农产品供应链中质量安全投入的动态分析及政府调控研究

高阔

（九江学院 经济与管理学院，江西 九江 332005）

农产品供应链中质量安全投入的动态分析及政府调控研究

高阔

（九江学院 经济与管理学院，江西 九江 332005）

摘要：针对农产品质量安全问题中供应商是否进行质量投入之间的重复博弈行为以及市场失灵时政府如何进行宏观调控来保证食品质量安全等问题，文章通过建立供应商之间的非对称演化博弈来考察供应商的行为特征及影响因素，根据动态复制方程来阐析供应商的行为演化规律及演化稳定策略，通过采用演化博弈探讨政府宏观调控下供应商之间的行为策略演化路径来反推政府补贴制度的补贴力度及惩罚制度的惩罚程度。研究结果表明，农产品质量安全的投入收益比率以及“搭便车”的收益大小等直接因素影响供应商的行为策略选择，而“搭便车”的收益大小也受到农产品质量安全的投入收益比率影响，因此投入收益比率是影响农产品质量安全投入的关键因素。随着农产品质量安全的投入收益率从低到高的不断变化，两类供应商的行为选择策略呈现以下路径：两类供应商均消极对待不进行质量安全投入，到只有一方进行质量投入而另一方消极对待但是无法“搭便车”来获益，再到只有一方进行质量投入而另一方消极对待但可以“搭便车”来获益，最后双方均进行质量安全投入。政府可通过补贴农产品质量安全投入收益差和惩罚“搭便车”行为来激励和约束供应商进行农产品质量安全投入，保障农产品质量安全。

关键词：农产品供应链；质量安全；演化博弈；政府调控

［DOI］10.3969/j.issn.1007-5097.2016.08.017

一、引　言

农产品质量安全问题关系到人民切身安全和社会稳定，是当前社会的热点问题，也是亟须解决的难点和重点。随着经济社会的不断发展，现代生活水平的提高，人们对食品的要求也从数量满足向质量营养满足转变，但近年来，在全球范围内频繁出现农产品安全问题，不但对人类的生命财产安全造成不可弥补的损失，而且也给事件的发生地造成极坏的影响，甚至会引起政治风波，使得农产品安全问题引起世界范围内广泛的关注。国内的“瘦肉精”、“化妆猪肉”、“黑烂猪肉”、“病死猪肉”、“毒大米事件”、“红心鸭蛋事件”、“多宝鱼事件”、“三聚氢氨奶粉”等伪劣事件随处可见，不仅给农产品行业生产和发展带来了严重损害，也挫伤了消费者信心，同时随着经济全球化和国际农产品贸易的增长，农产品安全问题也影响着我国的食品出口及国际信誉。我国政府越来越重视农产品安全问题。2014年3月5日国务院总理李克强在作《政府工作报告》中指出2014年的重点工作之一就是要保障“舌尖上的安全”。2014年中央经济工作会议中提出“坚持数量质量并重，更加注重农产品质量和食品安全，注重生产源头治理和产销全程监管”，并作为2014年的主要任务之一。2014年中央农村工作会议中指出“用最严谨的标准、最严格的监管、最严厉的处罚、最严肃的问责，确保广大人民群众舌尖上的安全”，并要求建立从田间到餐桌的全过程监管制度和农产品质量安全监督责任制度及责任追究制度。2014年中央一号文件《关于全面深化农村改革加快农业现代化的若干意见》中指出要“强化农产品质量安全和食品安全监管”，支持农产品质量安全追源体系建设。

关于农产品质量安全及政府监管问题，国内外学者对此做了有益探索和研究。Caswell and Mojduszka（1996）［1］、Henson and Caswell（1999）［2］、周德翼和杨海娟（2002）［3］、冯忠泽（2008）［4］等从政府规制与监管机制等角度分析研究如何降低食品安全风险。徐金海（2007）［5］认为食品质量安全监管本质上是政府相关部门与食品生产经营者之间的博弈过程。通过政府部门与食品生产经营者的博弈分析表明监督检查成本、违规惩罚力度及违规的预期收益等因素决定政府监管的有效性。陈雨生和乔娟（2009）［6］以第三方认证机构为研究主体运用博弈分析食品质量安全认证监管问题。Ma（2010）［7］等从上下游企业之间的动态博弈视角分析质量控制问题。樊斌和李翠霞（2012）［8］基于应用演化博弈理论和有限理性的复制动态机制分析乳制品加工企业隐蔽违规行为的长期演化趋势，研究结果显示消费者信任度、政府监督查处的力度和强度、乳制品加工市场的准入条件和企业生产技术和设备等因素影响乳制品加工企业行为。陈艳君（2010）［9］等从食品生产者与政府之间的演化博弈及动态复制方程视角分析食品安全监管问题，分析了不同参数情况参与者的演化稳定策略。许民利（2012）［10］等从供应商和生产商两者之间的演化博弈分析食品质量安全投入的演化均衡策略。可以看出，关于农产品质量安全投入的研究还处于起步阶段，本文将在国内外专家学者前期研究基础上，通过建立供应商之间的非对称演化博弈来考察供应商的行为特征及影响因素，根据动态复制方程来阐析供应商的行为演化规律及演化稳定策略，通过采用演化博弈探讨政府宏观调控下供应商之间的行为策略演化路径来反推政府补贴制度的补贴力度及惩罚制度的惩罚程度，最后提出相关政策建议与意见。

二、模型假设与模型的建立

假设农产品供应链的原料供应阶段，即农产品种养殖阶段主要有两类供应商，一类供应商在种养殖过程中有意愿积极采取正常措施保证农产品质量安全（这里暂时不考虑农产品营养问题），另一类供应链在种养殖过程中则更倾向于消极对待农产品质量安全问题。每次从两类供应商群体中随机各选取一名供应商进行配对并博弈。在市场原有质量体系基础上，两类供应商的行为策略有两种：积极保证农产品质量安全（Energetic）、消极保证农产品质量安全（Negative），简记为（E，N）。两类供应商都是有限理性的，在现实市场行为多次博弈过程中，通过不断模仿、学习等方式不断调整其行为策略空间最后达到平衡状态。以下为了叙述方便，用Si（i=1，2）表示供应商，倾向积极保证产品质量安全的供应商为Supply energetic，简称S1，记倾向消极保证农产品质量安全的供应商为Supply negative，简称S2。假设如下：

（1）两类供应商都不进行农产品质量保证投入，此时他们各自的正常收益分别为πsi（i=1，2），即πs1，πs2

，且其正常情况下均是盈利的，即πsi≻0。如果两类供应商均采取措施在保证农产品质量安全方面增加投入，市场食品质量安全有所提高，市场口碑较好，市场需要也会随之提高，两类供应商的收益也会随之增加，他们的投入成本为Csi，Csi≻0，新增收益分别为为供

应商Si增加食品质量安全投入Csi而带来的收益增加比率，此时供应商收益为，即

（2）假设供应商i采取E策略，另一供应商j采取N策略时，供应商i因为实施积极的保证农产品质量安全措施使得整个市场对农产品认可度提高，市场需求量随之提高，此时供应商i的收益为，而另一供应商j由于市场的“搭便车”行为，在不增加质量保证投入的情况下获得较好的市场回报，此时其收益为

根据上述假设及说明，建立两类供应商博弈的收益矩阵，具体见表1所列。

表1　两类供应商的收益矩阵

三、模型的演化稳定策略

（一）演化过程的平衡点

假定供应商S1和S2可以独立且随机的在行为策略空间（E，N）中选择策略，并且在农产品种养殖原料供应市场上进行多次重复博弈。供应商Si（i=1，2）选择采取积极举措保证农产品质量安全策略的概率为pi（i=1，2），则其选择消极举措保证农产品质量安全策略的概率为1-pi（i=1，2）。

对于供应商S1来说，选择积极举措保证农产品质量安全策略的适应度，也就是期望收益为：

选择消极举措保证农产品质量安全策略的适应度，也就是期望收益为：

供应商S1的平均适应度，也就是平均收益为：

根据Malthusian方程［12］，供应商S1选择E策略的数量的增长率等于其适应度U1E减去平均适应度，

雅可比矩阵的行列式为：t为时间，整理得供应商S1的复制动态方程：

同理，供应商S2的动态复制方程：

由上两式可得到一个动态复制系统：

命题1动态复制系统（1）的平衡点为（0，0）、也是系统的平衡点。

（二）平衡点的稳定性分析

动态复制系统（1）中平衡点并不一定都是系统的演化均衡点，如果从动态复制系统中的某一个平衡点的任意小临近区域内出发的轨迹最终都将演化趋近与此平衡点，则可以程此平衡点是局部渐进稳定的，称之为演化均衡（Evolutionary Equilibrium）［13-14］。演化均衡点对应的博弈策略称之为演化稳定策略（ESS）。根据Friedman［15］提出运用动态复制方程系统相对应的雅可比矩阵（Jaco-bian，简记为J）的局部稳定性分析方法来研究平衡点的的局部稳定性。

雅可比矩阵J为：

雅可比矩阵的迹为：

根据演化博弈理论，满足detJ≻0，trJ≺0的均衡点为动态复制系统的演化稳定点，其对应的策略为演化稳定策略（ESS）。

证明：根据公式可求得到雅可比矩阵的行列式和迹，根据detJ≻0，trJ≺0等标准判断平衡点的局部稳定性。情况a、b、c、d、e的演化稳定性分析见表2-表6，证毕。

当两类供应商双方的保证农产品质量安全的投资收益比率较低的时候，即 0≺α1≺Cs1/πs1，0≺α2≺Cs2/πs2，其投入到农产品质量安全的成本都无法得到有效的回报和弥补，此时（0，0）是双方博弈的演化稳定点，对应的策略（N，N）就是他们的演化稳定策略，即双方均不会采取措施在保证农产品质量安全方面进行投入。（0，1）和（1，0）是鞍点，（1，1）是不稳定点，具体见表2和图1a。

表2　情况a平衡点的局部稳定性分析

图1　五种情形下动态复制系统（1）演化博弈动态相位

当两类供应商中有一方的保证农产品质量安全的投资收益比率在不断提高，而另外一方的投资收益比率依然处于比较低的位置，比如。此时投资收益比率提高到使得其收益大于投入成本，但有小于无须付出成本就可以“搭便车”的收益，同时另一方供应商的投资收益比率依然很低不愿意投入，使得投资收益比率高的供应商无法实施“搭便车”的行为。此时（0，1）和（1，0）分别是他们的演化稳定点，对应的策略（N，E）和（E，N）就是他们的演化稳定策略，即双方中仅仅会有一个供应商采取措施在保证农产品质量安全方面进行投入，这一供应商就是投资收益比率高的那一方，具体见表3、表4和图1b、1c所示。

表3　情况b平衡点的局部稳定性分析

表4　情况c平衡点的局部稳定性分析

当供应商的投资收益比率同时提高到质量投入收益均大于投入成本但又小于“搭便车”行为而产生的 收 益 时 ，即且。此时系统同时存在（0，1）和（1，0）两个演化稳定点，即当供应商S1在保证农产品质量安全方面投入时供应商S2就不进行投入或者当供应商S2在保证农产品质量安全方面投入时供应商S1就不进行投入，只有一方进行质量投入，而另外一方则“搭便车”。（0，0）和（1，1）是系统不稳定点。此时系统存在的第五个平衡点为鞍点，具体见表5和图1d。

表5　情况d平衡点的局部稳定性分析

表6　情况e平衡点的局部稳定性分析

四、政府调控下的演化分析

通过上述分析可以看出，农产品供应链中的供应商在保证农产品质量安全方面不进行投入的情形

雅可比矩阵的行列式为：

雅可比矩阵的迹为：主要有两种：①农产品质量安全方面的投资回报率较低的时候，如上述情况a、b和c；②可以“搭便车”的时候，如上述情况d。农产品质量安全关系到人民的切身安全和社会的稳定，当自由市场无法调解和约束供应商提高安全的农产品时，为了保证食品质量安全、人身安全和社会稳定，此时需要政府出台相关的调控措施。政府调控手段主要有三个方面：经济手段、法律手段和行政手段。经济手段是利用经济杠杆的作用来调控，法律手段主要是利用经济法律法规手段来调控，行政手段是利用强制性的行政方式来调控。本文是从投资回报等经济方面来研究农产品供应链中质量安全投入问题，因此将分析政府如何运用经济手段来调控，政府的经济调控措施有很多种，本文将重点关注惩罚机制和补贴机制，分析研究这两种机制下农产品供应链中供应商的演化过程和演化策略等。

（一）补贴机制下的演化分析

农产品质量安全方面的投资回报率较低的时候，供应商在保证农产品质量方面的投入大于其收益，此时会选择不进行农产品质量安全的投入，因此政府可以通过一定的补贴来弥补供应商的损失，以此来保证农产品质量安全。假设政府的补贴额度为Sub（Subsidies），此时农产品供应链食品质量安全投入的供应商收益矩阵见表7所列。

表7　政府补贴机制下供应商的收益矩阵

此时系统的动态复制方程为：

雅可比矩阵J为：

证明：根据detJ≻0，trJ≺0的均衡点为动态复制系统的演化稳定点，结合表8对平衡点的分析，可以得到（1，1）为动态复制系统（2）唯一的ESS的充要条件 为 ：

表8　政府补贴机制下平衡点的局部稳定性分析

式（3）说明政府补贴机制中补贴力度问题。如果政府的补贴少了，可能发挥不了激励作用，供应商依然不进行农产品质量安全的投入，补贴高了，政府的补贴成本过高，政府的激励绩效就会下降，所以补贴力度这一科学问题就显得尤为重要，从式（3）可以看出政府的补贴首先要能够弥补农产品供应链中供应商进行质量安全保证投入无法被其所带来收益无法弥补的部分，即质量安全投入收益减去质量安全投入。其次补贴要能够使得供应商“搭便车”行为带来的收益小于其进行农产品质量安全投入收益。总体来说政府补贴额度要大于供应商“搭便车”收益与质量安全投入收益差这两部分之和。

式（3）适用于图1中的情况a、b和c，农产品供应链中供应商的农产品质量投入收益率较低时，即

（二）惩罚机制下的演化分析

相对于政府补贴这一激励机制来说，惩罚机制

雅可比矩阵的行列式为：

雅可比矩阵的迹为：

命题4动态复制系统（4）的平衡点为（0，0）、（0，1）、也是系统的平衡点。（1，1）是一种约束，通过经济上的惩罚约束迫使农产品供应链中的供应商进行农产品质量安全保障投入，以此来保证农产品质量安全。假设政府的补贴额度为Punish（Punishment），此时农产品供应链食品质量安全投入的供应商收益矩阵见表9所列。

表9　政府惩罚机制下供应商的收益矩阵

此时系统的动态复制方程为：

雅可比矩阵J为：

为动态复制系统（2）唯一的ESS的充要条件是：

证明如命题3，证毕。

式（5）适用于图1中的情况④即供应商的投资收益比率同时提高到质量投入收益均大于投入成本但又小于“搭便车”行为而产生的收益，式（5）说明政府的惩罚机制中的惩罚力度问题，惩罚额度小了，达不到约束效果，“搭便车”带来收益高于质量安全投入收益的供应商依然继续不进行质量安全投入。由式（5）可以看出政府惩罚额度要大于供应商“搭便车”收益与质量安全投入收益差这两部分之和。

五、结论与建议

本文通过对两类供应商的农产品供应链中农产品质量安全投入的演化博弈分析以及政府调控研究，分析了自由市场时两类供应商的行为策略选择，以及在政府惩罚机制和补贴机制下供应商的行为策略，基本解析了以下问题：①什么因素影响供应商进行质量安全投入？如何影响？供应商的如何动态应对？②政府的宏观调控制度如何调控？补贴制度补贴什么？补贴到什么程度才能起到效果？惩罚机制惩罚什么？惩罚力度到什么程度才能发挥作用？

研究结果表明：农产品质量安全的投入收益比率以及“搭便车”的收益大小等直接因素影响供应商的行为策略选择，而“搭便车”的收益大小也受到农产品质量安全的投入收益比率影响，因此投入收益比率是影响农产品质量安全投入的关键因素。随着农产品质量安全的投入收益率从低到高的不断变化，两类供应商的行为选择策略呈现以下路径：两类供应商均消极对待不进行质量安全投入，到只有一方进行质量投入而另一方消极对待但是无法“搭便车”来获益，再到只有一方进行质量投入而另一方消极对待但可以“搭便车”来获益，最后到双方均进行质量安全投入，具体的演化均衡策略为：（消极保证农产品质量安全、消极保证农产品质量安全）、（积极保证农产品质量安全、消极保证农产品质量安全）及（积极保证农产品质量安全、消极保证农产品质量安全）、（积极保证农产品质量安全、消极保证农产品质量安全）或（积极保证农产品质量安全、消极保证农产品质量安全）、（积极保证农产品质量安全、积极保证农产品质量安全）。当市场失灵时，需要政府来宏观调控，本文研究结果表明政府的补贴机制需要补贴农产品质量安全投入收益差，且政府补贴额度要大于供应商“搭便车”收益与质量安全投入收益差这两部分之和。政府的惩罚机制应惩罚“搭便车”行为，且政府惩罚额度要大于供应商“搭便车”收益与质量安全投入收益差这两部分之和，这样才能发挥到惩罚作用，使得“搭便车”行为无法实施，进而进行质量安全投入。

本研究只考虑到农产品供应链中的两类供应商的行为对农产品质量安全的影响，但是在现实情况下，农产品供应链是一条包含农产品供应、农产品收购、农产品加工、农产品运输分销和销售终端等多个节点的完成链条，这一链条的每一个节点都和农产品食品质量安全紧密相关，因此从整个农产品供应链的多节点视角来分析研究农产品质量安全投入与保障将会是一个研究重点和方向。

参考文献：

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［责任编辑：张兵］

中图分类号：F304

文献标志码：A

文章编号：1007-5097（2016）08-0108-07

收稿日期：2016-05-17

基金项目：国家自然科学基金资助项目（71462020）；农业部软科学招标课题（20140203）；教育部人文社会科学研究项目（12YJC630050）；江西省社会科学规划基金（14GL06）

作者简介：高阔（1981-），男，江苏徐州人，副教授，博士，副院长，研究方向：农产品供应链管理。

A Study on Dynamic Analysis of Food Safety Investment and Government Regulation in Agricultural Product Supply Chain

GAO Kuo
（School of Economics and Management，Jiujiang University，Jiujiang 332005，China）

Abstract：For the interaction between suppliers in food safety investment decision，and how the government can carry out the macro control to ensure food quality and safety，etc.In this paper，an asymmetric evolutionary game model between suppliers is established to study the behavior characteristics of suppliers in food safety investment decision.The evolutionary law and stable strategy of suppliers are analyzed in terms of the dynamic replication equation.Through the use of evolutionary game theory，the behavior of the government's macro regulation and control of supplier's behavior strategy evolution path to reverse the subsidy system of government subsidies and the degree of punishment system are explored.The study results show that：The investment income ratio of agricultural product safety and the direct factors such as the“free rider”income and so on affect supplier's behavior strategy choice.With the continuous changes of investment income ratio of agricultural product quality and safety from low to high，the behavior of two types of suppliers is in the following path：two types of suppliers are negative treatment to not carrying out quality and safety investment，to only one side of the quality and the other side negative treatment but can not take“free rider”to benefit，and then to only one side of the quality and the other negative treatment but can take “free ride”to benefit，and finally to the two sides are quality and safety investment.The government can motivate and constrain suppliers to make agricultural product quality safety investment and to ensure the quality and safety of agricultural products by implementing subsidies for agricultural products quality and safety investment income difference and punishing“free rider”behavior.

Keywords：agricultural product supply chain；food safety；evolutionary game；government regulation