政府干预下农产品绿色供应链演化博弈分析

陈莫凡，陈长塔

(福州大学 经济与管理学院，福建 福州 350108)

政府干预下农产品绿色供应链演化博弈分析

陈莫凡，陈长塔

(福州大学 经济与管理学院，福建 福州 350108)

传统农产品供应链粗旷式生产模式下，物质资源利用率低、产品绿色度不高、环境污染等问题十分突出。如何构建农产品绿色供应链、采用何种方式驱动供应链绿色发展，将“低耗高产、无废无污、绿色安全”贯穿于农产品供应链中成为值得重视和研究的问题。为此，构建了政府、加工企业及农户的三方演化博弈模型，探讨可持续发展效益、罚金、补贴、转移支付等驱动机制对供应链绿色化进程的影响；分析系统稳定水平及不同绿色度投入量对博弈方演化趋势的影响。研究结果表明：政府对可持续发展效益的高度重视、高处罚力度、高补助及绿色供应链构建初期较大绿色度投入水平都将有助于推动农产品供应链绿色化的进程。

农产品绿色供应链；演化博弈；驱动机制；绿色度

全球经济迅速发展的同时，保护生态环境、减少资源损耗、增加资源利用率、实现人类与自然可持续发展已经成为世界各国关心的重点。2015年7月30日国务院办公厅发布第59号文件，指出要重视农业可持续发展带来的效益，走高效、安全、节约、友好的现代农业发展道路。在此背景下，一种在农产品供应链上综合考虑环境影响和资源效率，以减量化、高质量、再利用、再循环为目标的农产品绿色供应链管理模式便孕育而生[1]。

近年来，国内外学者关于农产品绿色供应链的研究主要基于3个视角：①基于产品质量安全视角：如BESKE等认为采用绿色供应链模式，核心企业必须充分考虑到经济、生态、社会效益3种因素，在供应链中实现上下游企业知识共享才能获得竞争优势，才能满足客户对高质量食品的需求[2]。WILLERSINN等认为加工企业落后的加工技术将使农产品质量下降幅度更为显著[3]。②基于节能环保视角：如TIDY等发现75%～90%的碳排放来自供应链上游，进一步探讨了如何在绿色供应链上通过零售商协同上游供应商的方式减少碳排放量[4]。③基于协同关系视角：如谭丹对绿色农产品供应链的特殊性进行分析，从技术支持、组织目标、运行机制3个方面提出构建农产品绿色供应链战略联盟运作体系的具体方案[5]。

笔者主要以参与人有限理性为假设基础，将参与方策略选择当作一个渐进学习的动态过程，运用演化博弈方法深入分析农产品供应链绿色化驱动机制及系统演化的稳定水平，使研究结果更符合实际情况。进一步探讨绿色度投入量与参与方策略选择间的相互作用，运用仿真方法直观反映出供应链上不同绿色度投入水平对绿色供应链构建所产生的影响。

1 三方演化博弈下绿色供应链模型假设与构建

1.1符号及假设

假设1 假设政府、农产品加工企业、农户的三方博弈中，政府选择监察策略的种群比例为x；农产品加工企业选择采用策略的种群比例为y；农户选择采用策略的种群比例为z(1≥x,y,z≥0)。

假设2 市场需求量q=a-b(PF+m)+rθ，其中a为市场基本需求量；b为价格的需求弹性；r为消费者绿色偏好；PF[6]为加工企业收购农产品的报价；θ为农产品绿色度(0≤θ≤1)，θ1为农户生产绿色度投入，θ2为加工企业生产绿色度投入，θ1+θ2=1。

假设3 政府针对绿色农产品市场上管理水平不同的各个企业，可选择监察或不监察，选择监察策略需要付出成本CE及可能的补贴SG[7]，政府监察收益来源于罚金PG(PG>SG≥CE)及社会效益R[8]，假定R≥PG。博弈方不同策略的选择对社会效益的影响也不同。

假设4 农产品加工企业针对市场情况，可选择采用或不采用策略，选择采用策略需付出额外边际成本投入ΔCM=I2θ2[9]，I2为绿色加工成本系数，I2≥0，同时获得补贴θ2SG；选择不采用策略需缴纳罚金(1-θ2)PG。博弈方不同策略选择对农产品加工企业收益水平影响不同，CM为农产品加工企业使用普通工艺的边际成本投入。

1.2模型构建

依据假设，构建如下复制动态方程：

U1x=y(1-z)(PG+RG1-CE)+yz(RG2-

CE-SG)+(1-y)z(PG+RG3-CE)+

(1-y)(1-z)(PG+RG4-CE)

U2x=(yz-y)RG1+(yz-z)RG3+

(y+z-1-yz)RG4

(1)

(2)

2 绿色供应链构建驱动机制分析

2.1政府、加工企业、农户种群规模稳定策略及驱动力分析

根据上述种群规模的演化稳定策略可以获得以下结论：

结论1 政府对农产品市场绿色生产的监察概率，随农产品加工企业选择不采用绿色生产策略比例的增加而增大，随市场上选择采用绿色生产农户规模的增加而减小。

证明 根据式(1)复制动态方程可得：

y[2(θ1+θ2)R+z(PG+SG)]+PG-CE}

(3)

4θ1R+2θ2R+PG-2zθ1R-CE}

(4)

结论3 加工企业选择“采用”策略的概率随PG增加而增大。

结论4 农户选择“采用”策略的概率随转移支付系数t、SG的增加而增大。

2.2模型均衡状态分析

若演化博弈均衡策略(x,y,z)是渐进稳定状态，则此策略为严格纳什均衡。绿色供应链模型构建策略的稳定性可由该系统的雅克比矩阵局部稳定性分析得到。根据李雅普诺夫第一法，若一个策略集渐进稳定，则此策略集对应的雅克比矩阵(Jacobi)特征值必须小于0。剔除对绿色供应链构建无现实意义的策略，考虑采用以下策略集时系统稳定水平，均衡点稳定性判别如表1所示。

表1 均衡点稳定性判别

3 数值仿真

上述部分讨论了三方演化博弈下农产品绿色供应链模型的构建并通过政府种群、农产品加工企业种群及农户种群在一定条件下不同策略的选择分析了模型稳定水平，进而探讨影响系统模型演化方向的驱动机制。但在实际农产品绿色供应链构建中，博弈方不仅仅需考虑选择何种策略，更需考虑其策略选定之后该进行何种程度的绿色投入。通过数值仿真法分析供应链节点之间不同绿色度投入量对种群比例的变化影响，探讨种群比例变动对供应链节点上绿色度投入量变化之间的关系。假设相关参数(单位均为元)为：ΔCM=5，P=20，CM=5，r=50，PG=8 000,SG=4 000，qθ1=qθ2=1 000,ΔCF=5，t=2 000，CE=3 000，R=8 000。

不同绿色度对农产品加工及农户种群的影响如图1所示，ψ及Θ分别表示农产品加工企业及农户种群变化时政府采取“监察”策略的阈值。结果表明在农户选择“采用”策略比例较小阶段，农户较大绿色度投入将有助于农产品加工企业“采用”策略比例的增加，这是因为当农户选择“采用”策略到达一定比例规模时(z=0.55)，农产品加工企业采用高绿色度投入水平将使得政府补贴及由消费者效用产生的需求水平增量提升，进而逐步抵消绿色生产时的额外投入，实现盈利。依据理性个体收益最大化特点，市场中未采取绿色生产的农产品加工企业在这一状况下将逐步通过模仿学习行为转而选择“采用”策略。随着农产品加工企业单向选择“采用”策略比例的增大，阈值呈现明显下降趋势，说明此时政府种群选择“监察”策略相对阈值逐步增大，将会引起农户选择“采用”策略比例z的增大。值得注意的是，当y值较小(y<0.2)且绿色度投入较低时，市场上少量农产品加工企业“采用”策略的选择对农户选择“采用”策略行为促进作用较为低效。通过分析可知当市场中约30%以上农产品加工企业种群规模单向选择“采用”策略时，农户较高水平绿色度投入量将促成更大比例规模的农户进行绿色化生产。

图1 农产品加工企业及农户“采用”策略比例y、z及绿色度投入量θi与阈值ψ、Θ关系

4 结论

笔者以演化博弈理论为基础，探讨可持续发展背景下农产品绿色供应链的构建，讨论了不同种群动态复制过程和系统稳定策略水平，分析了系统的驱动机制，并获得以下主要结论：①绿色供应链构建中，当市场中选择“采用”策略的农产品加工企业(农户)群体低于一定规模比例时，会引起政府的重视，促使政府选择“监察”策略；当选择“采用”策略的农产品加工企业(农户)达到一定规模比例时，农产品加工企业(农户)选择“不采用”策略的规模将会减小。②(不监察，不采用，不采用)为系统不稳定点，说明供应链间采用绿色生产方式节点较少，无法带来可持续发展效益时政府一定会采取“监察”策略。 ③供应链节点间不同水平绿色度投入组合将对市场中农产品加工企业(农户)在不同阶段条件下选择“采用”策略的概率产生影响；若农产品加工企业与农户在供应链建设初期就采用较大绿色度投入水平，将会加快农产品供应链绿色化进程。

[1] 谭丹,朱玉林.基于协同理论的农产品绿色供应链实现模式[J].经济问题,2011(1):88-90.

[2] BESKE P,LAND A,SEURING S.Sustainable supply chain management practices and dynamic capabilities in the food industry : a critical analysis of the literature[J].International Journal of Production Economics,2014,152(2):131-143.

[3] WILLERSINN C,MACK G ,MOUROU P, et al.Quantity and quality of food losses along the Swiss potato supply chain: stepwise investigation and the influence of quality standard on losses[J].Waste Management,2015(46):120-132.

[4] TIDY M,WANG X J,HALL M.The role of supplier relationship management in reducing greenhouse gas emissions from food supply chains: supplier engagement in the UK supermarket sector[J].Journal of Cleaner Production,2016(112):3294-3305.

[5] 谭丹.现代农业支持体系下农产品绿色供应链战略联盟的构建[J].湖南科技大学学报(社会科学版),2013,16(4):58-61.

[6] 朱庆华,窦一杰.基于政府补贴分析的绿色供应链管理博弈模型[J].管理科学学报,2011,14(6):86-95.

[7] MEHDIZADEH A, SHAH N, RAIKAR N, et al. An optimization of the food quality products throughout the supply chain[J].Computer Aided Chemical Engineering,2012(31):1025-1029.

[8] ZHU Q H,SARKIS J.Relationships between operational practices and performance among early adopters of green supply chain management practices in Chinese manufacturing enterprises[J].Journal of Operations Management, 2004,22(3):265-289.

[9] 曹柬,吴晓波,周根贵.不对称信息下绿色采购激励机制设计[J].系统工程理论与实践,2013,33(1):106-116.

[10] GHOSH D,SHAH J.A comparative analysis of greening policies across supply chain structures[J].Production Economics,2012,135(2):568-583.

CHEN Mofan:Postgraduate; College of Economic and Management， Fuzhou University， Fuzhou 350108, China.

Evolutionary Game Analysis of Agricultural Green Supply Chain under Government Intervention

CHENMofan,CHENChangta

In the traditional agricultural supply chain model, the resource utilization for material is inefficient , green degree which attached by product is not high, and environmental pollution problem is serious. How to build green supply chain for agricultural products, which manner can drive green supply chain growing, and how to make the opinion of the "low yield, no waste no pollution, green and safe" throughout the agricultural supply chain has become worthy of attention and study questions. The paper construct the three-side evolutionary game model to investigate how the sustainable development benefits, the fines, the subsidies, the transfer payments to affect the construction of agriculture green supply chain; the paper also analysis the stabilization levels of the system, how the different degrees of green ,which game player has input on, to affect the evolution of trends. The results show that the rise of the emphasis on sustainable development, the high penalties,the high subsidies and the larger initial level of investment in Green Supply Chain will help us to speed up the green agricultural supply chain progress .

agricultural green supply chain;evolutionary game;driving mechanism;green degree

2095-3852(2017)01-0064-05

A

2016-09-13.

陈莫凡(1991-)，男，福建福州人，福州大学经济与管理学院硕士研究生.

F224.32；F304.3

10.3963/j.issn.2095-3852.2017.01.014