地理標志農產品龍頭企業區塊鏈技術采納行為的研究

劉坤陽， 張勇

(中國計量大學 經濟與管理學院， 浙江 杭州 310018)

地理標志產品，是指產自特定地域，所具有的質量、聲譽或其他特性本質上取決于該產地的自然因素和人文因素，經審核批準以地理名稱進行命名的產品。地理標志的核心作用就是鑒別某一產品的產地，即作為該產品的產地標志而存在，此外，地理標志也是一種關鍵的質量表征手段。當前，我國絕大多數地理標志產品都是農產品，隨著我國中等收入群體規模不斷擴大，農產品消費由“吃得飽”向“吃得好”加快轉變，消費市場對地理標志產品、有機認證產品等高端農產品的需求不斷釋放，需求側的變化要求我們加快供給側改革。產品附加值高的地理標志農產品從原產地到消費者的供應鏈環節復雜，而高額的造假收益會驅使一些參與主體進行合謀造假、以次充好等情況發生。同時，生產企業提供的許多信息缺乏透明性與可靠性，難以為消費者提供足夠信任，消費者很難參與到產品質量的監督環節，消費者難以真正購買到真實可靠的高質量地理標志農產品，付出了高昂的成本卻無法獲得滿意效用，長此以往就會對該產品及當地的聲譽產生不良影響，一些原本優良的地理標志產品或品牌的聲譽等無形資產很容易被破壞，產品供給方、地方政府的經濟利益與聲譽等都會受到很大程度的不利影響。因此，對于地理標志農產品產業而言，各利益主體如何在源頭保證信息的真實可信，實現信息流的高度透明、可追溯、易監督等很重要，也是消費者迫切期待了解的信息。長期以來，地理標志農產品這類高端農產品的質量保證往往依靠企業的自覺、政府部門的監督、經銷商的行業聲譽等，這些手段并不能從根本上解決問題，當監管力量不足或造假行為的利潤足夠高時，造假等質量問題依然會大量出現，形成劣幣驅逐良幣的惡性循環。因此，如何在本質上解決質量保障的問題才是地理標志農產品產業高質量發展的關鍵，因而，在產品質量保障領域加快技術創新就迫在眉睫，區塊鏈在農產品質量保障中的應用成為可能。

1 區塊鏈在農產品質量保障中的應用現狀

區塊鏈被認為是第四次技術革命的代表性技術之一，區塊鏈的鏈式數據結構與時間戳等技術可以保證信息不可篡改、增強供應鏈環節的可追溯性與透明性，在技術層面極大地保證了信息的安全可靠，尤其是對質量要求更高的地理標志農產品而言，區塊鏈的技術特性與農產品質量保障訴求極為契合。在地理標志農產品源頭供給端的生產企業中引入區塊鏈技術，有望解決長期以來難以克服的質量難題，對各參與主體而言，這一技術變革將帶來巨大的經濟與社會效益。目前一些企業已經推出了基于區塊鏈的商品溯源追蹤保障服務：京東開發的聯盟鏈系統“智臻鏈”，聯合各級政府部門組建“京東品質溯源防偽聯盟”；菜鳥物流與天貓國際啟用區塊鏈追蹤、查證跨境進口商品的全程物流信息；沃爾瑪、IBM、清華大學共同成立了中國首個安全食品區塊鏈溯源聯盟。這些應用已經顯示了區塊鏈在這一領域的巨大潛力。

除了實踐案例之外，區塊鏈在農產品質量保障中應用的研究也已經較為豐富，如劉如意等[1]認為，區塊鏈技術具有信息共享、數據真實安全、信息與憑證可追溯等特征,與農產品流通需求存在多重耦合。蘆千文[2]認為，區塊鏈有望成為促進小農戶銜接現代農業的重要技術路徑，當前該技術應用主要集中在需要自證和防偽的高端農業領域。Tian[3]開發了結合射頻識別(RFID)和區塊鏈技術構建的農業食品供應鏈可追溯系統，收集、傳輸共享農產品各個流通環節的真實數據，可實現農產品供應鏈中信息的可追溯性，有效保障產品安全。Duan等[4]發現，區塊鏈有助于提高食品的可追溯性、信息透明度和召回效率，還可以與物聯網相結合，以實現更好的效率。陳奕延等[5]認為，區塊鏈可以完善農產品的食品安全認證、優化農產品的物流體系結構。石娜娜等[6]認為，運用區塊鏈技術構建去中心化的農產品流通體系，將極大重塑農產品流通產業鏈的信任機制。苗曉紅[7]認為，運用好區塊鏈技術可以提升生鮮農產品物流的安全性及精準操作水平，實現有效監管。盧奇等[8]研究發現，將區塊鏈嵌入農產品供應鏈可以有效整合農產品生產、貿易、需求各環節中的商流、物流、資金流與信息流等要素與服務。張燕麗等[9]使用Hyperledger Fabric v2.0平臺設計了基于主從聯盟鏈結構的農產品供應鏈追溯系統，實現了農產品供應鏈的公開透明，提高了供應鏈信息溯源效率。生吉萍等[10]認為，區塊鏈可以實現農業產業化發展過程中各組織的可信、協作和互聯,促進多主體供應鏈的協調和管理。倪衛紅等[11]認為，將區塊鏈技術應用到生鮮農產品冷鏈物流中，將簡化交易流程、提升信息時效性和準確性、提升物流效率、降低物流成本。劉鴻超等[12]認為，區塊鏈具備的可追溯性、安全透明性、信息多方共享、不可篡改的優勢,可以從根本上解決農產品安全問題。基于現有研究可以發現，地理標志農產品龍頭企業若能有效采納該技術，有望從根本上變革企業的產品質量保障能力，以往的合謀造假、偽造數據等問題將得到根除。

區塊鏈技術可以有效保證地理標志農產品在市場流通過程中的質量，基于不可篡改、透明開放的信息，可以為企業和消費者提供一種更加有效的保障機制，保證地理標志農產品的源頭質量與可靠。作為一種新興技術，區塊鏈在地理標志農產品企業中的應用必定是一個長期的過程，隨著技術的不斷成熟，區塊鏈技術潛力不斷釋放，企業內外部創新環境不斷優化，企業可能會逐步選擇采納區塊鏈技術。因此，本文基于有限理性原則，建立地理標志農產品龍頭生產企業與市場主體消費者之間的演化博弈模型，同時考慮到地方政府的參與作用，研究企業在消費者和政府的影響下采納區塊鏈技術的動態過程，通過分析模型的演化穩定策略，找出影響企業采納行為的關鍵因素，為下一步區塊鏈技術在企業中的落地實施提供技術參考。

2 地理標志農產品生產企業與消費者的博弈模型的建立

本文的博弈模型有如下基本假定：

假定1：博弈的參與雙方是地理標志農產品生產企業組成的群體1和地理標志農產品消費者群體構成的群體2，每次從兩類群體中隨機抽取個體參與博弈。

假設2：企業的策略空間是{采納區塊鏈技術，采納傳統技術}，用x(x∈[0,1])表示企業選擇采納區塊鏈技術的概率，則企業采納傳統技術的概率為1-x。消費者的策略空間是{購買區塊鏈技術保障的產品，購買傳統技術保障下的產品}，用y(y∈[0,1])表示消費者選擇區塊鏈技術保障下農產品的概率，則消費者選擇傳統技術保障下產品的概率為1-y。

假定3：在博弈過程中，當企業采納區塊鏈技術時，為了鼓勵企業的技術創新，政府會為其提供一定的資金補貼。而當企業繼續使用傳統技術時，政府也會加強農產品質量安全的監管。對于模型中涉及的參數，在表1中進行了詳細說明。根據這些基本假定與參數設置，可建立地理標志農產品龍頭生產企業與消費者博弈過程的收益矩陣(表2)。

表1 模型參數的符號表示與含義

3 博弈均衡點求解與分析

3.1 均衡點求解

3.1.1 企業復制動態方程建立及穩定策略分析

當企業選擇采納區塊鏈技術來保障產品質量時，其期望收益為

U11=y[M2+ΔR1+f(n)S-C2-g(n)C3]+(1-y)[ΔR2+f(n)S-C2-g(n)C3]=y(M2+ΔR1-ΔR2)+ΔR2+f(n)S-C2-g(n)C3。

當企業選擇采納區塊鏈技術來保障產品質量時，其期望收益為

U12=y[-C1-αP]+(1-y)[M1-C1-αP]。

企業的平均期望收益為

U1=xU11+(1-x)U12。

此時，企業的的復制動態方程為

x(1-x)[y(M2+ΔR1-ΔR2+M1)+ΔR2+f(n)S+C1+αP-C2-g(n)C3-M1]。

F′x=(1-2x)[y(M2+ΔR1-ΔR2+M1)+ΔR2+f(n)S+C1+αP-C2-g(n)C3-M1]。

3.1.2 消費者的復制動態方程建立及穩定策略分析

當消費者選擇購買區塊鏈技術保障的產品時，其期望收益為

V21=x[E2-M2]+(1-x)×0=x(E2-M2)。

當消費者選擇購買傳統技術保障的產品時，其期望收益為

V22=x*0+(1-x)(E1-M1-βL)=(1-x)(E1-M1-βL)。

此時，消費者的平均期望收益為

V2=yV21+(1-y)V22。

此時，消費者的的復制動態方程為

3.1.3 企業與消費者的穩定策略分析

通過分別對地理標志農產品龍頭企業和消費者的復制動態方程和單方穩定狀態求解，我們可以得出該二維動力系統存在5個局部穩定策略組合，即(0，0)，(0，1)，(1，0)，(1，1)與(x*，y*)，根據微分方程有關理論，局部穩定點并不一定是系統最終的演化穩定策略(ESS),關于均衡點的穩定性及變化趨勢還需要根據雅克比局部穩定性進行分析[13]，雅克比矩陣J定義如下

當某一均衡點滿足雅克比矩陣J的行列式DetJ=a11×a22-a12×a21>0,跡TrJ=a11+a22<0時，表明該點處于局部漸進穩定狀態，此點即為演化穩定均衡點，其對應的策略組合就是演化穩定策略(ESS)。因此，需要分別計算上述5個局部均衡點的a11、a22、a12、a21值，如表3所示，其中由于點(x*，y*)處的a11、a22值均為0，則有DetJ=a11×a22-a12×a21=0,跡TrJ=a11+a22=0，即行列式條件和跡條件都無法滿足，因此，該策略組合一定不是演化穩定策略，故此時a12、a21的數值已無需計算，我們在表中分別用A、B替代表示。

表3 局部穩定點的雅可比矩陣元素值

3.2 模型結果的討論

通過對4個局部穩定點的雅可比矩陣行列式的值和跡的數值進行分析，我們可以從下面4種不同的情形討論。

情形1：當ΔR2-M1+f(n)S+C1+αP-C2-g(n)C3<0與-E1+M1+βL<0同時成立時，策略組合(0，0)為演化穩定策略(ESS)，該策略表示地理標志農產品龍頭生產企業選擇不采納區塊鏈技術變革質量保障能力，而選擇繼續使用傳統技術，市場上的消費者的選擇也是購買傳統技術保障下的產品。此時，企業沒有實現有效的技術變革，消費者也將繼續受到產品質量問題的影響，這并不是我們想要達到的結果。

情形2：當ΔR2-M1+f(n)S+C1+αP-C2-g(n)C3>0與E2-M2<0同時成立時，策略組合(1，0)為演化穩定策略，該策略表示地理標志農產品龍頭生產企業選擇采納區塊鏈技術，但市場上的消費者反而繼續堅持購買傳統技術保障下的產品。此時，雖然企業會選擇采納區塊鏈技術，但消費者卻沒有接納區塊鏈技術保障的農產品，這同樣不是理想狀態。

情形3：當M2+ΔR1+f(n)S+C1+αP-C2-g(n)C3<0且E1-M1-βL<0同時成立時，策略組合(0，1)為演化穩定策略，該策略表示地理標志農產品龍頭生產企業選擇不采納區塊鏈技術，而市場上的消費者卻選擇購買區塊鏈技術保障下的產品。這種情形下，盡管消費者最終愿意接受區塊鏈技術保障的高質量農產品，但企業在額外的品牌與聲譽收益較低、政府補貼較低、各類投入成本與潛在風險較高這些因素的影響下，選擇繼續使用傳統技術保障產品質量。

情形4：當M2+ΔR1+f(n)S+C1+αP-C2-g(n)C3>0與E2-M2>0同時成立時，策略組合(1，1)為演化穩定策略，該策略表示地理標志農產品龍頭生產企業最終選擇采納區塊鏈技術，而市場上的消費者也選擇購買區塊鏈技術保障下的產品。此時，對企業來說，其獲得的直接收益、間接收益與政府補貼M2+ΔR1+f(n)S之和，再加上企業采納傳統技術付出的成本與政府的懲罰值，必須高于企業選擇采納區塊鏈技術要付出的成本與面臨的風險損失之和，即C2+g(n)C3。可以發現，該條件中不含企業的收益ΔR2，說明這一收益值對該演化結果沒有影響。對消費者而言，E2-M2>0表示當企業選擇銷售區塊鏈技術保障的農產品，而消費者選擇購買時最終獲得的收益為正值。

要想促成該狀態的出現，即M2+ΔR1+f(n)S+C1+αP>C2+g(n)C3，可以進一步分析各個參數的影響，從不等式左端來看，企業獲得的直接收益M2，也就是消費者購買全新技術保障下的高質量地理標志農產品付出的成本；ΔR1是除了銷售產品外企業獲得的額外收益，顯然，提升這兩種收益的數值，有利于該理想演化狀態的出現。f(n)S表示政府的補貼，該參數也會顯著增加(1，1)穩定策略出現的概率，在區塊鏈技術推廣應用的早期，政府可以適當提高補貼值，將推動上述條件的實現，而在技術應用的成熟階段，企業的兩類收益達到一定水平后，政府補貼的重要性就有所降低，政府無需持續耗費巨大的投入成本，就可以調低函數f(n)的數值。企業采納傳統技術的成本C1基本屬于不變量，不再研究。αP表示政府對繼續使用傳統技術保障產品質量時出現問題后的懲罰值，該數值越高，也會促進演化穩定策略的出現，因此，政府監管部門也需要不斷加強對產品質量問題的監管，該措施既能夠有效打擊質量問題事件，也會顯著促進企業的技術創新步伐。而從不等式的右端看，企業采納區塊鏈技術要付出的成本與面臨的風險損失之和，即C2+g(n)C3數值越小，越能夠促進理想演化結果的出現，因此，相關利益各方應最大化降低地理標志農產品龍頭企業采納區塊鏈技術的各項成本以及面臨的市場風險。

4 小結

地理標志農產品的質量標簽功能是其最核心的特征，而其質量特征又與原產地屬性緊密相關，因此，在原產地的生產加工環節加強產品質量保護工作是十分必要的，長期以來各種質量問題一直無法根除。單純依靠政府的被動監管與企業的商業自覺取得的效果十分有限，而傳統質量保障技術的治理效能又難以滿足現實需要，因此，從供給側調整視角分析，生產企業的質量保障技術亟須變革。而區塊鏈技術正是一種極具潛力的新興技術，通過不可篡改的數據記錄模式、分布式的數據存儲方式、透明公開的實時信息更新與共享等特性可以有效保障地理標志農產品全生命周期內端到端的數據安全可信，以數據治理模式深刻變革產品質量保障能力，為消費者提供更高質量的產品供給，同時也推動地理標志相關產業的數字化轉型與高質量發展。

本文基于這樣的現實背景，研究了地理標志農產品龍頭生產企業的區塊鏈技術采納行為，建立市場機制下產品供給方企業和市場需求方消費者之間的演化博弈模型，企業會根據不同情況選擇是否采納區塊鏈技術變革產品質量保障能力，消費者也會受到多種因素的影響而選擇購買傳統技術保障下的產品還是區塊鏈技術保障下的產品。同時，本文進一步引入了地方政府的參與作用，即通過對產品質量問題的監管和企業技術創新的激勵，從而對企業和消費者的選擇產生影響。通過對演化博弈模型的求解與分析，發現在不同情況下，企業與消費者的演化穩定策略也會出現不同。本文分析了4種可能的穩定策略的含義及其邊界條件，其中，最為理想的狀態是企業選擇采納區塊鏈技術保障產品質量，而消費者也選擇去主動購買區塊鏈技術保障下的產品。該狀態的實現需要企業、政府、消費者等群體的共同參與。對企業來說，采納區塊鏈技術大幅提升地理標志農產品質量后，提高企業通過銷售產品獲得的收益，即增加消費者對區塊鏈技術保證下高質量農產品的認可與購買以及技術創新額外帶來的聲譽及品牌效益、保證地方政府的適度補貼、加大對市場中低質量產品的監督處罰力度、降低企業采納技術的成本及風險，最終都會推動企業采納區塊鏈技術、消費者購買高質量產品這一帕累托最優結果的出現。