“双碳”背景下农产品绿色包装设计研究

摘要：“双碳”背景下，以马古田瓢梨包装为设计对象，提出符合低碳经济发展的农产品绿色包装设计，达到提高农产品企业产品竞争力的目的。首先，通过调查问卷和专家访谈确定农产品瓢梨包装用户需求，运用ISM-AHP和EWM方法明确消费者初始期望程度和实际关注程度；其次，运用折线图对比期望程度满意情况并确定包装的迭代设计点；最后，利用procreat对农产品瓢梨包装从外包装、内部结构优化和“瓢梨”标签进行农产品绿色包装优化设计，用户体验在保鲜度、便于储存运输、接受度、文化创新和技术创新方面得到了一定提升，为同类农产品绿色包装设计研发提供了参考。

关键词：农产品包装；低碳经济；ISM-AHP；EWM；环保材料

中图分类号：TB482 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2024）22-0090-05

引言

根据国务院发布的指导意见，构建健全的绿色低碳循环经济体系是解决我国资源环境生态问题的战略要求[1]。2023 年，我国农产品出口额位居全球第五，达到989.3 亿美元[2]，农产品在消费市场中占据重要地位。研究显示，消费者在购买农产品时，在考虑满足其需求基础上，也会将农产品包装（色彩、文化、艺术）等因素考虑在内，但大多数农产品包装只具备基础功能。因此，本文通过研究农产品绿色包装优化设计，助力农产品企业提高产品竞争力，促进消费者形成低碳消费理念，推动经济向绿色、循环、低碳的方向持续健康发展。

无论是在农产品包装设计理论方面，还是模型方面，现有研究都提供了一定的解决思路，但是通过文献研究发现，大多研究在识别农产品包装设计点的过程中客观性较弱[3-5]。在此基础上，一些学者采用解释结构模型等对目标受众数据进行建模分析[6-7]，例如：利用网络分析法（ANP）[8]、AHP 层次分析法[9] 以及通过全生命周期分析和AEIOU 观察法[10]，虽然学者们构建了相关模型来确定包装设计需求点，但鲜少有人对农产品包装从受众需求主客观权重进行对比分析。

同时，目前已有许多学者对绿色包装材料应用从不同角度进行了研究[12-13]，如曹思昱等[14]、马胜亮等[15] 分别对冷链运输包装和可食性绿色包装膜提出了改善措施和未来发展方向；张巍等[16] 针对不同涂料品牌的包装进行了消费者偏好研究；袁晓宝等[17] 在可降解材料在应用方面存在的问题和改进措施等方面进行了深入探讨。研究发现运用铝板的导热性与废弃物麦子壳相结合[18]、农产品纸质包装代替原来的塑料包装[19] 等都可以促进低碳经济的发展[20-22]。这些研究为绿色包装材料的发展和包装设计思路提供了有益的参考，为推动绿色物流和包装设计提供了理论基础和实践指导。

综上所述，尽管以上研究从农产品包装模型和包装材料上为农产品包装设计提供了新思路，但大多缺乏主客观对比研究分析，因此本文基于目标受众需求反馈，结合主客观数据进行对比分析，从而使结果更具客观性，为其他农产品绿色包装设计提供了一定借鉴。

本文的贡献之处在于：第一，以河南省马古田瓢梨包装为切入点，通过实地调研，采用ISM-AHP 和EWM 模型确定主客观权重，定性与定量相结合以明确农产品瓢梨包装的改进方向和设计重点。第二，在瓢梨包装设计中依据产品特性引入环保材料“小麦壳”，并且结合目标受众的需求，设计出全新的包装盒。

一、农产品绿色包装受众需求的风险因素识别

本文采用问卷调查与专家访谈相结合的方法确定农产品瓢梨绿色包装的受众需求。首先，基于文献查阅基础上向购买瓢梨的顾客按比例发放600 份问卷，回收有效问卷580 份，问卷有效性为97%。通过对问卷数据分析构建初始受众需求池，确定回收利用率、安全性、材料防污染率、实用性、保鲜度、便于储存运输、接受度、情感体验、清洁能源支出、易用性、文化创新需求、技术创新性、固定成本13 项受众需求。其次，邀请15 名专家（其中包括5 名对农产品进行研究的专家和10 名在包装领域工作5 年的工作者）进行专业化咨询并且按标准打分。最后，在选取专家评分大于3.5 的消费者受众需求基础上求解变异系数，13 项受众需求均满足设定的评判标准，表示所选取的受众需求符合实际情况。

因此，本文从农产品瓢梨绿色包装所面临环境友好型指标体系、功能性指标、顾客满意度指标、创新性指标和经济成本指标5 个维度中识别出13 项消费者受众需求，同时确定风险维度R=（R1，R2，R3，R4，R5）和消费者受众需求因素Rij=（R11，R12，R13，R21，R22，R23，R31，R32，R41，R42，R51，R52，R53），如表1 所示。

二、ISM-AHP与EWM法的原理和步骤

（一）ISM-AHP 模型

1. 建立ISM 解释结构模型

解释结构模型（ResearchStructureModel，ISM） 是由美国J.Waffelt 教授在1973 年作为一种分析复杂社会经济体系中有关问题的方法。首先，通过确定目标受众对13 项瓢梨包装需求因素之间的直接关系建立邻接矩阵A=（aij）；接着利用布尔代数运算法则，将N=（A+E）n 判定结果表示成可达矩阵N=（mij），并运用MATLAB 软件计算N；最后，通过对可达矩阵进行分解，找出包含因子本身及其影响因子，以及这些影响因子的影响因子构成的可达集R（Vi）、先行集A（Vi） 和共同集C（Vi）=R（Vi） ∩ A（Vi），实现区域划分。接着得到L（Vi），即最高要素集，从而进行层次划分。

2.AHP 层次分析法确定权重

在20 世纪70 年代初，美国运筹学家、匹兹堡大学教授萨蒂首次提出了层次分析法，该方法将决策相关的元素分解成目标、准则、方案等层次，并进行定性和定量分析[24]，最终对这些因素进行优先级排序。基于此，首先，环境友好型指标体系R1、功能性指标R2、顾客满意度指标R3、创新性指标R4 和经济成本指标R5 为目标准则层，13 项受众需求为子准则层；接着利用9 级标度法将两两要素之间进行比较，根据其重要程度，来确定各层级消费者对瓢梨包装需求的判断矩阵；最后，对判断矩阵进行一致性检验。当U ＜ 0.1 时，符合一致性检验要求，因此，根据计算13 项受众需求全部符合（农产品绿色包装受众需求进行主观性权重总排序如表2 所示）。

（二）EWM 模型

熵权法是一种结合信息熵和权重信息的多标签学习方法，有效应用于处理多标签分类问题，提高分类效果和预测准确性[18]。首先，对判断矩阵Q=（rij）n*m 进行标准化，得到标准化矩阵R；接着，根据农产品瓢梨绿色包装13 项受众需求，根由Hj=−1/tnn*∑n i=1 fij ln fij（"= 1，2， … ; "= 1，2， … ）计算信息熵Hj；最后，由信息熵计算13 项评价指标的权重，记为Gj，通过Gj=1-Hj/Σm j=1（1-Hj）（j=1，2，…m） 计算。

在问卷调研结果的基础上，经过整理得到农产品13 项受众需求满意度评价隶属度。基于此，计算农产品绿色包装13 项受众需求客观权重如表3 所示。

三、对比分析确定农产品绿色包装迭代设计方向分析

由表2 和表3 可以分别得到消费者对农产品绿色包装13 项需求的主观权重和客观权重，通过折线图将数据进行直观可视化展示，如图1 所示。由图可知，以主观性权重值为临界参考值，包装的安全性R12、保鲜度R22、便于储存运输R23、接受度R31、情感体验R32、文化创新需求R41 和技术创新性R42，7 项消费者受众需求的主观权重均小于客观权重，其他需求均在客观权重之上。因此，本文将针对这7 项受众需求迭代设计点对农产品瓢梨包装进行设计研究。

四、农产品绿色包装优化设计实践

根据上文确定消费者7 项受众需求迭代设计点，并进一步进行调研访谈，细化目标受众群体对农产品瓢梨绿色包装的具体需求，然后针对迭代需求进行优化设计并运用procreat 进行设计完善。

（一）识别包装迭代设计现存问题

根据前文研究，在包装的安全性R12、保鲜度R22、便于储存运输R23、接受度R31、情感体验R32、文化创新需求R41 和技术创新需求R42 7 项需求基础上制订访谈要点，选取50 名消费者深度访谈细化消费者对农产品瓢梨绿色包装需求，其中产品现包装如图2、3 所示。

1. 技术创新性能薄弱：目标受众消费者表示，当前瓢梨包装普遍采用塑料网，这种材料难以分解且无法自行处理，尤其是在部分地区尚未全面实行垃圾分类的情况下，将会导致严重的环境污染问题。尽管部分地区开始探索使用环保材料如WPCS 复合材料或生物降解材料，但实际应用中面临技术成本高、生产工艺复杂等问题。通过对河南省马古田地区企业访谈，发现当地缺乏专业的包装设计师和技术人员，这限制了包装设计的进步，使其未能有效结合新材料和技术进行创新。

2. 消费者体验和满意度水平低：消费者普遍反映他们购买的瓢梨经常出现个别变质的问题，影响了他们的消费体验和满意度。瓢梨包装目前主要采用传统的塑料或简单的纸箱，虽然能基本保护果实，但是塑料包装不利于环保，而纸箱防护性较弱，易受潮损失。此外，现有设计难以适应瓢梨不同大小和品质的需求，无法满足市场对多样化包装的需求。

3. 情感体验问题明显，缺乏文化创新：经过市场调研消费者反映，目前瓢梨包装在色彩搭配上不够鲜明，包装的颜色、图案和设计风格很难引起消费者的视觉愉悦和好奇心。同时，瓢梨包装未能通过包装设计讲述瓢梨背后的故事或者产品的生态价值，缺乏设计创新性，以致消费者情感体验等方面不足。

4. 接受度未满足：经过访谈发现，消费者普遍关注产品购买等环节操作的便捷性。现有包装通常以散装或者传统包装形式出售，不便于现代消费者的购买习惯，特别是那些更习惯于在线购物或便利商店购买的消费者。同时，消费者希望包装设计能够更好地保护果实、同时方便携带和送达。

（二）农产品包装优化设计方案和实践

根据上述研究获得的迭代需求点提出了一种以“小麦壳”为材料的绿色包装优化设计方案（如图4 所示）。优化点主要在以下几方面：

1.“小麦壳”新型包装材料应用：考虑到大多数目标消费者在家中食用瓢梨后往往会丢弃塑料网包装，因此使用环保材料进行包装设计显得尤为重要。而在河南省马古田地区使用“小麦壳”作为瓢梨包装材料具有显著优势。首先，河南是重要的小麦种植区，小麦壳作为农业副产品资源丰富且成本低廉，能够有效利用本土资源；其次，小麦壳是天然的环保材料，具有良好的生物降解性，减少了包装废弃物对环境的负担；最后，小麦壳具备良好的抗压性和吸湿性，能有效保护产品在运输过程中免受物理损伤的同时维持其新鲜度和优质品质。

小麦壳材料的应用不仅可以提升产品的保护性能，还符合当地的实际地理情况，可以提升产品的本土特色和消费者认同感，与消费者的环保意识和市场需求紧密契合，促进可持续发展理念在产品包装中的实际应用和推广。

2. 融入特色景观元素：对于马古田瓢梨这类地域性农产品的包装设计而言，结合当地的特色文化是扩大产品影响力的关键因素之一。马古田自古被称为“万亩梨园”，每当梨花盛开时形成一种花海景象，使得马古田瓢梨包装的艺术价值和经济价值可以得到双向提升。因此，融入当地的历史背景或特定文化符号，可以深化消费者对品牌的认同感和情感联结。

针对瓢梨生长的季节特性，在色彩选取上，选择冷色系作为主色调，以梨花色调白色为底，以瓢梨表皮的色彩绿色相衬；依据当地“梨花”文化，背景图案选用“梨园赏梨花”的主题；在设计细节上，瓢梨包装以简洁而雅致的方式将“马古田瓢梨”与英文“pear”结合，将产品本土性与英文结合，赋予瓢梨包装高品质感，凸显庄重大气（如图5 所示）。

3. 增加瓢梨标签品牌标志设计

（1）融入消费者情感体验：产品包装盒配备了精美的瓢梨标签，标签色彩以淡雅色系为主，整体装饰采用精致的梨花图案，旨在增强产品的视觉吸引力。这种设计不仅突出了产品的高质感和独特性，还通过精心选择的色彩和图案，使得包装在视觉上更加吸引人和具有辨识度，有助于提升产品在市场上的品牌识别度和竞争力（如图6 和图7 所示），提升消费者情感体验。

（2）展现地理标识和提高市场认知：由于马古田地区的瓢梨以其特有的生长环境和优越的品质闻名，标签设计中同样融入当地独特的“梨花”元素，通过图形和色彩呈现当地的文化特色。这些设计不仅提升了产品的视觉吸引力，也加强了消费者对产品地理原产地的信任感和识别度。

4. 内部结构差异化升级化

（1）产品定位差异化：考虑到瓢梨在生长过程中，其生长品质和大小都会存在一定差异，为了利用包装设计提升产品市场竞争力，以瓢梨的殊异性为出发点，结合消费者购买需求，将果品分为精品果和普通果。在对精品果采摘过程中，会在成熟度适中的情况下选择直径在50mm ～ 80mm、重量在100g ～ 200g 之间且外观较为美观的瓢梨进行采摘和销售，以保证口感和品质为最佳状态。其余的分类为普通果。对于市场消费者定位中，精品果主要吸引高端版消费者群体，注重外观完整性和品质优越感；而普通果则侧重实用性和经济性。这种差异化设计不仅能够满足不同消费者层次需求，还能有效提升产品在市场上的竞争力和品牌价值。

（2）内部结构升级化：借鉴“鸡蛋包装”的设计理念，本文创新地将小麦壳与纸壳混合，替代传统的塑料包装，从而优化包装结构，显著提升了产品的环保性能和可持续性。通过利用小麦壳的可塑性功能，能够根据瓢梨的大小和品质，设计出不同规格的包装，有效分离优质果和普通果，提升了经济效益。精品果装24 个， 包装盒尺寸为长38cm， 宽26cm， 高25cm， 内部结构为长方形；普通果装32 个，包装盒尺寸为长35cm，宽25cm，高25cm，内部结构为正方形。这种创新的包装设计不仅有助于减少塑料污染和资源消耗，还能够保证产品的安全运输和存储，符合现代消费者对环保和高品质产品的双重期待。（如图8 ～ 10 所示）。

五、投入使用并对比结果

经过对目标受众需求迭代点的设计得到了以上包装图，为了验证设计的包装是否满足了消费者需求进行对比分析。通过对目标用户进行调研，得到设计后农产品瓢梨的13 项受众需求满意度评价隶属度与客观权重；接着，运用EWM 模型对其进行分析，确定设计后农产品瓢梨绿色包装客观权重，如表4 所示。

将设计前的主观权重与设计后的客观权重进行对比分析，如图11 所示。由图可知，13 项目标受众需求中仅有安全性R12 和情感体验R32 还未得到完全满足，相比于设计之前用户体验在保鲜度、便于储存运输、接受度、文化创新和技术创新方面已经得到了很大提升，亦说明设计合理，可以为其他农产品包装提供借鉴。

结论

本文在“双碳”背景下，以河南省马古田瓢梨包装为例，对农产品绿色包装进行优化研究。首先，基于ISM-AHP 和EWM 方法确定农产品瓢梨包装的权重；其次，结合定性与定量方法进行迭代设计，涵盖安全性、保鲜度、储存运输便利性、接受度、情感体验、文化创新和技术创新7 个方面；最后，引入“小麦壳”这一新型材料，利用Procreat 进行外部包装、内部结构和标签优化设计，相比于现存包装设计，优化方案在保鲜度、储存运输便利性、接受度、文化创新和技术创新得到一定提升，为农产品绿色包装研发设计提供了新的设计思路。然而本研究由于前期调研消费者数量有限，可能对研究结果产生一定偏差。后续研究将继续进行市场研究和用户反馈收集，并在安全性和情感体验方面进行更深入的设计研究，不断提升农产品包装的质量和吸引力。

基金项目：山西省研究生实践创新项目“‘双碳’背景下对农产品绿色包装设计研究”（2023SJ043），山西省高等学校哲学社科研究一般项目“乡村振兴下‘互联网+’农产品订单质押融资模式及风险管理研究”（2021W013），国家自然科学基金面上项目“双碳目标视域下企业社会责任对碳排放的作用机理、实现路径与行为演化研究”（72274115）、“公众参与环境行为下雾霾治理与公共健康影响的根源、机理及演化研究”（71874103），教育部人文社科规划项目“数字使能小农户对接电商市场的作用机制与实现路径研究”（22XJA630001）资助。

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