合作博弈视角下生鲜电商供应链参与主体绿色投入利益分配研究

成灶平，马 良，丛培栋

（1. 上海理工大学 管理学院，上海 200093；2. 苏州大学，江苏 苏州 215006）

0 引 言

绿色已成为我国十四五经济社会发展规划的主色调，是农业高质量可持续发展的底色。面对越来越严格的农业生产资源环境规制和消费者对优质、安全绿色高品质农产品不断增长的需求，以及我国约20%～30%的新鲜农产品在供应链的不同阶段被浪费现实[1]，农产品供应链绿色化运行是解决农业生产面源污染、减少农产品损失和浪费、以及确保农产品质量安全的有效途径[2]。而绿色投入是确保供应链绿色化运行的基础[3-4]。生鲜农产品是人们日常生活消费的主要食物来源，尤其深受新冠疫情的影响，大量的消费者在线购买生鲜产品，网络零售生鲜电商市场呈现爆发式的增长[5]。生鲜农产品电子商务供应链的三个主要的利益相关者是生鲜农产品生产者（以新型农业经营主体为主）、生鲜电子商务平台企业和消费者[6]。其中越来越多的消费者具有绿色偏好，愿意为绿色产品支付更高的价格[7]。对生鲜电商供应链中各参与个体所在节点的绿色化投入和努力，都会影响到最终产品的绿色化以及整个供应链的绩效。特别是生鲜农产品供应链具有产品的市场风险性大、成本投入多以及较强的脆弱性等特点。所以为激励供应链各参与个体进行绿色化投入，减少生产流通损失，提高农产品的绿色度和新鲜度，确保供应链高效运行、行稳致远，有必要探究生鲜电商供应链中各联盟参与主体的合作关系，并需要设计一套公平合理的利益分配机制，使各参与个体为自己目标努力的同时，实现合作的多方共赢。

专家学者们关于供应链利益分配的研究内容较为丰富。时茜茜等[8]构建考虑不同权重的协同合作动态博弈模型，探究了重大工程利益主体合作收益分配问题。习怡衡等[9]为解决利益分配问题，构建了参与主体合作的收益分配比例模型。刘阳等[10]以储备应急物资为背景，构建基于期权的储备应急物资模型，提出了合理分配供应商利润的机制。以上文献分析的是各参与主体在供应链上的最优利润以及利润分配机制。但更多的是供应链中一对一或一对二方之间的分配。对农产品供应链利益分配，多聚焦于具体的供应链的利益分配问题。如：猪肉供应链[11]、蔬菜供应链[12]、蛋鸡供应链[13]、草莓供应链[14]、玉米供应链[15]。方法上普遍采用Shapley 值法或改进的Shapley 值法。

但上述文献鲜有阐述联盟合作的原因，探究供应链中联盟个体的合作关系，也没有考虑供应链间合作绿色投入的问题。因此，本文研究聚焦于在生鲜电商供应链各参与个体在提供绿色努力的情形下，应如何通过事前契约，科学合理地设置利益分配机制。本文以生鲜电商三级供应链为研究对象，从各参与个体对农产品做出绿色努力的视角，运用合作博弈分析联盟合作的动机与相互关系。再次，根据农产品供应链的特点和推进全过程绿色化的实际，引入创新激励因素和风险因素对经典Shapley 值法修正，以克服传统Shapley 值方法的缺点。综合运用Stackelberg 博弈模型与改进的Shapley 值法，研究生鲜电商供应链中参与主体的合作利益分配问题。目的是建立利益与风险相匹配的供应链合作利润分配机制，使供应链中参与主体更愿意进行绿色投资、更愿意合作，协同推进供应链的绿色化发展。

1 问题描述和模型假设

由生鲜农产品生产商—新型农业经营主体、生鲜农产品加工商和零售商—生鲜电商平台组成的三级绿色生鲜农产品电商供应链。其中新型农业经营主体主要负责农产品的生产，提供绿色农产品。农产品的加工商主要负责生鲜农产品的冷链、冷藏、分拣、清洗消毒、检验检测等流通加工工作。生鲜电商主要负责农产品末端的保鲜和冷链。新型农业经营主体是绿色供应链的主导方，三方在农产品生产、流通加工以及物流保鲜中的绿色努力决定了产品的绿色度水平。市场需求由产品的绿色度和产品的价格共同决定。本文提出如下假设：（1） 参考朱庆华等[6]的研究，绿色农产品的零售价格为Ps，绿色度为g。绿色度越高，表明农产品越具有健康性、节能性、环保性和低碳化等的特征。（2） 市场需求函数为Q= (ps,g )=a-kps+λg，消费者的需求状况与市场总需求a、农产品绿色度g 正相关，与零售价格Ps负相关。k 为需求对价格的敏感系数，λ 为市场需求对产品绿色度的敏感系数。（3） 参考Ghosh 等[17]的研究，各参与主体农产品绿色化投入单位成本为I=αg2，产品绿色化的创新投入成本与产品绿色度成二次方关系。α 为创新投入的成本系数。（4） 参与方之间信息对称，均为理性经济人，无缺货现象。生鲜农产品生产商单位投入成本为If，生鲜农产品加工商单位投入成本Im，生鲜农产品零售商单位投入成本Ip；生产商给加工商的生鲜农产品单价Pf，加工商给零售商农产品单价Pm，零售商卖给消费者的农产品Ps。

2 基于Stackelberg 博弈的供应链各参与主体利润

2.2 单联盟下参与个体的最优利润。在供应链分散决策下（单联盟），生鲜农产品生产商、加工商和零售商均以自身利益最大化为目标，参与主体间利益不断博弈。在生产商为主导的供应链的三阶段博弈中，生产商决定给加工商农产品单价Pf和单位投入绿色成本If，加工商据此决定Pm和Im，最后零售商决定Ps和Ip，这是三阶段Stackelberg 博弈，采用逆向归纳法求各参与方的最优决策。

在生产商和加工商联盟下，生鲜电商平台零售商根据市场需求量，确定农产品订货量，生产商和加工商联盟通过集中决策确定售价，此时零售商利润和联盟利润分别是：

在生鲜电商平台零售商和加工商联盟下，新型农业经营主体生产商先给定生鲜农产品售价，其次零售商和加工商联盟通过集中决策确定订货量和市场零售价，此时生产商利润和联盟利润分别是：

因新型农业经营主体生产商和生鲜电商平台零售商不能联盟，所以两者的合作联盟是为分散决策下的各自的总和。至此得到各参与主体单独收益和参与联盟的收益。

3 基于Shapley 值法的供应链联盟中参与主体利润

综述可知，如果参与个体在联盟中所提供的贡献值越大，则其在联盟中所获得的利益也应越多；反之亦然。

（2） Shapley 值法的利润分配。根据第2 节分析和运算，得到如下不同联盟下的参与个体的利润收益，如表1 至表3 所示。

表1 不同联盟状态下新型农业经营主体生产商(a )的收益

表2 不同联盟状态下加工商(b )的收益

由表1 至表3 可得，生鲜电商农产品绿色供应链中新型农业经营主体生产商获得的利润、加工商利润和生鲜电商平台零售商利润分别为：

表3 不同联盟状态下生鲜电商平台零售商(c )的收益

4 改进的合作博弈Shapley 值法

Shapley 的核心思想是基于价值贡献的角度来考虑合作利益的分配问题，并假设将每个参与节点的个体所承担的影响因素在其子联盟中都是1/n，这显然不太符合实际。生鲜电商供应链推进绿色化过程中，各节点主体本身是差异性的，同时需要的技术创新投入和承担风险是不一样的，这是需要完善的方面。

随着物质生活水平的提高，对农产品的需求，消费者从崇尚物美价廉到现在越来越多的追求优质、绿色、特色品牌。同时普遍认为技术创新是农产品实现绿色优质的有效供给的途径，对于生鲜电商供应链参与主体，在生鲜农产品的生产、流通加工、物流和零售中的技术投入和应用应加以激励，对没有技术投入或投入比较低的给予惩罚，实现供应链上利益分配的动态匹配。这样通过对经典Shapley 值适当改进，对参与主体进行技术创新努力进行激励，同时对创新带来的风险给予适当补偿，确保利益分配更加公平。

5 实例数值分析

以苏州三港蔬菜产业化联合体、苏州三港农副产品配送有限公司及苏州食行生鲜电子商务有限公司组成的生鲜电商供应链为例。其中苏州三港蔬菜产业化联合体负责绿色农产品的生产，苏州三港农副产品配送有限公司主要负责绿色农产品流通加工，苏州食行生鲜电子商务有限公司负责绿色农产品的冷链物流和在线绿色营销。

表4 不同联盟下参与个体的收益值

由表5 数据可知，修正后的Shapley 值收益分配满足大联盟合理性分配特征。相较于经典Shapley 值的分配，经过修正后的新的利益分配方案，联合体和生鲜电商的收益均得到适当提供。同时加工商的收益略微降低。这一结果一方面与修正系数的调整有关，另一方面也比较好地反映现实情况，在生鲜电商供应链绿色化推进过程中，新型农业经营主体的绿色农产品的生产中需要巨大的投入，诸如：测土配方有机肥技术、喷滴灌技术、生物农业技术等，以确保对水、土壤、空气和环境的保护。同时承担的风险高于加工商和生鲜电商。此外生鲜电商需要投入冷链物流设施设备以确保产品的新鲜度，以及绿色销售等，其创造的收益高于加工商，这些与现实相符合。

表5 不同决策下参与个体的收益值

6 结论与管理建议

伴随着农业生产流通中越来越严格的环境规制和越来越多的消费者绿色偏好，要想在竞争激烈的市场中保持持续竞争优势。供应链的绿色化发展被认为是可选且有效的路径。在生鲜电商供应链绿色化推进过程中，各参与个体协同进行绿色努力，共同合作，实现供应链中资源的优势互补，创造出最大化的效用。加入供应链，抱团发展，也已成为众多农业市场主体的战略选择。这不仅能有效抵抗市场竞争、分摊风险，还能获得供应链的超额利益。但在供应链联盟合作中，各参与个体的相对地位不同，各自是否进行绿色投入努力，合理的利益分配机制是保持供应链联盟稳定的关键。本文基于博弈的视角研究了生鲜电商供应链参与个体合作的原因。接着运用经典的Shapley 值进行初次收益分配。最后，考虑绿色创新投入与风险因素改进的Shapley 值进行再次分配。得出如下结论：（1） 在分散决策中，新型农业经营主体可以利用其在供应链的主导地位，凭借先发优势，获取最大的收益。（2） 相对于分散决策，采用联盟合作，参与各方的利益都得到不同幅度的增加，联盟策略是参与者各方的最优策略。（3） 考虑到参与主体进行绿色努力过程中的创新投入和风险承担的差异性，对利益分配公平性的干扰。通过改进后的分配机制更有利于参与主体的绿色化投入，积极地进行技术创新和承担相应风险。（4） 公平合理的利益分配机制是各方积极进行绿色创新的基础，也是保障生鲜电商供应链稳定性的关键，这种利益分配机制是可以通过建立联盟前的契约来实现的。

本文研究为生鲜电商供应链绿色化推进中收益的分配问题提供管理启示。首先：生鲜电商供应链各参与个体合作能实现协同效益，不仅自身获益得到改善，也能同时提高整个供应链的绩效。其次：结合各参与个体在其供应链环节，做出的共担但又有差别的绿色实践努力，可以通过合作联盟的公平合理利益契约来实现。再次，要保持联盟的稳定性和可持续性，合理公平的利益分配机制是重要保障和基础。通过改进后的利益分配契约能够实现个体绿色努力的同时，公平合理的获得相应的收益。最后，供应链合作个体间，存在的目标、产权和运作冲突，可以通过供应链的数字化改造，逐步减少和降低彼此间的信息不对称性，消除其对合作的危害，提高供应链运营的透明度。