海洋水產品安全追溯系統實施的決策行為分析
——基于食品供需網（FSDN）理念

何靜，周培璐

（上海海洋大學經濟管理學院 上海 201306）

海洋水產品安全追溯系統實施的決策行為分析
——基于食品供需網（FSDN）理念

何靜，周培璐

（上海海洋大學經濟管理學院 上海 201306）

近年來，我國海洋產業快速發展，海洋水產品產量逐年增加，質量安全問題也層出不窮。海洋水產品實施安全追溯系統對促進海洋產業可持續發展具有重要意義。文章從多功能開放型食品供需網（FSDN）的角度出發，以FSDN系統內的海洋水產品企業為研究對象，建立了FSDN平臺上通過水產廢料供需流聯系在一起的兩節點企業完全合作和完全非合作實施海洋水產品可追溯系統的決策模型，得出結論：在獨立決策情形下，FSDN內不同的海洋水產品市場所代表的兩節點獨立實施可追溯系統即不分擔實施可追溯系統的成本，而是將提高保證海洋水產品安全的生產努力程度作為最優策略；共同決策情形下，FSDN節點企業選擇合作實施海洋水產品可追溯系統使FSDN整體收益達到最優，并且此時FSDN系統的整體收益大于獨立實施可追溯系統時的整體收益。

食品供需網；海洋水產品；安全追溯系統；合作決策

1 引言

綠色、有機、健康成為新時代人們追求的一種生活品質，消費人群也更注重追本溯源健康消費。海洋水產品作為餐桌上常見的生鮮食品深受消費者的喜愛，其原因是海洋水產品具有豐富的營養價值、味道鮮美、含有高蛋白和微量礦物質、低脂肪且有一定的保健功能。我國是世界第一水產養殖大國，據農業部統計，2016年1－10月我國水產品出口額占農產品出口總額的28.46%，成為我國出口創匯最高的農產品。海洋水產品作為海洋漁業資源的一部分，其獲得途徑主要是通過海水養殖和海水捕撈，我國的海水養殖和捕撈產業雖然起步較晚，但隨著技術與模式的創新，海洋水產品產量也在逐年遞增，2015年我國海水產品產量達到3 409.61萬t，同比增長3.44%，海水養殖面積達到231.78萬hm2。海水養殖與捕撈過程中存在一些水產品質量安全隱患，例如水域污染影響海洋水產品捕撈質量；生態環境惡化、水產良種覆蓋率低、水生動物疫病影響洋海水產品養殖質量。另外，農藥殘留、違規添加物、假劣問題也是導致我國海洋水產品質量安全事件發生的危害因子。可追溯系統在海洋水產品追蹤與溯源的過程中扮演著信息傳遞工具的角色，能夠消除海洋水產品流通過程中的信息不對稱現象，保障食品安全。建立和實施海洋水產品追溯系統能夠將水產品生產加工信息、質量信息以及價值信息有效記錄保存，方便消費者及質監部門查詢、企業召回問題產品，以降低海洋水產品質量安全問題事件帶給消費者和企業的健康危害和經濟損失。海洋水產品企業作為實施可追溯系統的主體，同時也是市場競爭的主體，總是以盈利為目標，并希望實施可追溯系統帶來的需求增加收益持平甚至超過供給投入成本，因此企業必須在保證水產品安全和實現企業利益之間作出理性決策。出于海洋漁業資源和海洋生態環境可持續發展考慮，以及我國海洋捕撈技術不成熟，本研究將以海洋水產品養殖、加工、銷售企業和企業聯盟為主體，分析其實施可追溯系統的必要性，探索參與方的博弈規律和最優方案，對促進海洋水產品企業建立全面、完善的安全追溯體系有重要的意義。

2 海洋水產品安全現狀

隨著人類社會經濟的進步和需求的增加，漁業的概念也隨著擴大。除了原始的捕撈業、養殖業外，水產品加工業也被納入漁業的概念當中。海洋漁業即海洋水產業，包含海洋捕撈業、海水養殖業和海洋水產品加工業［1］。個人和企業是海水養殖業和海洋水產品加工業的操作主體和利益主體，有時受到利益的驅使，養殖和加工企業選擇過度使用對人體有害的抗生素、激素來降低成本。這些都是導致海洋水產品安全問題發生的原因［2－4］。

國內外學者對海洋水產品安全問題進行了多方面研究：任信林、李香等［5－6］認為我國水產品安全追溯制度存在技術和管理方面的問題，主要表現在可追溯系統的軟硬件產品技術研究能力薄弱，水產品追溯信息采集記錄不規范，我國水產品可追溯體系缺乏法律保障和統一標準。牛林偉等［7］通過對水產品養殖企業的調研，得出水產品供應鏈各環節存在的安全隱患有：劣質育苗、化學物質殘留、水質污染等，從“預防控制”“安全認證”“監督監測”“懲罰機制”4個角度建議構建水產品供應鏈質量安全追溯體系。

發達國家的水產品可追溯體系作為解決水產品質量安全問題的有效手段已經進入了實用化階段。2002年，歐盟頒布了關于水產品生產流通鏈的標準細則，制定了構建海捕魚產品和養殖魚產品可追溯信息建立、記錄和傳遞的標準。2005年，美國正式生效魚貝類產品的原產國標簽暫行法規，更加規范了魚貝類產品的產地信息和生產信息標簽［8－10］。

3 FSDN海洋水產品養殖企業可追溯系統結構

傳統供應鏈上的海水產品養殖企業大多選擇在企業內部縱向實施可追溯系統，或是在供應鏈的部分環節實現海水產品可追溯，很少進行橫向協作，主要原因體現在海水產品養殖企業缺乏實施意愿、缺乏合作、海水產品追溯系統實施成本高難度大、信息不完整以及可追溯標準不統一。以食品供需網為平臺實施海洋水產品可追溯系統不同于傳統供應鏈上企業的行為。

首先，食品供需網（Food Supply and Demand Network，FSDN）中的供需流不僅包含供應鏈中的物流、信息流和資金流，更有豐富的技術流、管理流、人才流和知識流等一切企業間可共享的資源。實施可追溯系統所需要的海洋水產品進貨信息、加工信息和可追溯技術作為供需流，會在FSDN系統內每一個節點間交互流動，節點的需求繼而得到相應的滿足，從而獲得動力創造出更有價值更安全的海洋水產品。

其次，從企業目標的區別來看，在FSDN可追溯系統的實施過程中，節點企業的決策不是簡單地以各自的利潤最大化為目標進行博弈，而是在使各個參與企業獲得收益的基礎上實現FSDN系統整體經濟效益、社會效益乃至資源環境效益最大化。

最后，基于實施可追溯系統的決策主體是FSDN系統中的網絡節點企業，與傳統供應鏈上的節點企業相比，FSDN系統中的網絡節點內涵更為豐富，它既包含獨立企業，也包含傳統企業聯盟、研發中心、科研機構和最終消費者等，因此，基于FSDN的企業實施可追溯系統的決策研究不同于傳統供應鏈上企業之間或供應鏈之間的決策分析。FSDN海洋水產品養殖企業可追溯系統結構見圖1所示。

圖1 FSDN海洋水產品養殖企業可追溯系統結構

4 食品供需網的特征

食品供需網（FSDN）是指以全球資源獲取、全球生產加工、全球銷售和保障食品安全、健康、營養為目標，通過多種“供需流”在相關企業、組織和機構之間的交互作用而形成的一種多功能開放式的供需動態網絡模式［11－14］。組成FSDN的網絡節點包括海洋水產品養殖企業、加工企業、銷售企業、海洋水產品物流企業、金融機構、政府組織、最終消費者以及傳統供應鏈企業聯盟等。FSDN中任何節點成員都可以進行供需流的交互傳遞，并且建立合作關系，同時，FSDN的“供需流”呈現豐富多樣的特點，不僅局限于節點成員之間的物流、信息流與資金流功能，而且還包括設施設備、人才、技術、管理理念和企業文化等多種供需流功能，形成了FSDN的“多邊關系”，避免了一種供需關系破裂影響整個供需網的運行。因此FSDN海洋水產品可追溯系統具有結構網絡性、動態穩定性和多功能開放性的特點。

5 FSDN可追溯系統模型的描述

如前文所述，FSDN由海洋水產品養殖企業、企業聯盟以及最終消費者等實體節點組成，組成FSDN的各類節點包括海洋水產品養殖企業、加工企業、銷售企業、海洋水產品物流企業、金融機構、政府組織、最終消費者以及傳統供應鏈企業聯盟等。正因為FSDN具有網絡組織結構，因此其中任何節點成員都可以進行供需流的交互傳遞，并建立具有多種供需聯系的合作關系。食品供需網理念強調節點企業通過合作，實施食品可追溯系統完善海洋水產品質量安全管理，由于各節點企業的利益目標具有關聯性，因此在實施食品可追溯系統的過程中供需網各節點企業的行為一定會產生相互的影響。

不同于傳統海洋水產品供應鏈的鏈狀結構，FSDN系統中具有豐富內涵的網絡節點構成了網絡結構，這些網絡節點既可以是單個海洋水產品企業，也可以是傳統海洋水產品企業聯盟（如海洋水產品供應鏈等），甚至各種產品的最終消費者也能作為網絡節點。供需流是維系FSDN系統的重要介質，因為供需流的流動性，FSDN才能成為全球性的動態網絡。因此，從某種意義上來說，FSDN企業合作實施可追溯系統不同于傳統企業間或食品供應鏈間的合作實施，網絡節點企業對合作伙伴關系的選擇是可變且多樣的。

FSDN系統中的企業實施可追溯系統，不僅強調單鏈式供應鏈上海洋水產品企業間的共同實施，更涉及供應鏈與供應鏈間的FSDN節點的合作，也就是涉及兩個或兩個以上FSDN網絡節點在實施海洋水產品可追溯系統的某個環節上的橫向一體化協調合作。

為了方便研究FSDN系統中實施可追溯系統的主體行為，本章將單鏈式海洋水產品供應鏈作為食品供需網中的某個節點，重點討論FSDN系統兩個節點（兩條單鏈式海洋水產品供應鏈）之間實施可追溯系統的博弈行為，通過對包含不同質海洋水產品的供應節點企業和需求節點企業的供需子網進行建模，定量分析食品供需網系統中企業實施可追溯系統的必要性。圖2為FSDN系統中不同的海洋水產品市場兩節點合作實施可追溯系統的模型圖。

5.1 FSDN海洋水產品可追溯系統模型的假設及構建

在圖2中，FSDN節點S的節點企業S2生產海洋水產品S，FSDN節點D的節點企業D2生產海洋水產品D，產品S和產品D分屬不同性質的水產品。根據食品供需網系統的性質，節點S不僅在縱向供應鏈中具有可追溯能力，而且在FSDN系統中橫向可追溯（即供應鏈與供應鏈之間可追溯），因此節點S和節點D通過海洋水產品可追溯系統在食品供需網上形成的可靠且連續的供需流而聯系在一起并具備可追溯性，FSDN節點企業S2和FSDN節點企業D2以合作的態勢在海洋水產品可追溯水平和成本分擔比例方面爭取各自所在的節點獲得最大的利益。

圖2 FSDN系統中不同的海洋水產品市場兩節點合作實施可追溯系統的模型

FSDN所倡導的理念要求系統內各企業間的合作兼顧經濟利益目標和資源環境效益目標，在我國的沿海地區，每天都有成噸加工剩下的魚皮、魚鱗等被送往垃圾場，然而這些“下腳料”并非一無是處甚至可以變廢為寶。例如，從魚皮和魚鱗中可以提取大分子膠原蛋白或制成制成安全營養的食用增稠劑［15］，蝦殼和蟹殼可以用來制作人工皮膚［16］，牡蠣、鮑、海參等海產品加工過程中產生的蒸煮液、裙邊、內臟等副產物可以利用開發制成海鮮調味品，魚骨頭可磨成魚骨粉再進行出售。將有效資源、能源進行再次出售利用，有助于提高海洋水產品附加值、減少環境污染、節約企業成本和海洋漁業資源、延長海洋漁業產業鏈、實現經濟效益與環境效益相統一的目標。上游節點的廢料作為下游節點的原材料后同樣需要實施可追溯系統，以保證食品的安全可靠性。因此本文假設節點S的下游企業S2生產海洋水產品所產生的廢料可以作為原材料供應給節點D的下游企業D2，那么節點企業S2同時可以作為D2的上游企業，他們之間也具備可追溯性。

（1）假設：θ（θ≥0）為食品供需網節點海洋水產品企業實施可追溯系統的水平，θs和θd分別表示FSDN系統內節點S和節點D的海洋水產品可追溯水平。海洋水產品的可追溯水平θ與FSDN節點企業的投入相關，海洋水產品可追溯水平越高，節點企業投入水平隨之加速提升，因此用二次函數描述為

其中，Cs和Cd分別表示FSDN節點S和節點D實施海洋水產品可追溯系統所花費的成本，α、β分別表示FSDN節點企業S2和節點企業D2實施海洋水產品可追溯系統的成本系數（實施海洋水產品可追溯系統前一單位海洋水產品的加工成本與實施海洋水產品可追溯系統后一單位海洋水產品的加工成本的比率），α≥0、β≥0。

（2）FSDN節點企業S1實施海洋水產品可追溯系統后單位產品的生產成本為Cs1，節點企業D1產品單位生產成本為Cd1。

（3）假設節點S上節點企業S2對節點企業S1的海洋水產品可追溯成本分擔比例為φ，對上游可追溯原材料的價格補貼系數為γs，節點企業S2向節點企業S1采購原材料的價格為us，節點S為保證海洋水產品質量安全作出的生產努力程度為A；節點D上節點企業D2對節點企業D1的海洋水產品可追溯成本分擔比例為η，對上游可追溯原材料的價格補貼系數為γd，節點企業D2向節點企業D1采購原材料的價格為ud，節點D為保證海洋水產品質量安全作出的生產努力程度為B。

（4）隨著消費者對海洋水產品質量安全的關注度、對可追溯海洋水產品的認知水平的提高，消費者對海洋水產品市場中的可追溯海洋水產品的偏好和支付意愿也日益增加。因此本文將海洋水產品S的價格分為兩部分：實施海洋水產品可追溯系統前的初始價格P0和實施可追溯系統后提升的價格ΔP，海洋水產品價格提升的部分與消費者對可追溯海洋水產品的偏好系數相關，表達式為ΔP＝P0＋tθ。其中，t為消費者對可追溯海洋水產品的偏好系數，t≥0。

根據上述定義與假設，可以分別得出FSDN系統中節點S與節點D的期望利潤函數。

FSDN系統節點企業S2實施海洋水產品可追溯系統后獲得的利潤為：

式中：Pc為節點企業D2向節點企業S2購買廢料作為自己所需一單位原材料的價格；λ為節點企業D2對節點企業S2實施原材料可追溯的成本分擔比例；ε為加工原材料的成本系數。

FSDN系統節點企業S1實施海洋水產品可追溯系統后獲得的利潤為：

根據式（1）和式（2）可得FSDN系統節點S的總利潤為：

FSDN系統節點企業D2實施海洋水產品可追溯系統后獲得的利潤為：

FSDN系統節點企業D1實施海洋水產品可追溯系統后獲得的利潤為：

根據式（4）和式（5）可得FSDN系統節點D的總利潤為：

基于以上分析，可以整理出FSDN系統的總體利潤為：

5.2 食品供需網海洋水產品企業實施可追溯系統的合作決策模型

根據上文提到的FSDN系統兩節點合作決策結構模型中，當FSDN系統內節點S和節點D以完全合作的方式協同決策時，兩者將以食品供需網系統總利潤最大為目標，最優化實施可追溯系統的水平，那么問題可以轉化為：

將式（8）分別對θs、θd求導，可得：

進一步分析將式（9）對λ求導得：

由此可得FSDN系統內節點S的海洋水產品可追溯水平θs與節點企業D2對節點企業S2的可追溯成本分擔比例λ呈正相關，節點D的海洋水產品可追溯水平θd與節點企業D2對節點企業S2的可追溯成本分擔比例λ呈負相關。發生這個現象的原因可能是：節點企業D2對節點企業S2的可追溯成本分擔比例越高，節點S實施海洋水產品可追溯的成本越少，就會有更多的剩余收益用于提高可追溯水平；相反的，節點D實施海洋水產品可追溯的成本隨著其分擔節點企業S2可追溯成本的比例的提升而增加，即會導致沒有足夠的資本對其加大價格補貼力度，以激勵節點D提高自身的海洋水產品可追溯水平。因此在FSDN系統實施海洋水產品可追溯系統的過程中，節點企業D2提高可追溯成本分擔比例能夠有效地激勵上游節點企業S2提高實施海洋水產品可追溯系統的水平，進而有效緩解節點企業之間可能存在的信息不對稱問題，保障海洋水產品質量安全。

將式（9）中節點S和節點D的最優海洋水產品

綜合上述分析可知，當FSDN系統內兩節點協同決策合作實施海洋水產品可追溯系統時，節點企業S2和節點企業D2實施可追溯系統的最優水平分別為θ＊＊s和θ＊＊d，此時FSDN系統的總體利潤為∏（S，D）＊＊。節點S和節點D根據節點企業S2和節點企業D2之間的海洋水產品廢料可追溯系統的實施情況決定合作的空間大小，每個節點在考慮自身利益的同時兼顧考慮整個FSDN系統的利潤，兩節點之間的供需流滿足一定的條件后，兩者會采取完全合作決策，繼而使整個FSDN系統的社會效益和經濟效益達到最優。

5.3 食品供需網海洋水產品企業實施可追溯系統的獨立決策模型

食品供需網兩節點企業獨立決策時，博弈雙方往往追求自身利益最大化而忽略FSDN系統的整體利益，此時，FSDN上游節點作為跟隨者，總是在觀察下游節點向其承諾的實施可追溯系統的成本分擔比例后，對自身實施海洋水產品可追溯系統的水平作出決定。最極端的情況是節點企業D2拒絕分擔節點企業S2實施海洋水產品可追溯系統的成本，即λ＝0，并且獨立實施海洋水產品追溯系統。此時節點S和節點D的利潤分別為：可追溯水平代入式（8）求出FSDN系統的總體利潤為：

FSDN系統的總收益為：

分別將式（11）和式（12）對θs、θd求導可以得出：

將式（14）分別對A，B求導得：

由此可見，隨著節點S和節點D為保證各自生產的海洋水產品的安全性而付出的生產努力程度的提高，節點S和節點D的可追溯水平也會得到相應的提升。

以實際為例，企業在提高生產努力程度上的措施有：升級海洋水產品生產器具、維護海洋水產品生產、加工和運輸信息系統、創新海洋水產品生產加工的技術等。

將式（14）代入式（13）可以求出兩節點獨立決策時FSDN系統的總利潤為：

綜上所述，FSDN系統內兩節點采取非合作的方式獨立實施海洋水產品可追溯系統時，節點企業S2和節點企業D2實施可追溯系統的最優水平分別為θs＊和θd＊，此時FSDN 系統的總利潤為∏（S，D）＊。節點S和節點D為了追求自身利益的最大化，僅僅從單個節點企業利益的角度出發，通過提高實施可追溯系統的水平即可實現最大利潤目標，所以式（18）對應節點企業S2和節點企業D2獨立實施可追溯系統時節點S和節點D的最優可追溯水平。

在FSDN系統中，節點S和節點D完全合作實施可追溯系統時的系統整體利潤為 ∏（S，D）＊＊，兩節點企業獨立實施可追溯系統時的系統整體利潤為∏（S，D）＊，那么相比于非合作決策下系統的整體利潤，完全合作決策下FSDN系統整體增加的利潤為：

根據上文的模型描述可知0＜λ＜1，由此可推出，1－λ＞0，（λ－1）（λ－2）＞0，因此可以得出結論：

由式（17）可知，協同決策下FSDN系統的總體收益優于獨立決策下的相應值，在協同決策情形下，FSDN系統內兩節點企業協同合作實施可追溯系統，可實現系統整體收益的帕累托優化，有助于激勵各節點企業開展海洋水產品可追溯工作。食品供需網可追溯系統能夠有效地降低企業實施可追溯系統的成本，這更加激勵了企業通過食品供需網的模式投入實施海洋水產品可追溯系統，既保證了企業的利潤，也降低了海洋水產品安全事件發生的概率，同時符合食品供需網提倡的合作共贏理念。由此可見，海洋水產品供應鏈上的各企業共享可追溯中心數據庫、統一海洋水產品可追溯標準、加強合作共同實施食品供需網海洋水產品可追溯系統應當被推行。

6 總結

海洋水產品是海洋漁業產業的一部分，海洋水產品的質量安全可靠性關系著海洋漁業產業能否實現可持續發展。關于海洋水產品企業如何在食品供需網系統內合作實施可追溯系統，既保障企業自身的經濟收益，又能保證海洋水產品企業所在的食品供需網系統的整體利益和社會利益，本研究以

FSDN為平臺，研究FSDN系統中不同海洋水產品市場所在的海洋水產品供應鏈跨鏈間合作實施可追溯系統的問題，通過建立FSDN海洋水產品企業合作實施可追溯系統的決策模型，從定量上分析

FSDN系統節點企業的海洋水產品可追溯水平和成本分擔策略，再通過比較協同決策和獨立決策下

FSDN系統整體利潤的大小，得出結論：FSDN節點海洋水產品企業可以通過共同決策的方式合作實施海洋水產品可追溯系統使系統整體收益達到最優，從而激勵海洋水產品企業積極投入實施安全追溯系統，提高海洋水產品的質量安全性，優化海洋漁業產業鏈，促進海洋漁業資源開發利用的良性循環。

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Analysis on Decision－making Behavior of Implementing Marine Aquatic Products Traceability System：Based on the Conception of FSDN

HE Jing，ZHOU Peilu
（School of Economics and Management，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

In recent years，marine industry in China has been developing rapidly，the output of marine aquatic products continually increased，the quality and safety problems also emerged consequently.The implementation of safety traceability system for marine aquatic products has important significance to promote the sustainable development of marine industry.In the term of the concept of Food Supply and Demand Network（FSDN）with multi－function and opening characteristics，with marine aquatic products within FSDN system as the object of the research，a decision model of implementing marine aquatic products traceability system by two node enterprises fully cooperative and completely non cooperative was established on the FSDN platform throughthe supply and demand flow of aquatic waste linked together.It was concluded that under the independent decision situation，two nodes within FSDN represented by different marine aquatic product market independently implementing the traceability system，namely don’t share the cost of implementing traceability system，but will increase production efforts to assure the safety of marine aquatic products as the optimal strategy.Under the common decision－making situation，FSDN node enterprises prefer to be cooperated in marine aquatic products traceability system for FSDN achieving optimal overall revenue，and at this time the overall revenue of the FSDN system is greater than the overall return on the implementation of traceability system.

FSDN，Marine Aquatic Products，Safety Traceability System，Cooperation Decision

F307.4；P7

：A

：1005－9857（2017）07－0040－08

2017－01－16；

：2017－06－02

教育部人文社會科學規劃項目（13YJA630028）；上海市教育委員會科研創新重點項目（13ZS099）.

何靜，副教授，碩士研究生導師，博士，研究方向為供應鏈、食品供需網、食品可追溯系統