基于遙感植被指數(shù)的西藏那曲地區(qū)畜牧業(yè)旱災(zāi)指數(shù)?保險(xiǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究

李懿珈 ，葉濤 ，德慶卓嘎，尹怡煒，拉巴

（1. 北京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)部/環(huán)境演變與自然災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100875；2. 西藏自治區(qū)氣象局，西藏 拉薩 850000；3. 民政部 教育部減災(zāi)與應(yīng)急管理研究院，北京 100875；4. 中國(guó)人民財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)股份有限公司西藏自治區(qū)分公司，西藏 拉薩 850000）

農(nóng)業(yè)指數(shù)保險(xiǎn)是指依據(jù)合同中事先約定的、可客觀觀測(cè)、可靠測(cè)量、與保險(xiǎn)標(biāo)的損失高度相關(guān)且不受人為因素影響的由保險(xiǎn)指數(shù)來(lái)決定保險(xiǎn)賠付的一類(lèi)產(chǎn)品[1-2]。作為一種創(chuàng)新型農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移工具，農(nóng)業(yè)指數(shù)保險(xiǎn)在全球范圍內(nèi)得到了逐步推廣[3-5]。農(nóng)業(yè)指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品的特征使其特別適合地域廣闊、保險(xiǎn)標(biāo)的數(shù)量巨大且分布破碎和分散的情況，近年來(lái)在草場(chǎng)及畜牧業(yè)中的應(yīng)用日趨增長(zhǎng)。例如，法國(guó)針對(duì)牧草長(zhǎng)勢(shì)中可能的旱災(zāi)影響，利用光合有效輻射吸收比等5項(xiàng)指標(biāo)開(kāi)發(fā)了基于遙感數(shù)據(jù)的牧草指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品[6]?？夏醽喞脷w一化差別植被指數(shù)構(gòu)建了與雨季和旱季結(jié)束時(shí)牲畜死亡率之間的定量關(guān)系，開(kāi)辦了畜牧業(yè)旱災(zāi)指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品[7]。蒙古的畜牧業(yè)指數(shù)保險(xiǎn)則主要針對(duì)由于冬季雪災(zāi)（Dzud）造成的牲畜死亡損失，依靠政府統(tǒng)計(jì)部門(mén)抽樣測(cè)量得到的牲畜死亡率作為定損標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行賠付[8]。在上述背景下，我國(guó)也不斷開(kāi)始針對(duì)氣象災(zāi)害的天氣衍生品的創(chuàng)新[9-11]。在畜牧業(yè)方面，也出現(xiàn)了代表性的產(chǎn)品。如內(nèi)蒙古自治區(qū)于2015年率先試點(diǎn)實(shí)施了畜牧業(yè)雪災(zāi)指數(shù)保險(xiǎn)[12]，保障因冬季雪災(zāi)導(dǎo)致牧戶(hù)飼養(yǎng)成本的上升風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)一步開(kāi)展指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，對(duì)于擴(kuò)大農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)的覆蓋范圍，為適宜地區(qū)的農(nóng)、林、牧業(yè)生產(chǎn)者提供更加簡(jiǎn)便和快捷的風(fēng)險(xiǎn)保障，對(duì)于完善我國(guó)農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)體系具有重要的意義。

青藏高原是我國(guó)最為重要的畜牧業(yè)基地之一[13]，也是全球海拔最高的天然牧場(chǎng)。傳統(tǒng)的游牧與半游牧方式，使得牧事活動(dòng)終年受到天氣條件的嚴(yán)重影響。那曲地區(qū)位于青藏高原中部，是青藏高原最為重要的牧區(qū)。該地區(qū)牲畜膘情與草場(chǎng)長(zhǎng)勢(shì)的季節(jié)性變化密切相關(guān)，有“夏飽（壯）、秋肥、冬瘦、春死”的描述[14]。相應(yīng)地，旱災(zāi)是除雪災(zāi)之外影響該地區(qū)畜牧業(yè)生產(chǎn)的重要自然災(zāi)害之一。歷史上，那曲地區(qū)曾在1956年、1966年、1994年、1998年和2015年出現(xiàn)過(guò)比較重大的旱情，對(duì)畜牧業(yè)生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的危害。西藏自治區(qū)農(nóng)牧系統(tǒng)草地資源監(jiān)測(cè)網(wǎng)點(diǎn)的數(shù)據(jù)顯示，2015年夏季持續(xù)20多天無(wú)有效降水，旱災(zāi)嚴(yán)重地影響了牧草返青和長(zhǎng)勢(shì)，造成牧草產(chǎn)草量減少約40%。春、夏干旱導(dǎo)致牧草返青推遲、長(zhǎng)勢(shì)較差，不僅可能造成夏、秋兩季牛羊饑餓、干渴[15]，且可能由于膘情較差而顯著增加牲畜越冬的風(fēng)險(xiǎn)。旱災(zāi)已經(jīng)給牧民的生產(chǎn)生活和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展造成了危害。因此，建立合理、有效的旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)防范與分散機(jī)制，對(duì)于當(dāng)?shù)囟跃哂兄匾囊饬x。

為此，本文以西藏那曲地區(qū)為案例研究區(qū)，開(kāi)展畜牧業(yè)旱災(zāi)指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究。依據(jù)指數(shù)保險(xiǎn)設(shè)計(jì)的一般原則[14]，本文首先分析了研究區(qū)當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)旱災(zāi)特征與機(jī)制，然后對(duì)當(dāng)前常用的氣象和遙感干旱指數(shù)進(jìn)行了比較分析。在此基礎(chǔ)上，制定了相應(yīng)的旱災(zāi)指數(shù)保險(xiǎn)賠付方案，并結(jié)合歷史數(shù)據(jù)給出了賠付示例。最后，進(jìn)行了保險(xiǎn)損失風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和費(fèi)率厘定。本文的研究結(jié)果可為當(dāng)?shù)亻_(kāi)辦相關(guān)旱災(zāi)指數(shù)保險(xiǎn)，有效轉(zhuǎn)移旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)、促進(jìn)防災(zāi)減災(zāi)提供支撐。

1 研究區(qū)畜牧業(yè)旱災(zāi)特征

1.1 研究區(qū)概況

那曲地區(qū)位于西藏自治區(qū)的北部，青藏高原的中部，地勢(shì)南北高、中間低，東部為高山峽谷，中西部為高原湖盆，平均海拔高度約4 500 m（圖1）。區(qū)域氣候特點(diǎn)為氣溫低，晝夜溫差大，積溫少；干季和雨季區(qū)分明顯，年平均降水量298.6～708.4 mm，受大氣環(huán)流和地形影響，降水總體分布趨勢(shì)由東向西，由南向北遞減。

圖1 那曲地區(qū)地形圖Fig. 1 Terrain of the Qinghai-Tibet Plateau

那曲地區(qū)是西藏最大的天然牧場(chǎng)，草地面積35.25萬(wàn)km2，約占全自治區(qū)草地面積的42.50%[16]。那曲地區(qū)是西藏自治區(qū)最主要的畜牧業(yè)生產(chǎn)基地，草原畜牧業(yè)生產(chǎn)有悠久的歷史，除嘉黎縣、比如縣、索縣有少量農(nóng)業(yè)外，其他各縣均以牧業(yè)為主，畜牧業(yè)是當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)的第一大支柱。根據(jù)《西藏統(tǒng)計(jì)年鑒2015》數(shù)據(jù)，那曲地區(qū)畜牧業(yè)總產(chǎn)值達(dá)97 695萬(wàn)元，畜牧業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)林牧副漁業(yè)總產(chǎn)值的51.7%，各類(lèi)牲畜522萬(wàn)頭（只），占整個(gè)西藏自治區(qū)的28.0%，其中大牲畜186萬(wàn)頭（包括牛182萬(wàn)頭，占西藏自治區(qū)的30.6%），羊335萬(wàn)只（包含綿羊235萬(wàn)只，占西藏自治區(qū)的31.3%）。

1.2 研究區(qū)畜牧業(yè)旱災(zāi)特征

受自然環(huán)境因素的影響，春夏干旱成為影響那曲地區(qū)草場(chǎng)生長(zhǎng)的重要災(zāi)害，致使牧草返青期推遲或延緩其生長(zhǎng)速度，牲畜食物匱乏、飲水困難。根據(jù)楊志剛等[17]利用1961—2008年氣象資料的統(tǒng)計(jì)，那曲地區(qū)春季干旱發(fā)生頻率在20%～50%之間，其中那曲縣、安多縣、申扎縣、班戈縣、尼瑪縣和雙湖縣等中西部縣春季干旱發(fā)生頻率最大，超過(guò)40%。1994年5月17日至7月21日，那曲地區(qū)的中東部出現(xiàn)持續(xù)干旱天氣，牧草枯死，牲畜沒(méi)有草吃處于饑餓、干渴狀態(tài)，返青的牧草提前1個(gè)月枯黃，最終造成直接經(jīng)濟(jì)損失468萬(wàn)元[18]。

那曲地區(qū)的牲畜膘情與草場(chǎng)長(zhǎng)勢(shì)的季節(jié)性變化密切相關(guān)，有“夏飽（壯）、秋肥、冬瘦、春死”的描述[14]。春夏兩季出現(xiàn)的干旱與牧草生長(zhǎng)期同步，主要影響地上生物量與產(chǎn)草量，進(jìn)一步影響牲畜在夏秋兩季的抓膘[15]。這對(duì)于當(dāng)季而言，不會(huì)造成直接的牲畜死亡影響，對(duì)于不以牛羊出欄換取經(jīng)濟(jì)效益的藏區(qū)牧民而言，沒(méi)有明顯的直接經(jīng)濟(jì)損失。然而，牲畜入冬時(shí)如膘情低于往年同期，會(huì)大大增加越冬的難度，嚴(yán)重增加冬春季節(jié)牲畜應(yīng)對(duì)雪災(zāi)和風(fēng)災(zāi)的脆弱性，表現(xiàn)出明顯的滯后性。

2 旱災(zāi)指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)框架

2.1 設(shè)計(jì)理念與基本框架

從保險(xiǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度而言，那曲地區(qū)災(zāi)害的滯后性影響決定其不能采用傳統(tǒng)的保險(xiǎn)理念，針對(duì)直接損失進(jìn)行保險(xiǎn)補(bǔ)償。解決那曲地區(qū)旱災(zāi)危害的核心是利用飼草料對(duì)旱災(zāi)影響條件下的草畜平衡和牲畜膘情進(jìn)行人工干預(yù)。因此，可以考慮在牧草生長(zhǎng)季結(jié)束時(shí)，通過(guò)保險(xiǎn)向牧民提供飼草料購(gòu)置成本，從市場(chǎng)的角度進(jìn)一步促進(jìn)牧民積極備災(zāi)、應(yīng)對(duì)冬春季節(jié)的挑戰(zhàn)，力圖避免牧民遭受牲畜死亡的損失，以保險(xiǎn)促進(jìn)防災(zāi)減損。其基本邏輯為：春夏草原干旱→牲畜草料不足、膘情較差→保險(xiǎn)賠償飼草料采購(gòu)資金→牧民加大草料儲(chǔ)備、應(yīng)對(duì)冬季潛在危害。對(duì)于此種保險(xiǎn)補(bǔ)償，可以有兩種理解方式：1）干旱導(dǎo)致牧草長(zhǎng)勢(shì)較差，牲畜采食不足，保險(xiǎn)賠償因干旱導(dǎo)致的牧草減少（的價(jià)值），利用秋冬季的補(bǔ)飼草料價(jià)格進(jìn)行折算；2）保險(xiǎn)向牧民提供冬季應(yīng)對(duì)潛在危害的草料成本，以保險(xiǎn)支撐防災(zāi)。

在上述設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下，那曲地區(qū)畜牧業(yè)旱災(zāi)指數(shù)保險(xiǎn)的保險(xiǎn)責(zé)任可定義為：保障因春、夏兩季干旱導(dǎo)致牧草返青及長(zhǎng)勢(shì)低于往年同期水平，導(dǎo)致放牧牲畜膘情下降、秋冬兩季青干草料儲(chǔ)備不足，牧民為了應(yīng)對(duì)冬季潛在雪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)而購(gòu)置補(bǔ)飼草料成本。依據(jù)調(diào)研結(jié)果顯示，那曲當(dāng)?shù)匮a(bǔ)飼的基本支出為2～5元/(天·羊單位)；按那曲地方政府建議，夏季旱災(zāi)主要發(fā)生在5—7月。因此，如利用等價(jià)置換的概念，可考慮在出現(xiàn)嚴(yán)重旱災(zāi)的情況下，保險(xiǎn)賠付對(duì)應(yīng)長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月的補(bǔ)飼成本。在實(shí)際操作中，還可依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)保障水平的充足程度，以及農(nóng)牧民和財(cái)政資金的總體承擔(dān)能力酌情進(jìn)行調(diào)整。

2.2 保險(xiǎn)指數(shù)選取與構(gòu)建

選取恰當(dāng)?shù)谋ｋU(xiǎn)指數(shù)是指數(shù)保險(xiǎn)準(zhǔn)確反應(yīng)實(shí)際損失、有效控制基差風(fēng)險(xiǎn)的根本保障。當(dāng)前，用于草原干旱監(jiān)測(cè)的指標(biāo)/指數(shù)主要包括基于站點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的氣象干旱指標(biāo)，以及基于對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)的遙感植被指數(shù)兩大類(lèi)。

2.2.1 草原氣象干旱指數(shù) 氣象干旱指數(shù)是利用氣象要素根據(jù)一定的計(jì)算方法所獲得的指標(biāo)，用于監(jiān)測(cè)或評(píng)價(jià)某區(qū)域某時(shí)間段內(nèi)由于天氣氣候異常引起的水分虧缺程度。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為國(guó)家氣象部門(mén)發(fā)布的站點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，由于干旱問(wèn)題十分復(fù)雜、涉及面廣，反映干旱的指標(biāo)較多，如降水、土壤濕度、土壤蒸發(fā)量等。在考慮數(shù)據(jù)獲取難易程度和計(jì)算操作便捷性的條件下，不同的指標(biāo)算法組合產(chǎn)生了不同的氣象干旱指數(shù)。

當(dāng)前，我國(guó)關(guān)于草場(chǎng)氣象干旱的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)主要是《北方牧區(qū)草原干旱等級(jí)》（GB/T 29366—2012）。該標(biāo)準(zhǔn)是由青海省氣象局等5家單位于2012年聯(lián)合起草的針對(duì)北方牧區(qū)草原干旱的災(zāi)害劃分的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，用于北方牧區(qū)對(duì)牧草生長(zhǎng)情況的監(jiān)測(cè)與草原干旱的評(píng)定。標(biāo)準(zhǔn)中首先將干旱劃分為從“無(wú)旱”到“特旱”5個(gè)等級(jí)。與此同時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)還給出了不同干旱等級(jí)條件下，牧草生長(zhǎng)的“返青期”、“分蘗期—成熟期”和“全生育期”三個(gè)不同時(shí)段干旱影響程度（“旱相特征”）的描述，并且給出了半定量的損失測(cè)度。在旱相特征中，加入了部分區(qū)間性的定量指標(biāo)，使得對(duì)旱相特征的描述相對(duì)更加準(zhǔn)確。例如，在“重旱”等級(jí)下，返青期的旱相特征描述是“因水分虧缺，牧草返青率在20%～50%”，而分蘗期—成熟期相應(yīng)的旱相特征描述則是“50%～80%牧草葉片萎蔫卷曲，葉色發(fā)灰，葉片干枯易脫落，生長(zhǎng)發(fā)育嚴(yán)重受影響，籽粒不能正常灌漿，大部分為秕粒”。

此標(biāo)準(zhǔn)中使用降水距平百分率、土壤相對(duì)濕度和相對(duì)蒸降差（蒸發(fā)量與降水量之差值）3項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)于植被干旱的表征能力各有不同。降水量距平百分率指標(biāo)在氣象業(yè)務(wù)中多用于評(píng)估月、季、年發(fā)生的干旱事件，適合于半濕潤(rùn)、半干旱地區(qū)平均氣溫高于10 ℃的時(shí)段。由于降水量距平百分率對(duì)干旱程度的判斷只依據(jù)當(dāng)月降水?dāng)?shù)據(jù)，而忽略了地表基本特征；因此，在干旱研究中，降水量距平百分率屬于干旱影響指示性相對(duì)較差的指標(biāo)。土壤相對(duì)濕度適合于某時(shí)刻土壤水分盈虧監(jiān)測(cè)，2006年國(guó)標(biāo)采用10～20 cm深度的土壤相對(duì)濕度，適用范圍為旱地農(nóng)作區(qū)，一般依托農(nóng)業(yè)和牧業(yè)氣象站點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。由于土壤相對(duì)濕度是對(duì)耕作層植被根系可獲取水分的直接測(cè)度，這一指標(biāo)在農(nóng)業(yè)旱災(zāi)監(jiān)測(cè)中通常作為十分有效的干旱致災(zāi)強(qiáng)度指標(biāo)使用。蒸降差是綜合反映土壤水分來(lái)源和支出盈虧的重要指標(biāo)，又是水分平衡和熱量平衡的重要組成部分[19]，其時(shí)空變化對(duì)天然草原生態(tài)系統(tǒng)的演替具有舉足輕重的作用。相對(duì)蒸降差指標(biāo)通過(guò)逐旬計(jì)算的降水和蒸發(fā)相對(duì)關(guān)系判定干旱等級(jí)，對(duì)于草原地區(qū)具有較好的適用性。也有研究表明，相對(duì)蒸降差這一物理量與牧草生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)草量的關(guān)系密切[20]。因此，對(duì)于草原旱災(zāi)而言，相對(duì)蒸降差屬于干旱指示性較強(qiáng)的指標(biāo)。

2.2.2 遙感植被指數(shù) 利用遙感技術(shù)對(duì)草地植被指數(shù)進(jìn)行測(cè)定，以此為依據(jù)對(duì)草地生物量進(jìn)行估測(cè)，可在不破壞草地的條件下對(duì)草地產(chǎn)量和長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行準(zhǔn)確、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)。當(dāng)前，針對(duì)西藏地區(qū)、特別是藏北地區(qū)草地資源進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)、擬合定量關(guān)系的研究主要包括以下三組。中國(guó)氣象局成都高原氣象研究所拉薩分部[21-22]利用2004年5—9月藏北地區(qū)草地地上生物量最大時(shí)期的地面實(shí)測(cè)鮮重?cái)?shù)據(jù)，結(jié)合同期的Terra MODIS NDVI、EVI等指數(shù)數(shù)據(jù)，建立了草地地上生物量的遙感監(jiān)測(cè)和估算模型，回歸的決定系數(shù)R2基本在0.5以上，效果較好。南京信息工程大學(xué)[23-24]利用《西藏自治區(qū)草地資源》數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的1987—1988年的全區(qū)草地抽樣數(shù)據(jù)，選取生長(zhǎng)時(shí)間6—10月的NDVI數(shù)據(jù)，分別針對(duì)高寒草原、高寒草甸等7大類(lèi)草地類(lèi)型進(jìn)行建模分析。從結(jié)果來(lái)看，回歸R2基本達(dá)到0.5以上，與那曲地區(qū)密切相關(guān)的高寒草甸類(lèi)型的R2為0.561。張正健等[25]利用2006—2008年的中國(guó)草地資源信息系統(tǒng)中記錄的西藏地區(qū)草地生物量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合SPOT VEGETATION S10數(shù)據(jù)集計(jì)算得到的當(dāng)年最大歸一化植被指數(shù)，輔以地區(qū)多年平均降水量、多年平均日氣溫、氣溫高于10 ℃的年積溫、采樣點(diǎn)高程等指標(biāo)，依據(jù)不同的草地類(lèi)型構(gòu)建了定量關(guān)系。這些關(guān)系中，高寒草甸、高寒草原和高寒荒漠草原的R2分別達(dá)到了0.919、0.636和0.596。

從上述研究的結(jié)果綜合來(lái)看：1）遙感植被數(shù)據(jù)，包括NDVI和EVI，能夠?qū)Σ莸氐牡厣仙锪亢王r草重進(jìn)行定量估計(jì)，估計(jì)誤差在允許范圍之內(nèi)，可以用于構(gòu)建表征產(chǎn)草量的關(guān)系指數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)干旱影響的估計(jì)。2）前述三類(lèi)方案均對(duì)草地生物量具有較好的估計(jì)能力。其中，國(guó)家氣象局高原所拉薩分部的研究結(jié)果著重體現(xiàn)了定量關(guān)系在不同生育期的差異性。南京信息工程大學(xué)的研究結(jié)果具有更好的空間代表性，且擁有不同草場(chǎng)類(lèi)型的分類(lèi)結(jié)果，但總體而言回歸的決定系數(shù)偏低。成都信息工程大學(xué)的結(jié)果從擬合優(yōu)度的角度而言為三組中最佳。

2.2.3 指數(shù)比較與選取 對(duì)于保險(xiǎn)指數(shù)的選取，有若干重要的標(biāo)準(zhǔn)[26]。在本文中，主要考慮指數(shù)與實(shí)際損失之間的關(guān)聯(lián)性（也稱(chēng)“敏感性”）、權(quán)威性和空間代表性。氣象干旱指標(biāo)是依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定，使用規(guī)范化、業(yè)務(wù)化運(yùn)行的氣象指標(biāo)構(gòu)建指數(shù)，具有很強(qiáng)的權(quán)威性。然而，干旱指標(biāo)、干旱等級(jí)與實(shí)際的地上生物量減少存在較大不確定性，難以反映草地干旱的內(nèi)在機(jī)理、干物質(zhì)積累的響應(yīng)等。此外，干旱指數(shù)均依據(jù)站點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算，但當(dāng)前氣象部門(mén)在那曲地區(qū)11縣僅設(shè)置7個(gè)國(guó)家基準(zhǔn)站。相對(duì)于那曲地區(qū)的面積而言，這些站點(diǎn)的空間代表性受到很大限制，基差風(fēng)險(xiǎn)可能較大。

從指數(shù)的權(quán)威性而言，遙感指數(shù)本身尚未納入國(guó)家法定的數(shù)據(jù)觀測(cè)和發(fā)布序列。但是西藏自治區(qū)氣象局自身已具備了EOS/MODIS原生數(shù)據(jù)接收的能力，并相應(yīng)建立了基于MODIS-NDVI序列對(duì)地表植被長(zhǎng)勢(shì)以及干旱監(jiān)測(cè)的業(yè)務(wù)化運(yùn)行體系；相關(guān)的產(chǎn)品已經(jīng)成為自治區(qū)氣象部門(mén)向政府進(jìn)行災(zāi)害監(jiān)測(cè)的重要依據(jù)，因此具備一定的權(quán)威性。從指數(shù)的敏感性而言，遙感反演地上生物量雖然存在一定的誤差，但仍然屬于對(duì)地表進(jìn)行直接觀測(cè)的結(jié)果，因此這一指數(shù)在對(duì)實(shí)際損失進(jìn)行指示的敏感性上優(yōu)于部分氣象干旱指數(shù)。與此同時(shí)，如在鄉(xiāng)鎮(zhèn)或縣一級(jí)水平上進(jìn)行平均，還可進(jìn)一步降低估計(jì)誤差。最后，這一指數(shù)屬于遙感觀測(cè)數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)中高分辨率（＞500 m）的空間連續(xù)觀測(cè)，且自治區(qū)氣象局具備生產(chǎn)和發(fā)布相關(guān)數(shù)據(jù)的能力，在空間代表性上優(yōu)于氣象干旱指數(shù)，可以比較好地控制基差風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。

綜上，在本產(chǎn)品中建議選取基于衛(wèi)星遙感植被指數(shù)預(yù)測(cè)的產(chǎn)草量作為旱災(zāi)指數(shù)保險(xiǎn)的關(guān)鍵指數(shù)。在各項(xiàng)遙感指數(shù)的方案中，主要使用國(guó)家氣象局高原所拉薩分部研究結(jié)果作為示例。

3 賠付方案設(shè)計(jì)

3.1 賠付方案設(shè)計(jì)

基于上述分析，擬選擇基于衛(wèi)星遙感植被指數(shù)預(yù)測(cè)的草地鮮重作為旱災(zāi)指數(shù)保險(xiǎn)的關(guān)鍵指數(shù)。在此前提下，可結(jié)合遙感估算的多年平均草地鮮重，計(jì)算草地的相對(duì)減產(chǎn)率，以作為賠付的標(biāo)準(zhǔn)。定義牧草相對(duì)減產(chǎn)率：

式中：δt是當(dāng)月牧草相對(duì)減產(chǎn)率；s為依據(jù)遙感植被指數(shù)測(cè)算的當(dāng)月多年平均草地鮮重；st為第t月依據(jù)遙感植被指數(shù)測(cè)算的實(shí)際草地鮮重。由于草原旱災(zāi)存在著明顯的季節(jié)性特征，上式中的相對(duì)減產(chǎn)率以月為基本時(shí)間單元進(jìn)行測(cè)算，而月份t=5，6，7。此時(shí)，總保險(xiǎn)賠付可定義為：

式中：mt是月份t的最大保額，依據(jù)2.1節(jié)中的基本原則進(jìn)行確定。式中設(shè)定了10%的起賠點(diǎn)，當(dāng)月相對(duì)減產(chǎn)率低于10%時(shí)，不予賠付；當(dāng)減產(chǎn)率高于（含）10%時(shí)，按實(shí)際減產(chǎn)率計(jì)算賠付。在國(guó)標(biāo)《北方牧區(qū)草原干旱等級(jí)》中，將牧草地上生物量較正常年份偏少10%以上才定義為“輕旱”等級(jí)，因此10%的起賠點(diǎn)符合當(dāng)?shù)靥卣鳌?/p>

因遙感植被指數(shù)的測(cè)算結(jié)果均以像元為基本單位，在實(shí)現(xiàn)空間連續(xù)的像元測(cè)算的基礎(chǔ)上，需要依據(jù)行政單元邊界進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計(jì)，利用地理中心點(diǎn)位原則或區(qū)域內(nèi)平均原則，獲得各行政單元對(duì)應(yīng)的牧草相對(duì)減產(chǎn)率?？紤]到那曲地區(qū)的縣級(jí)行政單元空間范圍較大，建議使用鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級(jí)邊界進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。保險(xiǎn)公司依據(jù)標(biāo)定完成的各月、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)單元的干旱等級(jí)，確定每個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)單元在旱災(zāi)指數(shù)保險(xiǎn)時(shí)期內(nèi)的賠付觸發(fā)情況，并計(jì)算每個(gè)羊單位的賠付金額；依據(jù)約定投保羊單位數(shù)計(jì)算并發(fā)放賠償。

3.2 賠付案例

為了更好地說(shuō)明旱災(zāi)遙感指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品的運(yùn)作機(jī)制，利用2003年牧草生長(zhǎng)季的NDVI數(shù)據(jù)作為賠付案例。在依據(jù)賠付方案操作之前，必須確定賠付所參照的多年平均草地鮮重的標(biāo)準(zhǔn)。在此，利用除多[27]提出的經(jīng)驗(yàn)估算模型對(duì)歷年像元水平的草地鮮重進(jìn)行估計(jì)。對(duì)于5、6兩月的草地鮮重，可使用經(jīng)驗(yàn)公式：

st=10.001×exp(4.8528·NDVI)

式中：t=5, 6。

對(duì)于7月的草地鮮重，則可使用經(jīng)驗(yàn)公式：

s7=13.425×exp(3.6691·NDVI)

式中：所涉及的NDVI數(shù)據(jù)取自2001—2014年牧草生長(zhǎng)季[28]（每年5—7月）的MODIS/TERRA-NDVI月最大合成數(shù)據(jù)(中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云，http://www.gscloud.cn）。在此基礎(chǔ)上，利用分區(qū)統(tǒng)計(jì)工具對(duì)那曲地區(qū)各縣域的平均草地鮮重進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。最終可獲得那曲地區(qū)各縣歷年5—7月草地鮮重的多年平均值（圖2和表1）。

圖2 歷史同期那曲地區(qū)5—7月平均草地鮮重的空間分布Fig. 2 Historical average distribution of grassland fresh weight in Naqu from May to July

從季節(jié)性變化來(lái)看，5—7月為生物量的增長(zhǎng)期，5月份生物量值最小，7月達(dá)到生長(zhǎng)季峰值。從空間差異來(lái)看，那曲東南部草地地上生物量值均較大，北部高海拔區(qū)域地上生物量較小，草地的生產(chǎn)能力較弱。各縣中，植被生長(zhǎng)季索縣平均地上生物量值均最大，并在7月份達(dá)到最大值為146.85 g/m2；雙湖縣5月生物量只有15.39 g/m2，是全區(qū)地表生物量最小的縣。在此基礎(chǔ)上，即可依據(jù)賠付方案，對(duì)2003年的旱災(zāi)遙感指數(shù)保險(xiǎn)賠付進(jìn)行計(jì)算。賠付的計(jì)算過(guò)程包括（表1）：

1）比照各縣5—7月草地鮮重，計(jì)算得出各縣5—7月的草地鮮重相對(duì)減產(chǎn)率。從表1中可知，2003年5—7月那曲地區(qū)出現(xiàn)了大范圍的旱情，多個(gè)縣區(qū)的草地鮮重均低于多年平均值。其中，位于東部地區(qū)的嘉黎縣和索縣旱情較為嚴(yán)重，5、6月的草地鮮重減產(chǎn)率均超過(guò)了20%。

2）依據(jù)10%的起賠水平，月減產(chǎn)率在10%以?xún)?nèi)的均不予賠付，超過(guò)10%的按照損失率×月最大保額分月計(jì)算賠付。如假定賠付標(biāo)準(zhǔn)為5元/(天·羊單位)，則5、6、7三月的總保額分別為155、150和155元/羊單位。相應(yīng)地，嘉黎縣在2003年度5月和6月的賠付標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)分別為55.38和35.06元/羊單位，合計(jì)為90.44元/羊單位。對(duì)于安多縣而言，因5月和7月的減產(chǎn)率均未達(dá)到10%，不觸發(fā)指數(shù)保險(xiǎn)的賠付，因此當(dāng)年的賠付僅針對(duì)6月，對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)為17.48元/羊單位。

從上述示例可以看出，本文所設(shè)計(jì)的賠付方案，在擁有NDVI數(shù)據(jù)和草地鮮重估算模型的前提下，直觀、便捷，可以準(zhǔn)確、快速地估算旱情等級(jí)，并計(jì)算保險(xiǎn)賠付標(biāo)準(zhǔn)。

表1 那曲地區(qū)多年平均草地鮮重與2003年各縣草地鮮重水平、減產(chǎn)率以及單位賠付金額Table 1 Grassland fresh weight, yield loss rate, and indemnity per sheep unit by county in Naqu Prefecture in 2003

4 保險(xiǎn)費(fèi)率厘定

依據(jù)費(fèi)率厘定的基本原則，純風(fēng)險(xiǎn)損失率是保額損失率的期望值。依據(jù)前述測(cè)算得到的歷年5—7月草地鮮重的相對(duì)減產(chǎn)率，對(duì)其期望值進(jìn)行估計(jì)，即可相應(yīng)計(jì)算得到各縣逐月的多年平均保額損失率，近似為純風(fēng)險(xiǎn)損失率，并依據(jù)5、6、7三個(gè)月的不同保額，折算整個(gè)保險(xiǎn)時(shí)期的綜合純風(fēng)險(xiǎn)損失率（圖3）。

綜合來(lái)看，那曲地區(qū)旱災(zāi)純風(fēng)險(xiǎn)損失率自東南向西北逐步遞減，旱災(zāi)純風(fēng)險(xiǎn)損失率在各縣之間差異較大，且同一個(gè)縣在各月之間也有變化。其中，嘉黎縣綜合純風(fēng)險(xiǎn)損失率最高，為5.2%，西北部的雙湖特區(qū)最低，僅為0.3%。從季節(jié)性來(lái)看，那曲地區(qū)東、中、西部各縣之間也展現(xiàn)出完全不同的特征。位于東部的嘉黎、巴青兩縣，易在生長(zhǎng)季前期受旱，5月的期望損失率最高、7月最低。隨著往中部地區(qū)過(guò)渡，比如、索縣、聶榮、那曲、安多等地，則均表現(xiàn)為6月的期望損失率最高，5月次之、7月最低。位于中西部的申扎和班戈兩縣，生長(zhǎng)季內(nèi)三個(gè)月的期望損失率較為接近。位于那曲地區(qū)最西側(cè)的雙湖特區(qū)和尼瑪縣，則各月的期望損失率都很低。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

那曲地區(qū)畜牧業(yè)旱災(zāi)嚴(yán)重增加冬春季節(jié)牲畜應(yīng)對(duì)雪災(zāi)和風(fēng)災(zāi)的脆弱性，表現(xiàn)出明顯的滯后性。旱災(zāi)指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)擬通過(guò)保險(xiǎn)向牧民提供飼草料購(gòu)置成本，實(shí)現(xiàn)保險(xiǎn)促進(jìn)防災(zāi)的基本理念。比較氣象干旱指數(shù)和遙感植被指數(shù)，考慮指數(shù)與實(shí)際損失之間的關(guān)聯(lián)性（也稱(chēng)“敏感性”）、權(quán)威性和空間代表性，選取遙感指數(shù)作為那曲地區(qū)的旱災(zāi)指數(shù)。

圖3 那曲地區(qū)各縣旱災(zāi)遙感指數(shù)保險(xiǎn)費(fèi)率厘定結(jié)果Fig. 3 Premium rating results for the drought remote sensing index insurance by county in Naqu Prefecture

從賠付示例可知，畜牧業(yè)旱災(zāi)指數(shù)保險(xiǎn)在擁有NDVI相關(guān)數(shù)據(jù)和可靠定量關(guān)系的前提下，直觀、快捷、有效，符合指數(shù)保險(xiǎn)特點(diǎn)并能夠發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。那曲地區(qū)旱災(zāi)純風(fēng)險(xiǎn)損失率自東南向西北逐步遞減，旱災(zāi)純風(fēng)險(xiǎn)損失率在各縣之間差異較大，且同一個(gè)縣在各月之間也有變化。其中，嘉黎縣綜合純風(fēng)險(xiǎn)損失率最高，為5.2%，西北部的雙湖特區(qū)最低，僅為0.3%。

本文通過(guò)保險(xiǎn)補(bǔ)償?shù)姆绞?，向牧民提供冬季?yīng)對(duì)潛在危害的草料成本，從而減輕因入冬前膘情不足而引起的潛在雪災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。這一產(chǎn)品設(shè)計(jì)體現(xiàn)了“保險(xiǎn)支撐防災(zāi)”的核心理念，能夠?yàn)檠芯繀^(qū)當(dāng)?shù)匦竽翗I(yè)旱災(zāi)乃至雪災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)防范提供科技支撐。

5.2 建議

1）依托詳細(xì)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)別行政區(qū)劃邊界數(shù)據(jù)，測(cè)算分鄉(xiāng)鎮(zhèn)的純風(fēng)險(xiǎn)損失率，實(shí)施區(qū)域差異化的費(fèi)率水平，真正實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)高低與費(fèi)率水平的匹配。本文受到數(shù)據(jù)限制，只提供了分縣水平觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和純風(fēng)險(xiǎn)損失率。那曲地區(qū)地域面積較大，受到地形與氣候的影響，東、中、西部無(wú)論是在畜牧業(yè)還是在旱災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)程度上都存在很大的差異性。然而，廣大的地域面積上只有9個(gè)縣區(qū)、100余個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。只有細(xì)化到鄉(xiāng)鎮(zhèn)一級(jí)水平上，區(qū)內(nèi)差異性才能夠得到較好的控制，從而比較有效的控制相應(yīng)導(dǎo)致的基差風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。

2）應(yīng)進(jìn)一步綜合考慮牧民期望的保障水平和承受能力確定產(chǎn)品的保額、起賠以及免賠等條件。本文中所取日補(bǔ)飼成本5元/(天·羊單位)，折合保險(xiǎn)時(shí)期（5—7月）總保額460元/羊單位，并設(shè)置草地地上鮮重減產(chǎn)率10%的起賠點(diǎn)，是在實(shí)地調(diào)研與聽(tīng)取相關(guān)部門(mén)專(zhuān)家意見(jiàn)的基礎(chǔ)上給出的?？傮w而言，設(shè)置相對(duì)較低的觸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)和起賠條件，設(shè)置相對(duì)較高的日均賠付單價(jià)（即補(bǔ)飼成本），對(duì)于參保農(nóng)牧民而言是有利的；但更高的保額、更寬松的賠付發(fā)生條件同時(shí)也意味著更高的費(fèi)率和更高的應(yīng)繳保費(fèi)，無(wú)論對(duì)于農(nóng)牧民自身，或是財(cái)政補(bǔ)貼資金而言，都會(huì)形成更大的壓力[29]。在產(chǎn)品最終落地的過(guò)程中，應(yīng)充分考慮雙方面的因素，確定適宜于那曲地區(qū)實(shí)際情況的產(chǎn)品參數(shù)。

3）宜優(yōu)先從中部縣區(qū)開(kāi)展產(chǎn)品的試點(diǎn)工作。在相關(guān)產(chǎn)品落地實(shí)施的過(guò)程中，考慮到產(chǎn)品參數(shù)設(shè)置，農(nóng)牧民接受能力，以及承保公司和氣象等政府部門(mén)對(duì)業(yè)務(wù)運(yùn)行系統(tǒng)和規(guī)范的建立，均需要時(shí)間和實(shí)踐進(jìn)行檢驗(yàn)和調(diào)整。在那曲地區(qū)內(nèi)部，宜優(yōu)先從中部縣區(qū)如安多、班戈、申扎等地挑選部分縣區(qū)或部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行試點(diǎn)。這一地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)水平在全區(qū)居中，保費(fèi)水平中等而觸發(fā)賠付的機(jī)率又相對(duì)較高，特別適宜作為試點(diǎn)和示范。第二優(yōu)先級(jí)別是西部縣區(qū)。那曲地區(qū)的東三縣，多為高山峽谷區(qū)，與中、西部地區(qū)的地形差異很大，區(qū)內(nèi)異質(zhì)性很強(qiáng)，僅在部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)具備開(kāi)展相關(guān)產(chǎn)品的前提條件。

4） 需建立配套的大災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)機(jī)制。研究指出，指數(shù)保險(xiǎn)大災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)可能高于相對(duì)的損失補(bǔ)償型產(chǎn)品[30-31]。那曲地區(qū)涉及的大小牲畜可折合1 258萬(wàn)個(gè)羊單位；畜牧業(yè)規(guī)模最小的雙湖特區(qū)也有接近50萬(wàn)個(gè)羊單位；而規(guī)模最大的那曲縣則涉及226萬(wàn)個(gè)羊單位。一旦旱災(zāi)發(fā)生，則可能需要大額度的保險(xiǎn)賠付。本文中受到NDVI時(shí)間序列數(shù)據(jù)的限制，只依據(jù)2001年以來(lái)的數(shù)據(jù)測(cè)算了純風(fēng)險(xiǎn)損失率，對(duì)潛在的大災(zāi)損失尚未能有效估計(jì)。因此，在后續(xù)落地實(shí)施時(shí)應(yīng)對(duì)大災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)備金的規(guī)模進(jìn)行更加謹(jǐn)慎的考慮。