区块链赋能西藏农业粮食供应链优化研究

乔鹏程 金铭泉

(西藏民族大学，陕西 咸阳 712082)

引言

2022年12月，习近平总书记在中央农村工作会议上强调，保障粮食和重要农产品稳定安全供给始终是建设农业强国的头等大事。西藏自治区深处内陆，每年需要大量的粮食调往农牧区保障居民的食物安全。保障西藏粮食安全，守住农牧区的粮食供给，就是保障农牧民收入和生活质量，有利于巩固脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接[1]。

西藏独特的资源禀赋和地理环境决定了粮食生产和消费之间必然存在结构失衡，仅依靠本地粮食生产供给无法满足藏区居民食物消费多样化的需求[2]。农业粮食供应链作为将产品或服务提供给最终用户的上下游企业联动平台，其在粮食的生产流通及供应过程中发挥的作用不可小觑。通过农业粮食供应链加强粮食供给力度，能够提升西藏地区整体的粮食安全保障能力。王胡林[3]认为，当前西藏农业供应链应当加强信息技术深度融合；禄树晖[4]也提议，在农业产品生产、加工、营销等环节的科技创新，提高西藏农产品的市场认可度，从而扭转供应链上各环节发展弱势。

近年来，区块链技术应用于农业领域的研究愈发热门。区块链由于其去中心化，分布式储存，不可篡改以及智能合约等特性被广泛运用到农业类公司运营[5]、农业金融与保险[6]，以及农业种养殖[7]等方面。同样也有学者发现，区块链在食品安全追溯[8]，农产品供应链信息[9]，农业产业链贸易[10]中也存在融合的可行性。

尽管此类研究成果颇丰，然而目前研究西藏农业粮食的文献多为陈旧，结合西藏地域特点和农牧业特色，研究农业粮食与新兴信息技术融合的更是极少。既有文献缺乏对西藏农业粮食供应链影响因素的系统性整理归纳，且大都以现象描述研究为主，缺乏规范的质性研究。本文的研究贡献在于丰富了近年西藏粮食相关的文献，补充了西藏粮食供应链质性研究领域的空缺；研究结论有助于保障西藏粮食安全，促进巩固脱贫攻坚与乡村振兴的有效衔接，进而推动西藏农牧业高质量发展。因此，本文基于收集整理的文本资料进行编码，分析出目前西藏农业粮食供应链的影响因素；针对分析结果将区块链嵌入粮食供应链中，构建出适合西藏农业的粮食供应链优化模型框架。

1 文献综述

1.1 西藏农业粮食研究

西藏地处我国西南边陲，虽然现代技术和区域发展程度远不及东部地区，但得天独厚的地理位置也塑造了其良好的自然环境，尚未遭受破坏及污染的影响。良好的环境使得自治区内以畜牧业为主的传统农业产业具有绿色无公害、产品种类多、独特甚至唯一性的特征[11]，包括粮食在内，产自高原净土的农产品备受区域内外市场的青睐。西藏地区粮食有水稻、小麦、青稞3大类，粮食需求以居民食用为主，饲用为次；高利伟等[2]研究表明，具体包括消费需求，生产需求，加工需求，以及净调出量和净出口量，并且研究还发现，藏北牧区(以那曲地区为主)粮食缺口较大，长期依赖外地粮食调运，供给力度仍需加强。刘国一等[12]研究也表明了这一点，那曲和阿里地区对西藏的粮食产量贡献率最低，从全区来看粮食增产的主要贡献因素是作物播种面积增加。

在西藏自治区内需外求的形势下，西藏粮食及重要农产品的稳定生产和品质安全引起了学者的重视。气候变化对土壤的影响以及自然灾害频发给农作物的高产与稳定带来风险[12]；特殊的地理位置导致西藏地形复杂多样，极端天气多变，生态环境脆弱，对于靠天吃饭的西藏农业而言，需要先解决农业基础设施建设[13]；禄树晖[4]认为，应当改善农牧业基础设施条件，逐步提高资源利用率、土地产出率和劳动生产率，着力提高农牧业综合生产能力，以此夯实现代农牧业提质增效的根基。作物种植过程的不规范严重影响了产出质量，虽然张华国等[14]调查显示，“白色污染”、农药、化肥的滥用致使耕地生产力下降与产出物品质降低；但王胡林[3]经过实证分析发现，近年化肥农药的指标对西藏农牧业发展的显著性偏低，这表明西藏在农业面源污染控制与治理取得了积极成效。

由于粮食作物标准化程度高，人财物投入低，粮食销售受到国家保护，所以目前西藏整体上依然是小农经营的粮食种植业[13]。但这种产业规模小，龙头企业辐射带动能力弱，农牧民合作组织经营规模小，服务层次和规范化程度低，粮食和农产品深加工程度低，产业链较短，产品关联度不强，有必要加强粮食和农产品的生产、加工、营销等环节科技创新[4]，借助信息化建设契机，可以扭转种植、养殖、加工、销售、管理等环节的发展弱势。刘国一等[12]对青稞的研究表明，西藏科技对农业的贡献率较低，作物具有较大的增产潜力与空间，也证明了科技对西藏农业粮食作物存在正向影响。此外，张华国等[14]以青稞生产为例构造了农牧业循环发展模式，种植、养殖、加工三合一的模式既考虑了物质循环利用又将三者有机结合；研究同时强调，粮食种植业中，农牧民与合作社、企业以及公司之间的责任关系，只有三者密切合作才能打造高原特色循环农牧业品牌与形象。

1.2 区块链与粮食供应链研究

粮食供应链是由粮食及其产品生产和流通中涉及的农户、粮食收储中心、粮食加工企业、粮食配送中心、零售商、最终消费者连成一体的功能网络结构模式[15]。农作物耕种作为粮食供应链的上游，存在着种植过程不科学，生产环节松散，上下游信息不对称的问题。金会芳等[16]发现，家庭承包制度下农民存在不了解市场需求而盲目种植和跟“风”种植的现象，粮食市场供需平衡受到直接影响；粮食价格信息频繁波动，农民容易出现持粮观望而错过最佳出售期。孙传恒等[17]也认为，农产品供应链链条长、生产分散、信息多源异构，极易出现供应链上下游信息断链和不透明等问题，导致链上各主体之间的信任产生危机。任守纲等[18]提出一种基于信誉监督机制的拜占庭容错算法CSBFT，搭建联盟链，来促使链上主体共享信息。虽然其能够打通上下游信息不对称堡垒，但用户出于隐私考虑，分享真实数据的意愿不强烈。为了使供应链上各主体能够共享真实信息，崔铁军和姚万焕[19]提出了基于区块链技术的农产品供应链框架，通过博弈模型分析后发现，加入区块链的信任程度、协同收益、激励和惩罚提高，风险系数变低，供应链参与主体更倾向于守约并积极共享真实信息。信息共享有诸多好处，但也面临着隐私泄露的风险。许继平等[20]采用将供应链网络节点分区，划分子链的方式提高节点隐私安全。范贤丽等[15]从初始配置、隐私信息上传、隐私信息授权访问和撤销权限等方面将区块链和IPFS技术运用于解决粮食供应链主体隐私保护问题上。

传统监管方式难以对粮食供应链进行动态监管，可以考虑引入区块链对农作物的生长和农产品质量全程监管。张新等[21]建立了基于区块链智能合约的稻米供应链监管系统，实现了全链数据动态监管。霍红等[22]将区块链嵌入农产品质量安全监管，形成了农产品质量安全全过程监管体系，保证了农产品质量，提升了消费者的信心。粮食供应链上商品的流通需求也与区块链存在耦合，目前可具备实现条件的农产品流通领域的区块链项目有农产品交易联盟链、物流联盟链、溯源联盟链、农业融资区块链[23]。赵逖[24]认为，区块链技术与农产品流通体系融合发展具有现实可行性，可以解决农产品流通供需失调、信息失真等一系列问题。

区块链在粮食供应链中溯源的应用被许多学者看好。孙俊等[25]提出，基于联盟区块链的农产品追溯系统架构模型，利用区块链共识机制、分布式存储、加密等技术特点，能针对性地解决农产品追溯系统中，企业和部门间数据不共享，中间环节数据可能被恶意篡改，以及数据来源不明等问题。周雄等[26]也基于区块链构建了“四层次”体系架构的农产品质量安全溯源体系。景旭等[27]认为，面向集群式农产品供应链区块链溯源的需求，多链式区块链比单链式区块链更具有优势，提出一种基于区块链中继技术的集群式农产品供应链溯源模型，能够有效解决多链溯源中的信息断链问题。但霍红等[22]发现，若将区块链嵌入供应链溯源系统，系统就必然需要处理大量的信息，数据存储负载大，如何提高区块链处理信息的速度亟待解决。对此，杨信廷等[28]设计了一种区块链农产品追溯信息存储模型，提出“数据库+区块链”的链上链下追溯信息双存储设计；张晓蝶等[29]构建了农产品溯源数据多链式存储保护模型，在确保上链数据安全可靠的情况下，给供应链中各环节区块分配多个账户，以多链适应供应链各环节不同企业或厂家间的复杂交互，有效避免了溯源数据安全性低及区块链中存储压力大的问题。

综上所述，已有的文献探讨了区块链与粮食供应链存在多处耦合，可以解决传统供应链上下游的许多痛点问题。但与我国其他省区农业情况不同，西藏农业科技应用水平不高，粮食供应链保障体系脆弱，抗御外部冲击的韧性不足，亟需一种新技术来赋能农业粮食供应链发展。目前与西藏农业粮食相关文献陈旧，尚未有文献系统性地剖析影响因素，鉴于此，本文将通过质性分析法来探究区块链赋能西藏农业粮食供应链的优化路径模型。

2 研究设计

2.1 研究方法

扎根理论是由国外学者Strauss和Claser创建的一种分析方法，操作过程分为3个步骤：开放式编码、主轴编码和选择性编码。该方法能够从文本中高度抽象理论，在编码的过程中逐渐形成新理论并不断论证，研究结论与实际高度贴合，具有稳健性。因此，本文依据扎根理论的编码步骤，对收集整理到的文字资料展开分析，力求研究过程严谨，以得出可信度高的研究结果。

2.2 数据收集与分析

在运用扎根理论的前提下，本研究遵循多来源、强相关的原则进行了收集整理文本资料。实地走访了西藏部分县区，与包含农户、企业、金融机构在内的20名人员进行访谈，主要围绕影响西藏粮食供应链上存在的问题及影响因素深度交流，访谈结束后，将录音整理成文本并与访谈人员核对，保证真实全面的回答；现有公开发表的文献也能提供西藏农业粮食、“区块链+粮食”供应链的资料文本，可靠性较高；相关新闻公告或媒体视频作为二手资料来补充数据来源。经过整理好的文本资料约25万字，视频存储约7G，利用Nvivo12将视频转化为文本约5万字。为了提高研究效率和避免失误，利用Nvivo12软件进行辅助编码工作。

3 数据分析过程

3.1 开放式编码

由于开放式编码阶段没有成熟完整的概念框架，因此本文基于试探性原则来编码。通过对前期整理好的文本进行逐句分析，寻找能够表明西藏农业粮食现状困境和区块链对农业粮食供应链赋能的词句贴标签，使其概念化。比较提炼出的初始概念，总结出具有逻辑关系的初始范畴。经过对文本开放式编码，得到68个初始概念和22个初始范畴。部分初始概念和初始范畴示例见表1。

表1 开放式编码示例

3.2 主轴编码

在开放式编码的基础上，在初始概念和初始范畴之间建立内在联系，根据异同关系将有类别关联的初始范畴凝练聚合形成主范畴。经过主轴编码后，得到粮食种植基础薄弱，粮食交易市场不稳定，粮食结构短缺品质低，农户个体观念固化，农业数字化进程慢，供应链信息整合不足和全链智能监控，链上信息有保障，链上管理扁平化9个主范畴。具体主范畴、初始范畴和范畴内涵参见表2。

表2 主范畴汇总

3.3 选择性编码

选择性编码是继续从主范畴中挖掘核心范畴，依据核心范畴和其他范畴的关系，用故事线来描述现象和框架结构。对范畴间的关系进行梳理后，总结的故事线具体为西藏农业粮食供应链受到粮食种植基础薄弱，粮食交易市场不稳定，粮食结构短缺品质低，农户个体观念固化，农业数字化进程慢以及供应链信息整合不足等多方面的影响制约，在此背景下区块链赋能粮食供应链全链智能监控，链上信息有保障以及链上管理扁平化等特点，以实现对西藏农业粮食供应链的优化升级。鉴于此，本文研究的核心范畴拟定为“西藏农业粮食供应链优化逻辑”。经过扎根理论编码后的逻辑框架图如图1所示。

图1 西藏农业粮食供应链优化逻辑框架

4 研究发现与概念模型

在前文对文本资料编码的过程中，可以得到2点研究发现：西藏农业粮食供应链影响因素及作用机理；提炼区块链赋能西藏农业粮食供应链优化理论模型。

4.1 西藏农业粮食供应链影响因素及作用机理

依据编码分析发现，西藏农业粮食供应链影响因素包括粮食种植基础薄弱，农业数字化进程慢，农户个体观念固化，粮食结构短缺品质低，供应链信息整合不足，粮食交易市场不稳定6个主范畴。

4.1.1 粮食种植基础薄弱的影响

西藏是我国高寒地区的代表，海拔高、气温低，对自治区农业生产产生较大的影响。气象灾害、杂草虫害、高原农村建设带来的生活污染等造就了农作物生长环境恶劣。尽管西藏面积辽阔，但受地理因素的限制，适合耕地的面积较少，再加上城市化与工业化逐步扩张，部分良田被占用，致使西藏成为典型的耕地资源匮乏省区。耕地灌溉条件差，农牧业用水不足且水资源利用效率低下，土层薄带来的承载能力差，造成西藏耕地资源利用率低。农作物种植过程不科学，其过程复杂又缺乏动态监管，粮食种植环节落后。

4.1.2 农业数字化进程慢的影响

要促使西藏产业兴旺，应当提升农业科技利用水平，农业产出水平和效率，农产品市场化参与度以及农产品地区品牌和商品率[1]。然而目前西藏基础设施与科技对农业的贡献率较低，农作物的增产潜力较大，同时种植方式与现代化信息技术融合不深，数字化技术在粮食及重要农产品流通中应用不足，区域内利益联结机制不完善，农村电商和乡村品牌效应尚未步入数字化轨道。

4.1.3 农户个体观念固化的影响

农户个体观念固化体现在农户的心理与行为2方面。农户的保险意识不强，认为购买农业保险是花冤枉钱，没有认识到保险作用，存在抵触心理；西藏农户认为，粮食存放在家是富裕的表现，存在着较强的“惜售”思想；传统社会经济活动造成了农户市场意识缺乏，出售农产品羞于议价。粮食“惜售”等原因使得农户储藏粮食较多，存在由于储藏条件差而引起粮食变质等损耗现象。

4.1.4 粮食结构短缺品质低的影响

西藏的高原环境就决定了农作物种植的类型少，仅依靠本地粮食供给无法满足居民多样化食物消费的需要，粮食需求长期依赖调运供给。况且，由于作物种植基础条件薄弱的原因，产出的粮食品质差，产量一般只达到种子的3～5倍，人均产量水平低，因此无论是在质量还是数量方面都不能满足市场需求。特色农产品的深加工程度低，产品种类单一，产品关联度不强，粮食及重要农产品转化增值效果不达预期。

4.1.5 供应链信息整合不足的影响

当下的农业粮食供应链上主体关系复杂，上下游信息不畅通造成粮食信息不对称现象。链上各方交易主体为了避免隐私泄露的风险致使信息共享意愿不强，数据信息过于中心化，获取信息授权难度大、成本高。为了使自身利益最大化，部分主体存在伪造、篡改信息的行为，供应链上参与主体之间不信任，形成信息堵塞的孤岛局面。另外，西藏农户未参与到粮食流通市场内，供应链延伸不足，粮食流通信息不完善。

4.1.6 粮食交易市场不稳定的影响

受地理环境限制，西藏适宜耕种的农作物种类少，自治区内农产品相似性较大，区域之间市场竞争剧烈，在容量较小的市场中，市场信息不对称背景下粮食价格频繁波动，农户收入存在不确定性，西藏粮食市场形势严峻。为了扩大粮食作物生产规模，改善作物种植环境，农业企业以及农牧民有着巨大信贷需求。然而由于担保体系缺失，金融机构更愿意为大企业提供贷款而非小企业，对于信息采集难度大、无法查询征信记录的农牧民更是放贷意愿不高。西藏地广人稀，农牧区金融机构服务成本高、风险大，种种因素使得农业粮食金融问题愈发棘手。

4.2 区块链赋能西藏农业粮食供应链优化路径

基于文本资料分析，研究发现3条区块链赋能西藏农业粮食供应链优化路径：全链智能监控，链上信息保障，链上管理扁平化。其中，全链智能监控针对种植基础薄弱，农业数字化进程缓慢赋能；链上信息保障针对供应链信息整合不足，粮食交易市场不稳定赋能，链上管理扁平化针对农户个体观念固化，粮食结构短缺品质低赋能。

4.2.1 区块链赋能粮食供应链全链智能监控

目前市面上已经有安置在农田的农作物监测设备监测温度、湿度、风力以及土壤酸碱度，智能传感器可以测量蔬菜的氧气与二氧化碳浓度，智能健康检测设备可以监测家畜的健康状况。将农作物与家畜所具有的设备改装后与区块链节点软件设备兼容，将作物与家畜视为节点，可以通过数据随时掌控其成长动态。区块链系统中各节点信息实时上传记录，生产者可以通过观察系统了解作物与家畜的信息科学规划种植养殖方案，有效降低人工成本与资源；当遭遇恶劣天气、自然灾害发生时，可以快速提供警示并生成紧急预案，事后保留全程信息为理赔提供材料支撑，降低了生产者经营风险。区块链的引入提升了农业科技利用水平，种植方式与信息技术的融合促使农作物种植与家畜的养殖迈入数字化阶段，对于西藏农业降本提效，增加粮食及农产品的产量与产出效率，科技对农业贡献率将大幅提升。

4.2.2 区块链赋能粮食供应链信息保障

区块链技术在信息方面的优势无可比拟，其节点共识、开放性、去中心化、不可篡改等特点为粮食供应链信息提供了有效保障。当区块链嵌入粮食供应链体系后，所有相关主体均可匿名上链，极大程度保障了农牧产品生产者和消费者的个人隐私。而且区块链上的各节点之间将按照固定的算法交换，其数据交互是无须信任的，区块链使参与主体由对人的信任转化为对机器的信任，因此交易双方无须通过公开身份来获取信任。银行能更加快速全面地了解农企、农户的个人信用情况，及时掌握放贷资金使用情况，并且无需怀疑信息真实性，使得农企与农户的信贷需求得到释放。

生产主体可利用数据层将粮食产品的生产、分选加工、流通、销售过程中收集的信息数据实时上链，所有信息都通过区块链进行流转。智能合约机制能够在节点生成新数据时，自动提取链上相关数据，与原始数据进行自动验证，确保数据的真实性，并将所有信息详细记录下来，为粮食相关主体提供了准确完整的信息数据；经过验证后的信息数据将永久储存到区块链中，除非能够获得该系统中51%以上节点的支持，否则无法更改数据，而且信息数据的安全性还会随着参与到该区块链系统中的节点数量增多而增强，此外，区块链的分布式存储技术、哈希算法、非对称加密算法为信息数据的安全可靠又添加了一道保险；区块链技术具有的打破信息孤岛，信息公开透明等优势，为链上各利益相关方提供完整透明的信息数据。在此优势下，使粮食产品的生产、加工、流通、销售等环节信息透明化，信息的透明公开也使得农业企业和农户及时了解市场的供需变化来调整粮食和农产品的生产部署，极大地降低了由信息不对称导致的损失。

4.2.3 区块链赋能粮食供应链管理扁平化

区块链将粮食供应链体系中的关联方集为一处，农场、农户、食品加工方、认证机构、销售方、物流仓储方等主体可以加入联盟链，形成一个多方参与的信息和价值共享链条。在区块链赋能的整条链上，没有中心化的硬件或第三方平台，参与其中的任意主体及节点之间权利和义务是均等的，可直接进行点对点的传输交易。

在粮食生产环节，依托农户、农业合作社和区块链形成粮食供应链组织模式，农业合作社通过区块链信息平台收集粮食及农产品市场信息，分析筹划后传递给农户引导其种植生产，使得产品与市场需求相匹配。在消费终端环节，构建基于区块链技术的粮食供应链溯源平台，在消费者获取产品生产、流通信息的同时也能深入了解消费者需求偏好，调整对应的策略更有针对性地扩大市场。这种扁平化管理模式下，农户充分参与到粮食及农产品的生产、流通中，市场信息的接触一定程度上能改变其传统思想，促使其存粮有度。粮食及农产品的产出与市场需求匹配，不仅提升了转化增值效果，也增加了农户的收入。

5 结论

西藏农业基础设施不发达，为了粮食增产提质，亟需先进的信息技术辅助日常的生产与流通。本文运用扎根理论编码发现，西藏粮食供应链存在粮食种植基础薄弱，农业数字化进程慢，农户个体观念固化，粮食结构短缺品质低，供应链信息整合不足，粮食交易市场不稳定等缺陷；进一步发现，区块链具有的特性能够赋能其全链智能监控，链上信息保障，链上管理扁平化3条优化路径。

可以预见，基于区块链技术的西藏农业粮食供应链，打破了信任僵局，吸引更多的农牧主体高效互动合作。高质量的信息数据在农业企业、农户、消费者、金融机构之间流通，可解决产品质量差，认可度低，征信难，贷款融资难等问题。数字化信息系统大幅度提高了农业业务效率，为农业企业日常经营，农户种植养殖提供了便利，降低生产风险和成本，提高产品效益。不但经济效益从高成本、低效益转向低成本、高效益，也使得产品结构由低技术含量、低附加值产品转向了高技术含量、高附加值。西藏农业粮食供应链与信息技术的结合不仅有利于保障自治区内粮食安全，也对巩固脱贫成果进而迈向高质量发展具有极其重要的意义。