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研究現狀
如何科學有效地評估自然風險對農業的影響是保險理論界、災害學界和農業科學界一直以來研究的重要課題。縱觀已有農業自然風險評估的研究文獻,風險評估幾乎全部采用了量化評估的方法,區別只體現在采用了不同的量化評估方法上。按照所采用的數據的不同,將已有研究歸為3類:第1類是基于災情數據的評估方法,即利用受災面積、成災面積、絕收面積等災損數據進行風險評估。該方法的優點是數據資料易得,評估方法較直觀且能反映災情程度。其不足之處是自然風險對農業生產的影響存在一定的滯后性,且受人為因素的影響,獲取的資料存在不確定性,可造成對災情風險評估的不準確性。第2類是利用產量數據進行風險評估。該方法的優點是可將風險單位細化到縣級,并可分作物進行研究,這是第1類方法所不具備的,因為第1類方法的研究單位只能是省級,并且不能分作物進行研究。其缺點是由于各地區的統計制度不一致,歷史數據較少。第3類是利用降雨量等氣象數據進行災情評估。該方法的優點是數據資料詳實,評估結果客觀;不足之處是災情程度與水利設施、土壤性質、農作物的抗災能力等其他因素有關,因而評估結果也具有一定的片面性。在對農業自然風險進行評估的過程中,對隨機損失變量的大小及其概率進行科學估算是主要挑戰。早期研究多采用參數估計法測算農作物產量損失風險,該方法假定損失隨機變量服從某一具體分布,然后根據樣本數據進行參數估計。該方法的弊端是由于災害系統過于復雜且當樣本不多時,要給出合乎情理的概率分布并不容易。因為很難準確判斷由于災害造成的損失究竟服從哪種分布。也就是說,人們無法明確其分布的具體形式,如正態分布、指數分布或者是其他形式的分布。參數估計的另一個問題是,未合理地將概率分布限制在災害指數的有效論域之內,常常出現p(x1)≠0的情況。近年來,研究者利用非參數方法對農業風險分布進行了研究,提出了多種確定農業風險分布模型的方法。非參數方法是根據樣本數據對所尋找的分布通過直方圖來進行描述,或者根據樣本數據利用某種非參數方法如非參數核密度估計方法或最臨近估計方法對所求的分布進行密度估計。該方法的缺點是由于有記錄的災害統計數據并不多,所以災害損失的樣本量相對較小,而在小樣本的條件下進行的非參數密度估計必然缺乏穩健性。
研究方法
鑒于參數估計方法和非參數估計方法在農業自然災害風險評估中的不適用性特點,該研究欲尋求新的方法對農業自然風險進行科學評估。該種新方法將盡量做到:①在估計損失概率的過程中事先不設定損失的具體分布形式;②適合于小樣本情況。非參數核密度估計的信息擴散方法正滿足了上述2點要求,是為了彌補信息不足而考慮優化利用樣本模糊信息的一種對樣本進行集值化的模糊數學處理方法。信息擴散方法被引入災害風險評估后,被廣泛用于洪澇災害、氣象災害、火災和地震等災害風險的評估。信息擴散方法的提出源于觀測樣本可能存在的信息非完備的特性。該方法認為,某個樣本數據所帶的信息并不僅反映某一個樣本點的信息,而是帶有整個樣本空間的所有樣本點的信息。因此,在得到一個具體的樣本數據以后,將這種樣本數據看成是樣本空間的一個模糊子集,在具體的計算過程中必須將該樣本點所帶的信息擴散到整個樣本空間,或者說分配到整個樣本空間中的每一個樣本點。當所有樣本數據的信息分配完成以后,樣本空間中的每一個樣本點都帶有全部樣本數據的信息,從而形成樣本信息在樣本空間中的一個分布,該種分布即所尋求的農業自然風險的損失分布。
模型、數據處理及實證結果———以內蒙古干旱風險評估為例
內蒙古是我國糧食主產區之一,也是農業自然災害最嚴重的地區之一。在1995~2010年的16年間,內蒙古年均農業旱災受災率達37.24%,年均農業旱災成災率達22.42%,干旱風險是內蒙古農業經濟穩定發展的主要制約因素之一。
1理論模型設作物旱災風險指數的基礎論域為U={u1,u2,…,um},u∈[0,1],某地區第i年的旱災風險指數的樣本觀測數據為xi,i=1,2,…,n。設xi的信息按正態分布規律擴散給樣本空間中的每一個樣本點uj,其擴散模型為:然后可根據文獻[6]的處理過程進行相應的作物旱災風險評估。
2數據及實證結果研究數據來源于各年《中國農業統計年鑒》和《中國統計年鑒》,由于這2種統計年鑒中的災情數據都未區分所受災害的具體作物品種,因此,該研究分析也未區分具體作物種類。根據《中國農業統計年鑒》得到的1995~2010年的內蒙古農作物旱災受災和成災數據,進行如下處理:具體數據見表1。考慮到便于編程處理和計算精度,把旱災風險指數的論域分成100個等分,使用信息擴散法來計算旱災受災率和成災率,即令m=101,U={u1,u2,…,u101}中的u1,u2,…,u101分別為0,0.01,0.02,…,1。通過計算可得旱災受災率和成災率的概率。再算出農業旱災率和成災率超過某個閾值的超越概率,結果見表2和表3。
根據1985~2011年的統計數據計算了內蒙古地區農業旱災風險,結果表明:在內蒙古地區旱災年年發生,且農作物受損程度較大,受災程度主要集中在60%以內;受損程度超過60%以上的可能性很小。內蒙古旱災風險對農業生產的危害是相當嚴重的。具體而言,內蒙古每年都會遇到旱災受災率為15%的干旱風險事件;每2年一遇旱災受災率35%的災害事件;每5年遭遇一次旱災受災率為55%的災害事件;幾乎每10年發生一次受災率為60%的干旱災害;旱災受災率超過80%的概率極低,為百年一遇的災害事件。內蒙古今后每年都會發生旱災成災率強度大于5%的災害事件,成災率大于50%的災害事件發生概率極低。
結論
對農業自然風險的評估所面臨的最嚴峻的挑戰就是數據約束。該研究基于信息擴散理論,在有限信息的情況下對內蒙古干旱風險進行了量化評估。從風險評估的實證分析可知,信息擴散法具有操作簡便、要求的數據量少以及評估結果的意義明確等明顯優勢,能夠為政府和保險機構的風險決策提供依據。該研究表明,信息擴散方法在農業自然風險評估中具有較好的適應性。但不能忽略模型存在的問題和可能的影響。在今后的研究中,考慮到農業自然災害風險的復雜性,有必要與其他方法結合以提高評估結果的有效性。
作者:包雙寶鳳蘭單位:內蒙古工業大學理學院