基于开花期地域差异的中稻高温热害天气指数保险设计

高温热害是湖北省中稻单产的主要限制因子,高温热害天气指数保险的设计与推广,对于转移农业气象灾害风险,降低农民损失具有重大意义。在开顶式生长室(open-top chamber,OTC)的控制下,以中稻品种"广两优香66"为试材,模拟开花灌浆期高温热害,建立了高温热害减产模型,并用大田调查资料作对比,筛选最优投保集中时段。基于10个试点县(市)1981-2016年每年7月16日-8月31日日最高气温观测资料,采用Weibull分布模型,构建分时段的高温热害风险分布模型。综合减产率模型和概率分布模型,厘定了不同免赔率下,以县(市)为单位的,多个投保时期的中稻高温热害天气指数保险的纯费率,为被保险人提供多种投保方案。结果表明:中稻开花灌浆期高温热害保险的最优投保时间为开花始期后20d,开花始期为7月下旬时费率最高,随着开花期的延迟,费率逐渐降低。纯费率的区域差异较大,咸安、赤壁、浠水、麻城等热害高风险区费率较高,襄阳、随州等低风险区费率较低。     

陕西县域苹果种植风险评估与保险费率厘定

苹果是陕西农业特色经济的支柱产业,但在种植过程中面临着严重的气象灾害风险,农业保险在分散和转移其风险方面未能充分发挥效能。根据陕西省30个苹果基地县1981−2019年苹果种植面积、产量和单产数据,采用数理统计、产量损失分布模型和最优分布模型筛选等方法,评估各基地县苹果种植风险并厘定苹果种植保险费率。结果表明：1981−2019年,陕西省30个苹果基地县苹果种植面积、产量和单产均呈波动上升趋势,洛川、礼泉和淳化种植面积和产量位居前列,多年平均种植面积分别为2.12万hm²、2.01万hm²和1.94万hm²,平均产量分别为33.19万t、51.26万t和34.28万t;礼泉和扶风县单产较高,多年平均单产分别为19.71t•hm⁻²和16.89t•hm⁻²。30个基地县苹果发生灾害的平均概率为29.72%,轻、中、重和巨灾发生的平均概率分别为17.41%、7.21%、2.99%和2.11%;延川和千阳县巨灾发生概率最高,分别为24.18%和20.79%。研究区域重灾和巨灾发生概率与种植面积呈负相关,其相关系数均为−0.50。30个基地县苹果种植的平均费率为5.23%,费率最高的是延川县的18.37%,其次是千阳县的16.61%;礼泉、洛川和淳化县三大苹果种植基地县的费率则相对较低,分别为7.12%、7.35%和8.63%。因此,延川和千阳等高风险种植区“北进西扩”需谨慎,洛川、礼泉和淳化的种植优势可继续保持,凤翔等低风险地区应考虑扩种。在自然灾害风险较低的地区增加苹果种植面积能在空间上有效分散风险,在推进苹果农业保险时,建议因地制宜实行差异化费率,保证费率的科学性,提高农业保险的效能。     

基于干旱综合风险指标的冬小麦保险费率厘定

基于自然水分亏缺率指数、降水距平百分率指数和抗旱指数以及三者权重系数构建干旱综合风险指标,对西藏林芝地区冬小麦种植风险进行评估;同时,利用冬小麦单产减产率与不同干旱指标建立回归方程,发现单产减产率与干旱综合风险指标回归方程的决定系数最高（R2=0.904,P＜0.05）;在此基础上利用非参数法计算出不同保障水平下的修正纯保险费率,得到适于研究区的保险费率厘定模型.结果表明,保障水平高于80％时修正的纯保险费率可作为农户投保的标准;100％、95％、90％保障水平下修正纯保险费率最高的为察隅,85％、80％保障水平下修正纯保险费率最高的为米林,保险公司可根据投保农户选取的冬小麦保障水平和种植区域支付相应的费率.     

气候变化对东北玉米干旱指数保险纯费率厘定的影响

基于东北三省68个气象站1961-2010年的逐日气象数据,利用Penmen Monteith公式计算玉米生育期内的逐日参考作物蒸散量,结合逐日降水量资料构建干旱指数（CWD）;将整个分析期按照3个准30a周期（1961-1990、1971-2000和1981-2010年）进行统计,计算不同周期内东北地区CWD的理论概率分布函数,分别求得累积概率≤5%、≤15%和≤25%时各站的CWD值作为重旱、中旱和轻旱划分标准的阈值,并以不同时间尺度分别厘定保险纯费率;对3个时段的结果进行对比,以分析气候变化对干旱指数保险产品纯费率厘定的影响。结果表明,干旱指数CWD能很好地指示东北玉米干旱风险,1961-2010玉米生育期内全区干旱风险由东向西递增,西部为常年干旱区;各时段内多数站点表现为旱情加重;从重灾到轻灾,旱情加重的站点减少而旱情减轻的站点增多;基于CWD厘定的玉米旱灾保险纯费率与单产减产率的厘定结果近似（相关系数0.893）,时间变化上表现为先增后降。这说明一种公平科学的保险纯费率应考虑气候变化的影响,随各时段灾害风险的不同作适当调整。     

面向气象指数保险的水果冰雹灾害灾损评估方法

冰雹灾害是农业生产面临的主要气象灾害之一,优化制约冰雹灾害指数保险产品设计的灾损评估方法,对于发展稳定、可持续的气象指数保险产品具有重要的科学价值,同时对大范围推广气象指数保险产品具有重要的指导意义。本研究结合气象指数保险产品的理赔指数设计的客观要求,提出了一种基于动量方程的水果冰雹灾害灾损评估方法。引入基于气象雷达观测的冰雹识别技术满足保险产品的理赔指数设计需求;通过分析果品在雹损过程中的受力关系,得到水果对冰雹撞击的敏感性参数,构建基于冰雹直径和初始风速的灾损评估模型,实现被冰雹撞击后对果品损伤物理特性的量化表达。以北京平谷大桃为例,对该方法用于冰雹灾害损失评估的可行性进行验证。结果表明,模型可以有效评估冰雹对桃品的损伤程度,是一种简单、快捷、高效的损失评估方法,基于此方法设计水果冰雹灾害气象指数保险产品具有可行性。     

基于危险性评估的福建省茶叶寒冻害保险费率厘定

为了提高福建省复杂地形下不同风险区的茶叶寒冻害保险费率设计的合理性,首先利用福建省历年气象数据、茶叶产量和灾情资料,计算茶叶不同寒冻害等级的减产率和出现概率,以此确定不同县域的茶叶寒冻害保险纯费率及基准费率,再结合寒冻害危险性区划,确定不同风险区域不同触发条件下的区域保险费率。结果表明:福建省茶叶在极端低温4℃以下的保险触发条件下,西北部区域海拔200m以下、200～600m、600～900m和900m以上地域保险费率分别为1.4%、4.5%、7.2%和10.2%;东北部区域海拔200m以下、200～600 m、600～900 m和900 m以上的地域保险费率分别为0.9%、2.6%、4.8%和6.4%;西南部区域海拔300 m以下、300～700 m、700～1 100 m和1 100 m以上的地域保险费率分别为0.5%、2.3%、4.0%和5.5%;东南部区域海拔300 m以下、300～700 m、700～1 100 m和1 100 m以上的地域保险费率分别为0.5%、1.9%、3.9%和5.4%。总体上看,区域保险费率随着地理位置北移和海拔高度的增加而增加,研究成果可为福建省茶叶寒冻害指数保险产品的设计提供费率精算的技术支持。     

南昌高温逼熟发生规律及其对早稻产量的影响

利用南昌市5个国家气象站1960-2012年逐年6月下旬-7月上旬的日平均气温、日最高气温统计资料,根据江西省地方标准《江西省双季稻气象灾害指标》,分析近53a当地早稻灌浆成熟期高温逼熟气象灾害的发生周期及时空分布特征,并就其对早稻产量及其构成因素的影响进行分析。结果表明:(1)南昌高温逼熟气象灾害平均2a一遇,且近53a来灾害有由轻度转为重度发生的趋势;(2)南昌地区高温逼熟灾害的出现有较强的空间分布规律,重度高温逼熟南部多、中部少、北部无;轻度高温逼熟中部多、南北少。(3)轻度高温逼熟年份中,温度越高水稻空壳率越低、结实率越高,有利于产量形成;重度高温逼熟年份中,温度越高空壳率越高、结实率越低,不利于产量形成。说明轻度高温逼熟对早稻产量基本无不利影响,而重度高温逼熟应积极防御。研究结果有利于合理安排早稻播期及双季水稻种植结构的调整。     

江苏水稻高温热害气象指数保险风险综合区划

以江苏省为例,利用1980-2015年气象资料和水稻观测数据,基于Logistic曲线方程构建高温热害保险气象指数,并分别采用正态分布、正态对数分布和Weibull分布三种参数模型,以及基于信息扩散方法的非参数模型对水稻高温热害发生概率进行拟合。通过拟合优度检验发现,非参数模型可以较好地估算江苏各县水稻孕穗-抽穗扬花阶段高温热害发生概率,进而结合最优拟合模型,考虑农业保险的经营需求,从致灾因子危险性、孕灾环境敏感性、承灾体易损性、防灾减灾能力四个方面出发,确定相应评估指数并构建综合指数,采用聚类分析的方法进行县级水平的水稻高温热害保险风险综合区划。评估分析表明,江苏水稻高温热害保险风险呈现“西南高东北低”的特征,中高风险区是需要依靠农业保险转移风险的重点关注区域。     

早稻乳熟初期高温热害气象指标试验研究

以杂交稻品种淦鑫203为试验材料,于乳熟初期在人工气候箱中进行日最高气温34~39℃高温控制试验,以同期自然温度为对照,采用主成分分析和聚类分析法,对各组材料结实率、秕谷率、千粒重和单株产量4个与早稻乳熟初期高温热害密切相关的因子进行分析,以探讨早稻乳熟初期高温热害气象等级指标。结果表明,早稻乳熟初期高温热害气象指标可分为轻、中、重3个等级,日最高气温达35℃持续5d或36℃持续4d或37℃持续3~4d或≥38℃持续3d,为轻度高温热害;日最高气温达35℃持续6~8d或36~37℃持续5d或≥38℃持续4~5d,为中度高温热害;日最高气温达35℃持续8d以上或≥36℃持续6d及以上,为重度高温热害。本文建立的高温热害指标不仅考虑了高温强度和持续时间,且综合考虑了它们之间的相互配置,每个灾害等级均有各自的临界日最高气温和对应的持续时间,对高温热害的识别性更敏感。研究结果可为早稻高温热害监测预警、风险评估及区划等提供科学依据。     

宁夏气象灾害变化及其对粮食产量的影响

利用宁夏23个站点1961-2004年的年降水量、冰雹发生次数和无霜期数据,1991-2006年宁夏水稻、小麦、玉米、马铃薯产量数据,粮食总产量和干旱、冰雹、冷冻害的受灾成灾面积数据,分析了宁夏干旱、冰雹和霜冻三种主要气象灾害的变化趋势及其对粮食生产的影响.结果表明:近年来,宁夏地区的旱灾指数在波动中增加,干旱发生的强度和频率有增加趋势,干旱的影响加重;冰雹的年均发生次数有明显减少趋势,但冰雹影响的程度和范围有所增大;无霜期天数增加,霜期缩短.干旱是影响宁夏主要粮食作物产量和粮食总产量的最主要的灾害;对于冷冻害和冰雹对粮食作物产量的影响,一方面与灾害的发生时间和发生区域有关,另一方面还与作物的主要生育期及作物种植的地理位置有关.     

江西省双季早稻灌浆乳熟期高温热害影响评估

依据江西省14个农业气象观测站2000-2013年农业气象观测资料、6月下旬-7月中旬逐日最高气温资料,探讨早稻高温热害的主要影响因子,建立江西省双季早稻灌浆乳熟期高温热害影响评估模型,并利用2000-2012年早稻产量、灾害调查资料和2012-2013年早稻分期播种试验资料进行验证。结果表明,过程最大升温幅度、过程极端最高气温和高温持续日数,为早稻高温热害的主要影响因子。在此基础上,结合主成分分析法构建灌浆乳熟期高温热害评估和指数计算模型,其历史回代和分期播种试验检验的准确率均比较高,可以用来定量评价江西省早稻灌浆乳熟期高温热害发生程度。据此确定的高温热害评价指标为：高温热害指数（HTDI）≥0.60时为重度高温热害,早稻减产率＞10%;HTDI在0.30～0.60时,发生中度高温热害,早稻减产5%～10%;HTDI在0.10～0.30时,发生轻度高温热害,早稻减产小于5%。     

河南省夏玉米花期高温热害风险分析

根据河南省110个气象站1970−2019年逐日最高气温观测资料和19个农业气象观测站夏玉米生育期数据,以32℃和35℃作为轻度和重度夏玉米花期高温热害发生阈值,选取花期日最高气温≥32℃和≥35℃发生频率和日最高气温≥32℃和≥35℃的积热量4个关键致灾气象因子,构建高温热害综合指数,开展河南省夏玉米花期高温热害风险区划,为夏玉米生产趋利避害和防灾减灾提供参考依据。结果表明：（1）1970−2019年河南省夏玉米花期高温日数呈先减小后增加的趋势,21世纪10年代（2010s）后高温日数和频率明显增加,与高温发生频次最低的1980s（20世纪80年代）相比,高温日数增加1.4d（≥32℃）和1.5d（≥35℃）,高温频率增加20.6个百分点（≥32℃）和20.5个百分点（≥35℃）。河南省夏玉米花期高温日数50a平均值在1.8～4.5d（≥32℃）和0.4～1.9d（≥35℃）,高温发生频率在24.3%～64.3%（≥32℃）和2.5%～31.1%（≥35℃）,豫东南为高温热害发生的高频区。（2）近50a轻度和重度高温积热均呈先减弱再增强的趋势,21世纪10年代（2010s）高温积热较1980s（20世纪80年代）增加52.8℃·d（≥32℃）和52.5℃·d（≥35℃）。空间分布上基本呈现出南高北低、东部平原高于西部山区的态势。（3）结合高温强度和发生频率的致灾高风险区主要集中在南阳南部、漯河、许昌东部、周口、驻马店,约占夏玉米主栽区面积的28.5%;研究区域大部地区为中风险区,约占夏玉米主栽区面积的56.2%;而三门峡、洛阳西部、济源西部、安阳等地夏玉米花期高温热害风险相对较低,约占夏玉米主栽区面积的15.3%。     

四川单季稻抽穗扬花期和灌浆结实期高温热害时空特征

利用四川省84个气象观测站1961-2014年逐日平均气温、最高气温和日平均相对湿度等气象资料以及1981-2014年水稻空壳率数据,通过线性回归法、多项式回归法、Morlet小波分析等方法,分析水稻抽穗扬花期和灌浆结实期高温热害的时空变化规律。结果表明： 1961-2014年高温热害总次数呈上升趋势,不同等级热害发生次数的年际变化特点与总次数一致,尤以2000年后增幅显著,其中抽穗扬花期轻度热害和灌浆结实期重度热害的增幅最显著,这与气候变暖背景下,1990年以来水稻高温热害区域增多的趋势基本一致;不同生育期内各等级高温热害发生次数均有显著的周期震荡规律,方差值在16a、12a、4a时间尺度上均出现峰值,依据周期变化推测,2015年后高温热害将持续偏多。依据高温热害“山区少、盆地多”的分布特征,可将盆中浅丘区及盆南丘陵区划分为热害频发区,盆东岭谷区为热害偶发区,川西南山地为热害少发区。在气候变暖背景下,1990年以来不同等级高温热害均呈现发生频率增多,范围扩大,高发中心从平原向山地扩大的趋势。本研究实现了水稻高温热害监测产品由定性向定量化的转变,融合常规高温指标的动态监测,提高了空间分布的精细度,延长了研究的时效性,更具针对性和指导性。     

夏秋季高温干旱对江西省双季晚稻产量的影响

利用实测资料，分析了江西省近43年来（1961-2003年）夏秋季高温干旱出现的站次、发生频率及时空分布特征。研究发现：夏秋季高温干旱累计站次与晚稻产量呈显著的负相关关系。当高温干旱累计≥120站次时，晚稻减产显著，发生频率高达85．7％；高温干旱累计≥77站次时，每增加10站次，晚稻减产8．09kg／hm^2。     

盛果期花椒树低温冻害应对措施

为了指导甘肃花椒主产区预防盛果期花椒树低温冻害和灾后对树体进行科学管理,通过试验总结出了盛果期花椒树应对低温冻害的综合措施,包括健壮树体、树体保暖的基础措施,喷药防冻、喷水防冻、熏烟防冻的应急措施,以及及时补救、肥水控施、树体管控的灾后措施。     

浙江省高温热害发生规律及其对早稻产量的影响

在前人研究基础上,提出浙江省早稻高温热害的气象指标是日平均气温≥30℃和日最高气温≥35℃连续出现3d及以上。根据该指标和全省68个气象站高温数据,分析了浙江省早稻高温热害发生规律及其对产量的影响。结果表明：除东部沿海和浙南部分山区外,其余大部地区高温热害均有发生,高温中心出现在金华地区;1988年之后高温热害呈现加重趋势;高温热害持续天数与空壳率、秕谷率之间呈显著的正相关关系,与结实率、千粒重以及早稻产量之间呈显著的负相关关系,并建立了模拟方程。此结果可为水稻高温热害监测预警和影响评估提供参考。     

德令哈地区霜冻灾害气候指标的对比分析

初步探讨了德令哈地区遭受霜冻害时的低温天气出现与晚、早霜冻之间的相互关系及其规律，得出了较适合该地区主要大田作物气候特点的综合霜冻指标，为今后的霜冻预报服务工作提供理论依据。