，有些國家甚至使用同一款產品，如肯尼亞和埃塞俄比亞的“基于指數的牲畜保險”。

　　雖然農業指數保險具有許多突破性的優勢，但它仍有一些與產品本身特點相伴的風險。首當其沖的便是基差風險，它是指購買方的損失與保險方的賠付不相匹配的問題，被保險方可能在沒有損失時獲得賠償，也可能在發生了損失時得不到賠償。基差風險由3部分組成，分別是空間、時間和設計基差風險[11]。空間基差風險常常產生于指數的測定地點和被投保對象所在的地點不在同一個空間范圍(尺度)，兩地間的差異會導致結果的偏差。時間基差風險由于觀測的時間聚集偏差而出現，主要是因為觀測結果匯總為數月，而植物的脆弱性與植物物候期相關[15-16]。

　　如果說空間和時間基差風險是源自外在的觀測過程，那么設計基差風險就來自保險的觸發機制。觸發機制包括指數變量和觸發水平，選取的基礎指數越是與被保險方的成災受損機制聯系緊密，設定的觸發水平越是貼近被保險方的實際受損情況，觸發機制就越合理，設計基差風險也就越低。因此，對于一項指數保險產品而言，前期最關鍵也最困難的部分就是觸發機制的設計。以下匯總了搜集到的世界范圍內運營中的草原指數保險，發現現有的草原指數保險可以根據選取的指數變量分為三大類，即區域產量指數保險、天氣指數保險和衛星遙感指數保險。除了指數保險皆有的優缺點，它們在具體的優勢和基差風險上也有所不同。

　　2.1區域產量指數保險

　　區域產量指數保險是農業指數保險中最早出現的險種之一。這是因為傳統視角下，產量是衡量農業成果最重要的指標之一。區域產量指數保險是以一個事先確定的區域的平均產量為基礎，當該區域的實際平均產量低于指定水平時，所有投保人都可獲得相同差額的補償[17]。

　　標準值的設定往往需要以被投保地區幾十年的數據作為參考依據，從中計算總結出一個適合的值。與傳統賠償保險相比，區域產量指數保險有著明顯的優點。首先，以地區為單位，意味著更全面、更高質量的數據，有利于更好地進行風險評估。其次，道德風險降低，因為單個生產者的行為對一個地區總量的影響小于其個人的產量。最后，管理成本降低，因為它往往是面向農場而非個人的。但由于這種保險只考慮相應地區的“平均損失”，單個農場和農戶很有可能無法獲得與自身實際損失相符的賠償，這實際上是空間基差風險的表現。

　　2.2天氣指數保險及其運行機制

　　天氣指數保險是目前所有農業指數保險中應用最多最廣的一類。它是指把一個或幾個氣候條件(如氣溫、降水、風速等)對農作物的損害程度指數化，每個指數都有對應的農作物產量和損益，保險合同以這種指數為基礎，當指數達到一定水平并對草原生產造成一定影響時，投保人就可以獲得相應標準的賠償。國外最常用的指標是降水量對長期平均水平的偏離程度，這是受到Allan等[18]提出的“降水距平百分率(PA)”的啟發。農業行業的特殊性使得其生產與天氣條件息息相關，因此，自20世紀90年代“天氣指數保險”的概念提出以來[19]，它便受到了眾多國家的重視，并在21世紀得到了廣泛的應用。

　　在我國，2016年中央一號文件《關于落實發展新理念加快農業現代化實現全面小康目標的若干意見》提出“探索開展天氣指數保險試點”，2019年《關于促進小農戶和現代農業展開有機銜接的意見》中也要求推進天氣指數保險試點，表明了國家對于開展天氣指數保險的高度重視。國外關于天氣指數保險的設計中，常用的模式有Copula函數[20]、分位數回歸法[21]等。在天氣指數保險中，時間分辨率指重復觀測同一地區所需要的時間，空間分辨率指重復觀測同一地區的基礎空間單位。時間和空間分辨率的設計與觀測數據質量關系密切，是影響基差大小的因素之一[11]。由于天氣指數保險所需的數據多源自氣象站和其他第三方，獨立于保險方和被保險方，因此可以有效避免道德風險。

　　此外，天氣指數保險還可以為牧草質量的下降[22]和為了應對天氣影響而增加的投入投保。例如，雪災發生時，積雪過深導致牧民只能進行全舍飼，致使投入增加[8]。與地區產量和賠償保險相比，這些額外的支出至少被部分涵蓋進了天氣保險系統。但天氣指數保險仍不可避免地會有基差風險。當測定的天氣(比如來自一個遙遠的氣象站)與生產地的實際天氣不一致時，空間基準風險就會產生;當決定產量的天氣被測量于一個錯誤的時間點，比如忽略了植物生長的脆弱階段時，時間基準風險就會產生[23];而設計基準風險表現為計劃生產和實際生產之間的差異，通常一個地區的天氣系統越復雜，設計基準風險就越高。

　　2.3衛星、遙感技術的引入產生了新的指數保險

　　指數保險與衛星、遙感等現代技術工具結合成為了行業發展的新方向。近年來，隨著越來越多的衛星數據開放以供使用，人們發現衛星圖像很適合與農業保險相結合[24]。而2015年初發射的第一顆哨兵2號衛星使得用開放源數據直接監測草地植被成為可能[25]。大量遙感文獻討論了監測和估算草地產量的可能性。多種草地指數保險使用歸一化差異植被指數(normalizeddifferencevegetationindex，NDVI)作為保險的基本指標，它能測量紅色和紅外區域的冠層反射率之間的關系。人們發現NDVI對于檢測草原干旱具有強大的作用[26-27]。雖然預測的準確性通常很好，但它們并非沒有錯誤。例如，NDVI與草產量之間的關系受葉片覆蓋、大氣散射和土壤背景的影響。所有這些因素都可能導致現場測量和衛星測量之間存在相當大的偏差[28]。

　　而且由于測量的數量和質量可能與現場植被生長和健康的實際損失不完全相關，由此產生衛星保險的設計基準風險。衛星、遙感技術還可以應用于區域產量和天氣指數保險的設計、運行全過程。對于區域產量指數保險，通過這些技術可以得到宏觀層面的植被狀況估計，還可以定期進行產量估算。對于天氣指數保險，這些技術有助于進行天氣估計。例如，在贊比亞，基于衛星數據的棉花降水指數保險正在施行[29]。但地面氣象臺站仍然是天氣預測的穩定可靠來源，利用衛星測算天氣還是農業指數保險的一個探索性領域[25]。

　　2.4指數選取原則無論何種保險產品，都必須遵循“損失補償”原則，即當保險事故使投保人遭受損失時，保險人必須在保險責任范圍內對投保人所受的損失進行補償[30]。指數保險通過控制基差風險來貫徹這一原則。這既要求選定的指數能很好地反映被保險方承受的損失，更要求理賠方案能良好地匹配指數和實際損失的關系，它對使用的數據源在質和量上都提出了極高的要求。

　　通過對各類草原指數保險產品的回顧，總結出指數選取時的幾個原則：1)與選定地區的具體情況相匹配。這樣才能保證指數對實際損失具有較強的解釋能力。如同樣使用“基于指數的牲畜保險”這一產品，蒙古以縣級的牲畜死亡率作為指數變量，肯尼亞則選取基于遙感反演的歸一化植被指數。2)獨立穩定可獲取。選取的指數不應受到人為干擾，且須保證在較長時期內可以連續獲得。3)數據來源渠道公開透明。指數保險需要的數據獨立于保險雙方，這既是它的突出優勢，也是必須遵循的原則。同時，保險雙方應當享受同等的獲取信息的權力，避免信息不對稱問題。4)易于解釋，對用戶友好。這對保險的推廣應用來說尤其重要。

　　3運營中的草原指數保險典型案例及其運行機制

　　3.1區域產量指數保險美國從2007年開始以“集團風險計劃”的名義為牧草提供區域產量保險。這項保險始于1993年，最初是專門針對大豆(Glycinemax)生產者的[31]，擴展到牧草和其他作物后，合同數量也顯著增加[32]。最近，集團風險計劃已被一項名為“區域風險保護保險(areariskprotectioninsurance，ARPI)”的保險取代，但這仍然是原始保險[33]。它與其前身的不同之處在于，包括收入產品在內的所有集團產品都使用相同的名稱。

　　只要國家農業統計局(NationalAgriculturalStatisticsService，NASS)估算的一個縣的總產量低于該縣的NASS產量預測值，就會產生回報[34]。該預測在收獲日期前約6個月公布。NASS根據產量的歷史記錄，應用植物生長模擬模型、特定用途的衛星圖像以及技術人員的抽樣統計模型來確定風險區各種農作物的正常平均產量，以該平均產量的一定百分比作為保險額[31]。保險的空間分辨率設定為縣級，這是因為在美國，縣是具有歷史區域產量數據的最小空間單位。由于農場的平均產量可能高于縣平均產量，因此可以購買高達150%的保護[35]。

　　蒙古政府在世界銀行的協助下，從2005年開始研發“基于指數的牲畜保險”(indexbasedlivestockinsurance，IBLI)。這是由于1999-2002年，蒙古連續3年遭遇嚴冬，極端寒冷的天氣之災促使蒙古當局決定設計一份針對本國牧民、有效且持久的保險產品[36]。這款產品旨在保護牧戶免受極端天氣事件造成的經濟損失，并且更快地恢復生產。在IBLI中，指數變量為縣級牲畜死亡率，這一方面是因為除了金額之外，牲畜死亡率能夠最直觀地反映災害的嚴重程度和牧民的損失，另一方面則是因為蒙古當局對歷年數據的記錄比較完整，便于參考。當該地區某一類牲畜死亡率超過6%時，便會觸發賠償。

　　3.2天氣指數保險

　　奧地利、德國、瑞士、加拿大、美國和中國都有運營中的天氣指數保險。絕大部分國家都采用降水量作為指數變量，因為它是對農業收成最具決定性的指標之一。但各國指數的時間分辨率和空間分辨率卻不一樣，觸發值和賠償方式也各不相同，在設計層面上顯示出一定的獨立性[37-442)。

　　奧地利的“草地指數”保險由奧地利冰雹保險公司提供。該方案以市為指數空間分辨率，在市政當局選擇一個中央測量點，然后放置降水記錄儀，記錄每日的最大和最小降水量值。該保險的時間分辨率為5個月或42d，如果5個月的累計降水量小于長期平均水平的36%，或者42d的累計降水量小于長期平均水平的70%，就會觸發收益。德國從2014年開始起用的“天氣計劃”保險產品實現了高度定制化，保險公司為每個客戶單獨進行天氣損害評估，并根據評估量身定制指數保險產品，指數變量、空間分辨率和觸發條件均依據客戶的具體條件和要求。

　　德國根據49個氣象站的歷史日降水數據，構建了多站點降水模型，然后又用此模型預測未來的降水。這個模型是德國目前認可的總體最優模型，它使基差風險降低了20%~40%。瑞士的“草原保險”選取的指數既有降水量，也有蒸發量，其中降水量來自5個地面雷達氣象站的測量數據，蒸發量則是本國草甸蒸發量的國家特定值。該保險數據來源的精密性很高，通過260個氣象站的降水測量來驗證1km×1km網格化雷達數據。每日測量結果以6個月為范圍進行匯總，當降水量小于長期平均水平的75%時觸發收益。

　　加拿大有3個主要省份從21世紀初開始實行草原指數保險，且都允許客戶選擇最多3個氣象站。最早的是安大略省從2000年開始運行的“飼草降雨計劃”。在該項目中，主成分回歸(PCR)和偏最小二乘回歸(PLSR)模型被用于解決高維度和氣象變量的多重共線性問題，最終發現指數覆蓋的區域越小，降水與牧草產量的相關性越高，即空間分辨率的選取越精確，基差風險越小。

　　在此基礎上，確定時間分辨率為單月、雙月或3個月，當單月降水量小于長期平均水平的85%時觸發賠償。若在收獲期的10d內，降水量大于5或7mm，也可以觸發賠償。這樣一來，無論面對干旱還是暴雨，都有了保護機制。此外，保險賠付金額根據土地類型的不同有所不同，改良的可耕種土地40~256美元·hm-2，改良牧場10~64美元·hm-2，未經改良的牧場10~16美元·hm-2。加拿大農業金融服務公司在阿爾伯塔省推出的“水分不足保險”以月為單位，保證任何月份都能抵御降水量不足。該保險分為兩種，一種專供干旱發生頻率高的春季，一種則全年都適用。前者的觸發水平為70%，后者為80%。與前兩個省份類似，薩斯喀徹溫省的“飼草降雨保險項目”每4個月匯總一次日降水量，若小于長期平均水平的80%則產生賠償。

　　美國有兩類保險方案，其一是“牧場飼草降雨指數”保險(RainfallIndexPasture，Rangeland，Forage，RIPRF)，2007年起應用于美國東部地區草場;其二是“降雨指數年度飼料計劃”(RainfallIndexAnnualForageProgram，RIAFP)，它是RI-PRF的年度飼草版本，應用于美國西部草場。它們的共同之處是降水數據均來源于美國國家海洋和大氣管理局，空間分辨率為0.25°×0.25°的網格，且保險觸發機制一致。但兩者時間分辨率不同，對于RI-PRF，如果2個月的降水量低于平均降水量的70%~90%，就會觸發賠償;對于RIAPF，如果7個月的降水量低于平均降水量的70%~90%，農民獲得賠款。至于具體觸發值是70%~90%中的哪個數，則由農民自主選擇。

　　4中國方案設計亟待開展

　　4.1我國草原指數保險發展的阻礙

　　無論是與國外草原指數保險蓬勃發展的態勢相比，還是與我國豐富的草原資源相比，我國的相關研究和產品都顯示出極大的匱乏。然而，若要照搬國外經驗也有重重阻礙。雖然許多國家已經形成了成熟的草原指數保險產品，但我國國情的特殊性和復雜性決定了不能照搬國外的經驗。目前的阻礙主要有：

　　1)氣象站分布密度小，數據缺失嚴重。在保險設計層面，數據源的缺失是我國現階段面臨的最大問題。觸發機制是構建一項指數保險的骨骼，而合理、準確的觸發機制必然需要充分的數據源做支撐。與發達國家每12km就有一個氣象站的密度相比，我國尚未實現縣級氣象站全覆蓋，差距懸殊。我國國家級氣象站的分布如圖1所示，西部草原牧區的氣象站密集度明顯低于東部農區，其中分布最稀疏的西藏甚至平均超過300km才有一個站點。氣象站的嚴重不足導致氣象數據的不完整和不連續，不僅影響保險產品的設計，也不利于維持產品的運營。2)草原區幅員遼闊，氣候復雜。我國草原區面積大、跨度廣、氣候類型多樣且地區分異明顯，單一產品無法做到全覆蓋，必須因地制宜地進行開發，做好各區域風險區劃。

　　3)氣象部門發布與指數保險所需的指標亟待協調與統一。氣象部門發布的氣象指標和災害指數不是針對指數保險設立，在指標的靈敏性、穩健性、友好性等方面不能滿足保險指數要求。若使用新構建的保險指數，氣象部門在指數研發和標準認證的周期上難以滿足指數保險亟待創新和發展的需求[8]。4)對草原指數保險的投入和重視不夠。長期以來，由于經濟發展水平相對落后，草原地區受到的關注一直不如其他地區。同樣是指數保險，關于農業指數保險的研究更早、更多，全國許多地區也已經有了試點、運營的產品，而草原指數保險往往處于被忽略的狀態。

　　通過上文，得到了在中國自主設計草原指數保險的方法：以草原綜合順序分類法為框架，以遙感數據源為宏觀數據，以無人機技術補充中觀數據，通過農牧戶入戶調查得到微觀數據，然后計算分析不同類型草地的產量/氣象/NDVI與經濟指標數據之間的關系，得到該類型草地的觸發機制。

　　當選定區域后，具體的步驟是：首先，在草原綜合分類系統中找到它所屬的類(亞類、型)，以匹配它的氣候、土地、植被等生境特征，初步推斷該區域的經濟受損狀況;然后，通過宏、中、微觀3個層面的數據源建立起屬于該區域的數據庫;最后，通過精密計算得到該區域的觸發機制。在這過程中，氣象站和遙感數據集提供的多年歷史數據是基礎，無人機可以補充觀測，農牧戶和相關機構提供經濟數據。由于同一類(亞類、型)的草原地區具有相似的生態生產條件，且本研究提出的指數保險設計步驟具有極強的可移植性，因此，本方案能夠引導不同草原類型找到自己的觸發機制，進而幫助不同的草原地區設計出適合本區域的草原指數保險，從點到面，最終實現我國草原地區指數保險的全覆蓋。

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　　作者：林慧龍1*，蒲彥妃1，王丹妮1，2，馬海麗1