綠色農業供應鏈協同創新的微分對策研究

孫健慧,張 楠

綠色農業供應鏈協同創新的微分對策研究

孫健慧,張 楠

天津商業大學 會計學院, 天津 300134

推動農業綠色轉型是實現碳中和目標的重要舉措。本文通過引入農產品綠色度對供應鏈收益的影響，運用微分對策模型研究了由農業公司和農戶組成的綠色農業供應鏈的協同創新問題。分析了Nash非合作博弈、Stackelberg主從博弈和協同合作博弈不同狀況下各方的均衡策略。結果表明，相較于Nash非合作博弈，Stackelberg主從博弈下，能夠顯著改善農戶的綠色創新努力程度、雙方的收益水平，以及供應鏈的農產品綠色度；協同合作博弈下，雙方的專業分工和綠色創新努力程度、供應鏈的農產品綠色度及整體收益均達到最高。研究結論為綠色農業供應鏈協同創新提供了理論指導。

綠色農業; 供應鏈; 協同創新

我國已經將碳中和納入國家“十四五”整體規劃，正加快構建“1+N”政策體系。實現碳中和目標，綠色技術是關鍵支撐，綠色創新是核心動力。我國綠色創新起步較晚，雖發展迅猛，但仍然存在創新成果相對落后、創新過程風險較高、缺乏有效協調引導等關鍵問題，又由于綠色創新的多樣性和不確定性，僅依靠單個創新主體，已無法滿足現實需要，供應鏈協同綠色創新成為推動綠色技術快速發展、保障創新活動可行有效、協調成員綠色創新投入的關鍵路徑。而農業作為我國國民經濟的基礎產業，是溫室氣體排放的重要來源，且在現代化農業的發展過程中，農藥化肥的廣泛使用、農田的過度開墾、各種添加劑的濫用等，使得農業成為一種高碳產業。而隨著碳中和目標的提出、生態環境的惡化，以及消費者對于綠色農產品認可度的不斷提升，推進農業綠色低碳發展迫在眉睫。因而，從農業供應鏈主體協同綠色創新的角度進行研究，具有重要的理論和現實意義。

近年來，關于供應鏈協同創新方面的文獻較為豐富。Shete PC等[1]運用層次分析法探討了影響供應鏈協同創新的關鍵因素；解雪梅和陳佳玲[2]利用元分析方法，探討了供應鏈協同創新與企業績效間的作用機理，并進一步研究了兩者之間的調節變量。而博弈論作為處理沖突和合作問題的分析工具，也已經被運用于供應鏈協同創新的研究中，曹細玉和吳曉志[3]考慮了由制造商和零售商構成的雙渠道供應鏈博弈模型，分析了雙方碳減排技術創新的均衡策略；周莉莉和徐琪[4]考察了集中和分散兩種博弈模型下服裝供應鏈上下游企業創新設計的效率與協調問題；Aydin A等[5]討論了市場需求對二級供應鏈企業協同創新的影響，并探討了上下游企業間的定價策略；南江霞等[6]通過構建非合作—合作兩型博弈模型考察了云服務供應鏈成員間的技術創新問題，并給出了相應的收益分配機制。學者們針對綠色技術創新問題也進行了一定的探討，如Costantini V等[7]通過對歐洲工業的實證研究，結果表明供應鏈綠色創新有助于提升企業環境績效、減輕企業環保壓力；關志民等[8]考察了由風險規避型制造商和供應商構成的二級供應鏈綠色創新投入的優化協調問題；王問藶等[9]基于核密度模型，聚焦成渝地區，考察了其綠色創新效率的變化趨勢與作用路徑；李林等[10]則從消費者綠色偏好和參考價格效應視角出發，探討了其對企業綠色技術創新活動的影響；楊艷軍和劉夢溪[11]研究了我國制造業綠色技術創新對其融資約束的調節作用。

綜上所述，現有關于供應鏈協同創新的研究成果較為豐富，但大多是基于制造商、供應商、零售商這一鏈條，鮮有聚焦到農業層面。而對于綠色技術創新問題的研究較為零散，且多從宏觀角度出發，量化分析較少，僅有的一些也多是靜態博弈分析，未考慮供應鏈成員連續時間內的博弈情況，也未考慮綠色創新是一個長期動態過程。因而，本文基于動態視角利用微分對策模型研究綠色農業供應鏈協同創新問題，具有一定的學術價值和現實意義。

1 問題描述與模型假設

1.1 問題描述

本文僅研究由農業公司和農戶構成的綠色農業供應鏈，其中，農戶主要負責農產品的生產，并將生產的所有農產品提供給農業公司，而農業公司主要負責農產品的深加工和銷售，在供應鏈中占據絕對的主導地位。一方面，農業公司和農戶有各自的專業分工，通過專業分工實現供應鏈的有序流轉；另一方面，農業公司通過低碳農業技術研發與推廣、農戶通過低碳農業生產方式引用等措施進行綠色創新，以努力減少農產品生產、加工、銷售過程中的碳排放，樹立綠色、低碳、健康、環保的品牌形象，促進最終農產品的銷售表現，從而獲得明顯的環境效益和經濟效益。鑒于此，本文將農業供應鏈中的碳排放及其對環境的影響程度定義為“農產品綠色度”，農業公司和農戶的綠色創新行為會提高農產品綠色度，進而提高供應鏈整體收益水平。在考慮農產品綠色度對供應鏈收益影響的基礎上，本文研究由單一農業公司和單一農戶構成的綠色農業供應鏈的協同創新問題。

1.2 模型假設

考慮連續時間?[0,+∞)內，農業公司（）和農戶（）分別在專業分工（）和綠色創新（）上付出的努力成本與各自的努力程度呈正相關關系，鑒于努力成本的凸性特征，假設時刻農戶和農業公司的專業分工成本函數和綠色創新成本函數為：

假設綠色農業供應鏈的總收益按比例在各主體間進行分配，其中農業公司獲得?(0,1)比例，則農戶獲得1-?(0,1)比例，且均以自身收益最大化作為目標。同時，假設折現率均相同，涉及的所有參數均與時間無關（為簡化書寫，下文均省略）。

2 模型構建與求解

2.1 Nash非合作博弈

進而將式(2)分別代入各HJB方程并化簡，可得：

2.2 Stacklberg主從博弈

采用逆向歸納法求解該情形下的均衡解，首先考慮農戶的最優控制問題；理性的制造商為實現自己的收益目標函數，會預測農戶的策略，并據此來決策，因而繼續求解農業公司的最優控制問題。與之前求解過程類似，可以得到該情形下的均衡解為：

2.3 協同合作博弈

3 比較分析

3.1 均衡策略比較分析

當Nash非合作過渡到Stacklberg主從博弈時，雙方的專業分工努力程度和農業公司的綠色創新努力程度保持不變，而農戶因為獲得了農業公司的綠色創新補貼，其在綠色創新上付出的努力更多，且提高程度與農業公司的補貼力度密切相關。當進行協同合作博弈時，無論是在專業分工方面、還是綠色創新方面，雙方的努力程度均達到最高。

3.2 農產品綠色度比較分析

3.3 最優收益比較分析

當Nash非合作過渡到Stacklberg主從博弈時，農業公司、農戶和供應鏈的收益均有所增加，是帕累托有效的；當進行協同合作博弈時，對于供應鏈整體收益而言，是優于前兩種情形，只要對于新增收益部分的分配是合理可行的，協同合作博弈就是帕累托最優的。

4 結論

推動農業綠色轉型對于保障國家食品安全、實現碳中和目標有非常重要的意義。因而，本文引入農產品綠色度對供應鏈收益水平的影響，研究了由農業公司和農戶構成的綠色農業供應鏈中的協同創新問題。結果表明：農業公司的綠色創新成本補貼可作為調節機制，激勵農戶為綠色創新付出更多的努力，從而進一步提高雙方的收益水平，是帕累托有效的；在協同合作博弈下，雙方無論是專業分工努力程度還是綠色技術創新努力程度均遠高于其他兩種情形，且從農產品綠色度和供應鏈整體收益的角度出發，協同合作最優、Stackelberg主從次之、Nash非合作最差，說明只要協同合作博弈情形下各成員的收益分配方案合理可行，就能夠達到整條綠色農業供應鏈管理的帕累托最優。目前，碳中和正成為一個不可逆轉的全球大趨勢，農業公司作為綠色農業供應鏈中的核心企業，更應該順應形勢，通過主動分擔農戶的綠色創新成本，達到引導的作用，使農產品更加綠色，各自還能夠獲得更多的收益。而當雙方結成堅固的戰略聯盟，將綠色創新內化于心、外化于行，不僅能夠明顯提升農產品的綠色度，還能促進供應鏈整體收益的顯著增加，實現雙贏。

[1] Shete PC, Ansari ZN, Kant R. A Pythagorean fuzzy AHP approach and its application to evaluate the enablers of sustainable supply chain innovation [J]. Sustainable Production and Consumption, 2020,23(7):77-93

[2] 解學梅,陳佳玲.供應鏈多維協同創新與企業績效：一項元分析的檢驗[J].管理工程學報,2022,36(2):20-36

[3] 曹細玉,吳曉志.碳稅政策下的雙渠道供應鏈碳減排技術創新協作策略[J].華中師范大學學報(自然科學 版),2020,54(5):898-909

[4] 周莉莉,徐琪.基于時尚度視角的服裝原始設計制造供應鏈創新設計與定價決策[J].東華大學學報(自然科學 版),2020,46(6):975-984,1013

[5] Aydin A, Parker RP. Innovation and technology diffusion in competitive supply chains [J]. European Journal of Operational Research, 2018,265(3):1102-1114

[6] 南江霞,張莉,張茂軍,等.云服務供應鏈多人合作與技術創新決策的兩型博弈模型[J].系統工程理論與實踐, 2021,41(7):1771-1783

[7] Costantini V, Crespi F, Marin G,. Eco-innovation, sustainable supply chains and environmental performance in European industries [J]. Journal of Cleaner Production, 2017,155(2):141-154

[8] 關志民,曲優,趙瑩.考慮決策者失望規避的供應鏈協同綠色創新動態優化與協調研究[J].運籌與管理,2020, 29(5):96-107

[9] 王問藶,時培豪,黃慶華.成渝地區雙城經濟圈綠色創新效率、演變趨勢與影響因素研究[J].西南大學學報(自然科學 版),2022,44(3):172-182

[10] 李林,雷雅琳,何建洪.消費者綠色偏好、參考價格效應與供應鏈綠色創新[J].工業工程,2021,24(4):20-26

[11] 楊艷軍,劉夢溪.綠色技術創新、產業集聚與企業融資約束——基于中國制造業上市公司的實證分析[J].湖南師范 大學自然科學學報,2022,45(3):58-66

Research on Differential Game of Collaborative Innovation in Green Agricultural Supply Chain

SUN Jian-hui, ZHANG Nan

300134,

Promoting the green transformation of agriculture is an important measure to achieve the goal of carbon neutrality. By introducing the influence of agricultural products’ green degree on the benefit of the supply chain, this paper used the differential game model to study the collaborative innovation of green agricultural supply chain composed of an agricultural company and a farmer. The equilibrium strategies in three different situations of Nash non-cooperative game, Stackelberg leader-follower game and cooperative game are analyzed. The results show that, compared with the Nash non-cooperative game, in the Stackelberg leader-follower game, the green innovation efforts of the farmer, the benefits of both parties, and the agricultural products’ green degree of the supply chain can be significantly improved. In the collaborative game, the specialization and green innovation efforts of both parties, as well as the agricultural products’ green degree and overall benefit of the supply chain all reach the highest level.The research results provide theoretical guidance for collaborative innovation of the green agricultural supply chain.

Green agriculture; supply chain; collaborative innovation

F323.3/X322

A

1000-2324(2022)06-0935-06

2022-07-28

2022-09-16

天津市哲學社會科學規劃資助項目(TJGLQN17-012)

孫健慧(1989-),女,博士,副教授,主要從事綠色創新研究. E-mail:sunjianhui@tjcu.edu.cn

10.3969/j.issn.1000-2324.2022.06.020