延安西北部蘋果政策性農(nóng)業(yè)保險風(fēng)險區(qū)劃分

賀芬芬 楊愛琴 孫智輝 賀新 劉志超

摘 要： 為了發(fā)展陜西省延安市西北部蘋果產(chǎn)業(yè)，提高果農(nóng)收入，實現(xiàn)精準(zhǔn)賠付，達(dá)到農(nóng)民與保險公司雙贏，采用實地調(diào)查、數(shù)理統(tǒng)計、隨機(jī)森林回歸和自然斷點法對吳起縣、志丹縣蘋果園進(jìn)行政策性農(nóng)業(yè)保險風(fēng)險區(qū)劃分。利用吳起縣、志丹縣2022 年3—5 月日最低氣溫及近12 年冰雹日數(shù)，基于GIS 劃分延安市西北部蘋果政策性農(nóng)業(yè)保險輕重風(fēng)險區(qū)。結(jié)果表明，延安市西北部果園海拔越高，日最低氣溫越高，凍害程度越輕。河谷地由于冷空氣堆積，溫度低，為高風(fēng)險區(qū)，不適合種植蘋果；志丹縣東部為冰雹多發(fā)地，為重、中風(fēng)險區(qū)。結(jié)合凍害及雹災(zāi)影響，延安市西北部蘋果政策性農(nóng)業(yè)保險輕風(fēng)險區(qū)占50.5%，中風(fēng)險地區(qū)占21.9%，重風(fēng)險地區(qū)占27.6%。建議對重風(fēng)險區(qū)果園進(jìn)行種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，在冰雹多發(fā)區(qū)域建設(shè)防雹網(wǎng)和防雹人工作業(yè)點，降低災(zāi)害影響，減少凍害高風(fēng)險區(qū)蘋果種植面積；中風(fēng)險區(qū)應(yīng)加大保險政策宣傳和財政投入力度，做到應(yīng)保盡保，減少果農(nóng)的損失，實現(xiàn)蘋果產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：延安市；蘋果；政策性農(nóng)業(yè)保險；風(fēng)險區(qū)劃

中圖分類號：S162文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-1795（2023）08-0044-06

DOI：10.19998/j.cnki.2095-1795.2023.08.008

0 引言

蘋果是陜西省最重要的優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品之一，蘋果產(chǎn)業(yè)作為陜西省黃土高原的支柱與特色產(chǎn)業(yè)，在促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民增收中發(fā)揮著越來越重要的作用[1]。延安市位于陜北黃土高原丘陵溝壑區(qū)，由于土層深厚，海拔800～1 100 ｍ，光照充足，晝夜溫差大，有利果實積累糖分，是世界蘋果最佳優(yōu)生區(qū)之一[2]。截至2021 年底，延安市蘋果種植面積22 萬hm2，產(chǎn)量400.5 萬t[3]。21 世紀(jì)以來，延安市蘋果凍害天氣基本上3 年一遇，主要影響蘋果花期和幼果期，造成了蘋果產(chǎn)量和品質(zhì)的下降，是蘋果產(chǎn)業(yè)的主要氣象災(zāi)害之一[4-5]。而冰雹災(zāi)害在延安市也是頻發(fā)， 2011—2020 年年均冰雹日23.2 d[6-8]。受全球氣候變暖和陜西省政府鼓勵性政策的影響，延安市蘋果種植帶逐漸北移，擴(kuò)展到西北部吳起縣、志丹縣。但由于地理位置偏北，受冷空氣侵襲的頻率較高，花期凍害頻率也較高，因此，蘋果花期凍害相對嚴(yán)重[9-10]。蘋果政策性農(nóng)業(yè)保險綜合了影響蘋果生產(chǎn)的所有災(zāi)害性天氣，主要是花期凍害和冰雹這兩種災(zāi)害。為了發(fā)展吳起縣、志丹縣蘋果產(chǎn)業(yè)，政策性農(nóng)業(yè)保險作為一種氣象災(zāi)害風(fēng)險分散和管理工具，在規(guī)避生產(chǎn)風(fēng)險、穩(wěn)定農(nóng)民收入和鄉(xiāng)村振興等方面發(fā)揮了穩(wěn)定器和助推需求器作用。

延安市蘋果政策性農(nóng)業(yè)保險從2007 年開始小范圍試點，到2021 年底達(dá)到4.74 萬hm2，占全市蘋果掛果面積的26.1%[11]。然而政策性農(nóng)業(yè)保險在實踐中存在信息不對稱、賠付不精準(zhǔn)等問題[12-14]。2018 年以來，延安市蘋果花期凍害和冰雹天氣多發(fā)、重發(fā)，造成保險公司賠付壓力大，承保積極性下降。為了實現(xiàn)蘋果保險可持續(xù)發(fā)展，延安市提出將蘋果種植面積按氣象災(zāi)害影響程度劃分為重、中、輕風(fēng)險區(qū)，按照不同等級收取承保費用。吳起縣、志丹縣區(qū)域面積大，為典型的黃土高原丘陵溝壑區(qū)，果園溫度差異大，同一鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象災(zāi)害輕重不同，開展吳起縣、志丹縣蘋果政策性農(nóng)業(yè)保險風(fēng)險區(qū)劃分十分必要。本研究利用溫度和冰雹數(shù)據(jù)，開展吳起縣、志丹縣蘋果政策性農(nóng)業(yè)保險的風(fēng)險區(qū)劃研究，為果農(nóng)投保和保險公司理賠決策提供依據(jù)，促進(jìn)蘋果政策性農(nóng)業(yè)保險順利開展。

1 資料與方法

1.1 資料來源

蘋果果園柵格數(shù)據(jù)來源于陜西省農(nóng)業(yè)遙感與經(jīng)濟(jì)作物氣象服務(wù)中心。區(qū)域天氣站（以下簡稱區(qū)域站）及果園氣象觀測站（以下簡稱果園站）數(shù)據(jù)來源于區(qū)域自動站統(tǒng)一版數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，氣象冰雹數(shù)據(jù)由延安市人工影響天氣指揮中心提供。溫度數(shù)據(jù)為2022 年3—5 月吳起縣、志丹縣108 個果園站及區(qū)域站日最低氣溫，冰雹為2011—2022 年吳起縣、志丹縣氣象站記錄和調(diào)查數(shù)據(jù)。

1.2 方法

在風(fēng)險區(qū)劃分時以凍害影響為主要指標(biāo)，冰雹日數(shù)為輔的劃分原則。將凍害影響與冰雹影響疊加，確定吳起縣、志丹縣蘋果政策性農(nóng)業(yè)保險的重、中、輕風(fēng)險區(qū)，為果農(nóng)投保提供決策依據(jù)。

1.2.1 蘋果花期凍害保險理賠高低風(fēng)險區(qū)劃分方法

根據(jù)陜西省蘋果花期凍害風(fēng)險區(qū)劃指標(biāo) ，如表1所示，計算各個觀測站點的災(zāi)損系數(shù)，然后對災(zāi)損系數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理[15]。

利用ARCGIS 建立災(zāi)損系數(shù)與地理因子（海拔高度、經(jīng)度、緯度）的隨機(jī)森林回歸模型，在地理信息數(shù)據(jù)支持下，利用模型進(jìn)行蘋果花期凍害氣候風(fēng)險區(qū)劃指標(biāo)的空間小網(wǎng)格插值計算，實現(xiàn)蘋果花期凍害氣候風(fēng)險區(qū)劃指標(biāo)的空間小網(wǎng)格化插值推算，建立吳起縣、志丹縣蘋果花期凍害氣候風(fēng)險評價柵格數(shù)據(jù)層。隨機(jī)森林回歸訓(xùn)練樣本的比例為70%，袋外樣本比例為30%，決策樹的數(shù)量為100。

按照自然斷點法將計算出的吳起縣、志丹縣災(zāi)損系數(shù)圖劃分為蘋果花期凍害保險重、中、輕風(fēng)險區(qū)。

1.2.2 冰雹災(zāi)害保險理賠高低風(fēng)險區(qū)劃分方法

冰雹災(zāi)害以鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道辦）為單位劃定重、中、輕風(fēng)險區(qū)。鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道辦）只要出現(xiàn)冰雹，均記錄其冰雹頻次為1 次。

通過查閱文獻(xiàn)、征求專家意見等方式將鄉(xiāng)鎮(zhèn)冰雹出現(xiàn)日數(shù)>15 d 設(shè)為重風(fēng)險區(qū)，7～15 d 設(shè)為中風(fēng)險區(qū)，<7 d 設(shè)為輕風(fēng)險區(qū)。為了與蘋果花期凍害風(fēng)險區(qū)進(jìn)行疊加，對冰雹出現(xiàn)日數(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理。

利用ARCGIS 技術(shù)，根據(jù)冰雹災(zāi)害的實際特征，利用反距離權(quán)重法（IDW）對其進(jìn)行空間小網(wǎng)格化插值推算，建立冰雹災(zāi)害氣候風(fēng)險評價柵格數(shù)據(jù)層，然后采用自然斷點法將蘋果冰雹災(zāi)害保險劃分為重、中、輕風(fēng)險區(qū)。

1.2.3 蘋果政策性農(nóng)業(yè)保險理賠高低風(fēng)險區(qū)劃分方法

按照凍害指數(shù)×0.7+冰雹指數(shù)×0.3，采用自然斷點法將吳起縣、志丹縣蘋果政策性農(nóng)業(yè)保險劃分為重、中、輕風(fēng)險區(qū)。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 凍害數(shù)據(jù)分析

根據(jù)調(diào)查，吳起縣、志丹縣氣象站觀測日最低溫度低于–4 °C 會對蘋果花造成影響。利用這一指標(biāo)對2022 年3—5 月溫度進(jìn)行分析，共出現(xiàn)12 d（3 月26 日、3 月27 日、3 月28 日、3 月30 日、4 月1 日、4 月2 日、4 月3 日、4 月5 日、4 月6 日、4 月7 日、4 月19 日和5 月1 日）溫度符合要求，利用這12 d 溫度分析不同等級凍害出現(xiàn)日數(shù)與海拔、經(jīng)緯度關(guān)系，研究確定凍害氣候風(fēng)險區(qū)劃。

由表2 可知，吳起縣區(qū)域站中，出現(xiàn)凍害日數(shù)占總?cè)諗?shù)為輕度5%、中度21%、重度74%。

果園站中，凍害有輕有重，出現(xiàn)凍害日數(shù)占總?cè)諗?shù)：海拔1 301～1 400 m，輕度無、中度17%、重度83%；海拔1 401～1 500 m，輕度32%、中度28%、重度40%；海拔1 501～1 600 m，輕度44%、中度24%、重度32%；海拔1 601～1 700 m，輕度63%、中度37%、重度無；海拔1 701～1 800 m，輕度67%、中度33%、重度無?？梢钥闯?，在吳起縣果園站中，海拔1 600 m以上無重度凍害發(fā)生，說明隨著海拔的不斷升高，凍害占比在逐漸減小，日最低氣溫在不斷升高。

由表3 可知，志丹縣區(qū)域站中，出現(xiàn)凍害日數(shù)占總?cè)諗?shù)為輕度13%、中度36%、重度51%。張渠站海拔較高，日最低溫較高，因而無重度凍害出現(xiàn)。果園站中出現(xiàn)凍害日數(shù)占總?cè)諗?shù)：海拔1 201～1 300 m，輕度40%、中度50%、重度10%；海拔1 301～1 400 m，輕度44%、中度41%、重度15%；海拔1 401～1 500 m，輕度53%、中度31%、重度16%；海拔1 501～1 600 m，輕度92%、中度8%、重度無；海拔1 601～1 700 m，輕度80%、中度20%、重度無。海拔1 431 m 以上無重度凍害發(fā)生。

海拔與災(zāi)損值相關(guān)系數(shù)?0.724 8 ，經(jīng)度與災(zāi)損值相關(guān)系數(shù)0.139 0，緯度與災(zāi)損值相關(guān)系數(shù)?0.043 0，海拔越高，災(zāi)損值越小，日最低溫度越高。

2.2 凍害保險高低風(fēng)險區(qū)劃分

按照溫度計算吳起縣、志丹縣各個站點的災(zāi)損系數(shù)，對災(zāi)損系數(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理后，與海拔、經(jīng)緯度進(jìn)行隨機(jī)森林回歸。對計算的災(zāi)損系數(shù)與推算的模擬系數(shù)形成的散點圖如圖1 所示，其相關(guān)系數(shù)0.967 8，通過0.001 的顯著性檢驗，說明利用網(wǎng)格化推算的吳起縣、志丹縣災(zāi)損系數(shù)進(jìn)行風(fēng)險區(qū)劃是可行的。

利用GIS 技術(shù)，按照自然斷點法形成吳起縣和志丹縣高精度蘋果花期凍害風(fēng)險區(qū)劃如圖2 所示，將吳起縣和志丹縣蘋果花期凍害風(fēng)險區(qū)劃分為重風(fēng)險區(qū)、中風(fēng)險區(qū)、輕風(fēng)險區(qū)。

2.3 冰雹數(shù)據(jù)分析

統(tǒng)計延安市西北部（ 吳起縣、志丹縣）2011—2022 年冰雹出現(xiàn)日數(shù)，如表4 所示，共記錄有冰雹104 d，年平均冰雹8.7 d。冰雹日數(shù)超過平均值的年份有2012、2015、2020 和2022 年，在12 年中，2012、2022 年冰雹成災(zāi)日數(shù)達(dá)到16 d，2015 年影響最為嚴(yán)重，達(dá)到20 d。根據(jù)氣象站觀測冰雹記錄，2011—2022 年吳起鎮(zhèn)超過單站年平均值，達(dá)到11 d，鐵邊城鎮(zhèn)次之，達(dá)到8 d； 周灣鎮(zhèn)、長城鎮(zhèn)最少， 只有1 d； 其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)為2～4 d。

2011—2022 年保安街道辦、杏河鎮(zhèn)、永寧鎮(zhèn)超過單站年平均值，其中，杏河鎮(zhèn)最多，達(dá)到17 d；保安街道辦次之，達(dá)到15 d；永寧鎮(zhèn)9 d；義正鎮(zhèn)最少，只有2 d；其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)為4～7 d。

2.4 冰雹保險高低風(fēng)險區(qū)劃分

按照反距離權(quán)重法形成吳起縣和志丹縣高精度蘋果花期凍害風(fēng)險區(qū)劃如圖3 所示，將吳起縣、志丹縣冰雹風(fēng)險區(qū)劃分出重、中、輕風(fēng)險區(qū)。志丹縣東部為冰雹的重、中風(fēng)險區(qū)，志丹縣西部和吳起縣絕大部分為冰雹影響的輕風(fēng)險區(qū)。

2.5 劃分結(jié)果

吳起縣、志丹縣蘋果花期凍害及冰雹災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃如圖4 所示，加權(quán)疊加后劃分出吳起縣、志丹縣蘋果政策性農(nóng)業(yè)保險重、中、輕風(fēng)險區(qū)。

根據(jù)志丹縣、吳起縣蘋果花期凍害風(fēng)險區(qū)劃，結(jié)合蘋果園柵格數(shù)據(jù)與風(fēng)險區(qū)劃結(jié)果，分析不同風(fēng)險等級影響下的果園面積與分布，如圖5 所示。結(jié)果表明，27.6% 果園處于重風(fēng)險區(qū)、21.9% 為中風(fēng)險區(qū)、50.5%為輕風(fēng)險區(qū)。

3 結(jié)論與討論

（1）延安市西北部（吳起縣、志丹縣）果園海拔越高，日最低氣溫越高，凍害程度越輕。凍害重、中風(fēng)險區(qū)主要分布在河谷及靠近河谷的山體部分。志丹縣海拔高度<1 425 m，吳起縣海拔高度<1 500 m，凍害程度最嚴(yán)重，凍害風(fēng)險等級最高，處于蘋果花期凍害保險理賠重風(fēng)險區(qū)；海拔>1 600 m 時無重風(fēng)險區(qū)。

（2）吳起縣、志丹縣冰雹災(zāi)害保險理賠風(fēng)險分析，吳起縣整體冰雹發(fā)生較少，雹災(zāi)較輕，除吳起鎮(zhèn)、鐵邊城鎮(zhèn)部分地方為中風(fēng)險區(qū)外，其他地方均為輕風(fēng)險區(qū)；志丹縣東部冰雹影響嚴(yán)重，為重、中風(fēng)險區(qū)，志丹縣西部為輕風(fēng)險區(qū)。

（3）綜合考慮蘋果花期凍害及冰雹影響，吳起縣、志丹縣蘋果政策性農(nóng)業(yè)保險輕風(fēng)險區(qū)占50.5%，主要分布在吳起縣東北部、西南部，志丹縣西部；中風(fēng)險地區(qū)占21.9%，主要有吳起縣西北部，志丹縣南部；重風(fēng)險地區(qū)占27.6%，主要有吳起縣中部，志丹縣東北部、中部。

（4）建議對重風(fēng)險區(qū)果園進(jìn)行種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，在冰雹多發(fā)區(qū)域建設(shè)防雹網(wǎng)和防雹人工作業(yè)點，降低災(zāi)害影響，減少凍害高風(fēng)險區(qū)蘋果種植面積；中風(fēng)險區(qū)應(yīng)加大宣傳和財政投入力度，做到應(yīng)保盡保，減少果農(nóng)的損失，實現(xiàn)蘋果產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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