契約約束和政府激勵下生鮮電商供應鏈綠色投資合作行為演化博弈分析

成灶平 鞠睿訥

摘 ?要：針對消費者對線上優質綠色生鮮農產品的巨大需求，構建由生鮮電商和冷鏈物流企業組成的生鮮電商供應鏈綠色投資合作行為決策演化博弈模型。分別研究在契約約束和政府激勵下，考慮不同參數變化對雙方行為選擇的影響。為驗證理論的準確性做了數值仿真。研究結果表明：雙方或單方是否會進行綠色投資，與綠色投資收益率息息相關。系統雙方的均衡策略，隨著綠色投資收益率的變化而變化。同時，搭便車現象的存在，會抑制雙方的綠色投資。政府激勵能促使雙方綠色投資，具體體現為：期初時政府采取綠色投資補貼效果快速顯著，政府的綠色投資獎勵基金更具可持續性，兩種方式協同激勵效果最優。研究結果對政府制定激勵策略和供應鏈參與主體綠色投入具有一定啟示。

關鍵詞：生鮮電商供應鏈;綠色投資;契約;激勵

中圖分類號：F274文獻標志碼：A

DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.11.031

Abstract： Consumers have huge demand for online high-quality green fresh agricultural products. An evolutionary game model of green investment cooperation between fresh produce e-commerce platforms and cold chain logistics companies was constructed. Under the contract constraints and government incentives， the effects of different parameter changes on the behavior choices of both parties are studied respectively. Numerical simulation was performed to verify the accuracy of the theory. The results show that either parties or unilaterally will make green investment is closely related to the rate of return of green investment. The equilibrium strategy of both sides of the system changes with the change of green investment rate of return. At the same time， the existence of free-rider phenomenon will inhibit the green investment of both parties. Government incentives can promote green investment on both sides. The government's green investment subsidies have instant and remarkable effects while the government's green investment incentive fund will be more sustainable. The two approaches can produce optimal synergistic incentive effects. The research results have certain implications for the government to formulate incentive strategies and supply chain participants' green investment.

Key words： fresh food e-commerce supply chain; green investment; contract; incentive

0 ?引 ?言

我國是世界上最大的生鮮農產品（主要是指蔬菜、水果、肉、蛋、奶等）生產大國，每年約有4萬億噸進入流通流域。伴隨著互聯網電子商務的迅猛發展，尤其深受新冠疫情的影響，生鮮電商呈現爆發式的增長[1]。生鮮農產品的易腐易耗的特點，需要全程冷鏈，冷鏈物流的服務質量是影響生鮮電商發展的關鍵因素[2]。同時，生鮮產品的品質和新鮮度是影響消費者購買的核心因素[3]。越來越多的消費者具有綠色偏好，愿意為綠色產品支付更高的價格[4]。此外，農業生產和流通中排放了巨量溫室氣體（甲烷、二氧化碳等），是碳排放的重要來源[5]。政府給予了相應的綠色投入進行補貼，持續推進農產品綠色供應鏈發展[6]。京東等電商巨頭已進入生鮮電商領域，紛紛加大對冷鏈物流綠色投入力度，以獲取可持續競爭優勢。但由于冷鏈物流投資巨大，大多生鮮電商都會選擇冷鏈物流外包，如阿里與“四通一達”合作。綠色投資是綠色生鮮農產品供給質量和新鮮度的保障，但生鮮電商和冷鏈物流企業組成的二級生鮮電商供應鏈是否進行綠色投資，不僅會考慮各自的成本投資收益，還可能會選擇“搭便車”[7]。為促進雙方對生鮮農產品在生產和流通中綠色投資合作，政府需適當的綠色投資激勵。因此，研究雙方綠色投資合作決策行為，并考慮政府調控的作用效果具有重要的現實意義。

為保障生鮮電商供應鏈的合作穩定性，學者們研究主要從供應鏈契約協調的角度展開。徐廣姝等[8]在生鮮宅配模式下，構建了生鮮電商企業與物流服務商之間“數量折扣+成本分擔+收益共享”組合契約。王宗光等[9]在契約協調下，構建生鮮電商與第三方物流企業的道德風險動態演化博弈模型。劉墨林等[10]考慮保鮮努力與增值服務，構建“收益共享—雙向成本分擔”契約。同時也可以建立供應鏈合同關系，通過互惠投資、資產專用性投資來提高生鮮供應鏈合作穩定性和效率[11]。同時補貼政策已成為促進農業綠色可持續發展的一種普遍而重要的激勵策略[12]。政府對農戶種養殖補貼，可以提高農民的種植規模，實現更高成本回報[13]。補貼能有效地提高產品的綠色度，增加綠色供應鏈中參與主體利潤[14]。同時綠色投資能夠提高供應鏈績效[15]。并且通過建立收益共享[16]、成本共擔機制[17]能夠實現各自投資效果的最大化。從農產品供應鏈的角度，Liu等[18]構建了考慮保鮮努力的冷鏈物流企業和生鮮電商企業的博弈模型，分析了參數變化對雙方保鮮投資的影響。曲優等[19]考慮生產商風險規避的情況下，研究參與主體綠色投資策略選擇問題。白世貞等[20]考慮談判權利對農產品供應鏈綠色投資的影響，并設計了成本共擔契約協調機制。但現有文獻通常只討論單周期合作投資，而本文則從演化過程的角度探討農產品供應鏈長期縱向綠色投資合作問題。

演化博弈是以有限理性為前提，參與主體通過環境的變化不斷修改完善自身策略，最終達到系統演化穩定策略，被廣泛應用于參與主體間行為互動選擇問題。常樂等[22]針對企業失信經營行為，基于演化博弈研究監管機構、食品企業和消費者間行為互動選擇問題。朱立龍等[23]研究了農產品質量檢測機構、政府部門、生產加工企業間的農產品質量安全行為演化博弈模型。劉曉麗等[24]在關系契約的基礎上，基于演化博弈分析農戶與電商企業的合作行為。雖然上述文獻提到了演化博弈在農產品供應鏈運營中的應用，但很少有文獻在考慮搭便車行為的同時探討長期供應鏈的綠色投資合作問題。

綜上所述，對生鮮電商供應鏈契約協調和投資決策的研究已經取得了較豐富成果，是本文重要的研究基礎。但以往文獻是以研究參與主體完全理性為假設，同時忽視了綠色投資中外部因素對參與者決策的影響。與已有文獻相比，本文顯著的不同是，分別基于演化博弈的角度從供應鏈內部契約約束和外部激勵兩方面，探討了生鮮電商和冷鏈物流企業的綠色投資決策過程。在供應鏈內部契約協調方面，引用公平偏好理論，雙方簽訂綠色投資合作協議，如一方不選擇綠色投資，則需要給綠色投資的對方適當投資補貼激勵。針對綠色投資合作具有正外部性，可帶來“搭便車”動機，進一步引入政府外部的激勵措施來分析對雙方綠色投資行為的影響，以消除搭便車現象并激勵共同投資。綜合考慮不同參數變化對雙方行為決策的影響以及演化穩定的實現條件，為驗證理論的準確性，運用Matlab數值仿真模擬，以期為理論和實踐提供參考。

1 ?契約約束下演化博弈基本假設和模型

1.1 ?基本假設

1.1.1 ?博弈主體與行為策略

生鮮電商供應鏈系統由生鮮電商和冷鏈物流企業組成。雙方都是有限理性且在互相作用中不斷調整自身策略，不斷學習，最終系統達到穩定均衡。兩群體的策略都有綠色投資，不綠色投資，以經濟利益最大化為目標。綠色投資是指投資用于生鮮農產品生產、物流過程中，為保障產品質量，保持新鮮度，提高資源利用率同時改善環境的行為。引入公平偏好理論，根據“成本共擔，收益共享”原則，如一方選擇綠色投資，對方不進行綠色投資，需根據合同約束給予投資方適當補貼。由于存在信息不對稱，對綠色投資收益率的認知，是一個不斷加深的過程，最終趨向穩定。

1.1.2 ?模型假設與參數

假設1 ?在初始群體中，進行綠色投資的生鮮電商的比例為x0≤x≤1，則不進行綠色投資的比例為1-x;進行綠色投資的冷鏈物流企業的比例為y0≤y≤1，則不進行綠色投資的比例為1-y。

假設2 ?若生鮮電商與冷鏈物流企業均未在農產品生產和流通過程中確保供應鏈綠色化而增加綠色投資，則雙方的收益分別為R，R， R>0， R>0。

假設3 ?生鮮電商與冷鏈物流企業分別在農產品生產和流通中增加綠色投資，農產品市場需求增大導致收益增加。雙方的收益分別為R+aR-C+W， R+bR-C+W，aa>0，bb>0表示各自的增量投資收益回報率。CC>0， CC>0表示各自的增量投資成本，W，W分別表示雙方綠色投入產生協同效應對各自額外的增量收益值。

假設4 ?當只有生鮮電商綠色投資，冷鏈物流企業不投資，市場需求也會適度增加。但冷鏈物流企業需給生鮮電商投資補貼S。雙方收益分別為R+aR-C+S， 0

1.2 ?模型構建

根據假設，可知生鮮電商與冷鏈物流企業間演化模型雙方支付矩陣。如表1所示。

生鮮電商綠色投資的期望收益、不綠色投資的期望收益和平均期望收益分別為：

（1）

根據Malthusian方程，得到生鮮電商的復制動態方程為：

同理可得，冷鏈物流企業的復制動態方程：

1.3 ?均衡點與穩定性分析

根據微分方程理論，令=0; =0，可以得到系統5個局部均衡點，分別為：O0，0; A0，1; B1，0;C1，1; Dx，y。其中：x=;y=，且0

根據Friedman法，用微分方程描述的群體系統動態演化穩定策略ESS可以用系統雅可比矩陣的局部穩定分析得出。雅可比矩陣如下：

當均衡點滿足跡trJ=a+a<0，且行列式detJ=aa-aa>0，系統將趨向于局部演化穩定狀態ESS。因穩定點Dx，y的跡trJ=0，Dx，

y不是演化穩定點。系統各均衡點的trJ和detJ值，如表2所示。

以上4個均衡點有可能是演化穩定均衡點ESS，取決于a，a，b，b參數數值在區間范圍內的變化。結合表2，可得如下結論。

（1）當a<，b<，a<，b<時，系統存在唯一的演化穩定策略0，0。

（2）當a<，b>，a<，b>時，系統存在唯一的演化穩定策略0，1。

（3）當a>，b<，a>，b<時，系統存在唯一的演化穩定策略1，0。

（4）當a>，b>，a>，b>時，系統存在唯一的演化穩定策略1，1。

（5）當a<，b<，a>，b>時，系統存在演化穩定策略0，1或者1，0。

2 ?政府激勵下演化博弈基本假設和模型

對生鮮電商或冷鏈物流企業來說，對生鮮農產品供應鏈進行綠色投資，對雙方都有明顯的經濟效益的提升。但當R-S>R+aR+W-C>R， R-S>R+bR+W-C>R時，投資收益回報率低或者選擇不投資獲得的利益更大，那么兩者選擇不進行綠色投資。以此，在兩者簽訂協議的情況下，政府對綠色投資方，給予一定的補貼和適度獎勵，以刺激雙方選擇綠色投資合作。

假設5 ?政府給予綠色投資方成本補貼，則生鮮電商平臺和冷鏈物流企業獲得的補貼數值分別為KC， KC， K為補貼系數。同時，綠色投資具有顯著的社會正效益，為鼓勵供應鏈企業間進行綠色投資合作，設立獎勵基金λT（λ為社會效益系數，T為獎金基數）。獎勵基金在兩者間的分配系數為β。雙方的演化博弈矩陣建立如表3所示。

此時系統的復制動態方程組為：

（4）

令=0; =0，可以得到系統5個局部均衡點，系統平衡點的跡和行列式的符號如表4所示。

由表4可知，在政府激勵下系統的演化相位圖，如圖1所示。系統的演化穩定點有0，0和1，1。演化路徑取決于系統的初始狀態和鞍點位置，最終收斂于哪個穩定點取決于四邊形區域SS和區域SS面積的大小。S=+

命題1 ?在政府激勵下，生鮮電商和冷鏈物流企業隨著政府補貼系數的增大，雙方選擇進行綠色投資合作的概率增加。

證明：因=+<0，故S是K的單調減函數。隨著K的增大，S的面積逐步減小，系統向1，1演化的概率增大。表明生鮮電商和冷鏈物流企業隨著政府對其綠色投資補貼力度的增加，雙方都選擇進行綠色投資合作的概率增大。

命題2 ?在政府激勵下，政府加大對雙方聯合綠色投資產生社會效益的獎勵力度，雙方選擇進行綠色投資合作的概率增加。

證明：由=+，可得<0，同理<0，故S是T，λ的單調減函數。隨著T，λ的增大，S的面積逐步減小，系統向1，1演化的概率增大。說明政府加大對雙方聯合綠色投資產生社會效益的獎勵力度，雙方都選擇進行綠色投資合作的概率增大。

3 ?數值仿真

3.1 ?契約約束下數值仿真分析

3.1.1 ?綠色投資回報率對博弈雙方演化的影響

在契約約束下，設置各項參數：R=18， R=16， C=5， C=8， R=22， R=20， W=1， W=1， S=3， b=0.7， b=0.4。以生鮮電商為例，進行比照分析，設置綠色投資回報率，當a=0.7， a=0.4; a=0.5， a=0.4時，此時R+aR+W-C>R-S， R+aR-C+S>R-S，即生鮮電商單獨綠色投資或綠色投資合作的收益都高于本身不進行綠色投資，此時生產電商選擇綠色投資。但是當a=0.4， a=0.1; a=0.3， a=0.1時，結果是呈現相反的情況，此時R+aR+W-C

3.1.2 ?綠色投資成本對博弈雙方演化的影響

a=0.7， b=0.7， a=0.4， b=0.4， C=5， C=8， C=12， C=14時，以生鮮電商為例。當C=5， C=8時，R+aR+W-C>R-S， R+aR-C+S>R-S，即生鮮電商的綠色投入的收益能夠抵消成本投入，且大于不投資的收益。生鮮電商選擇綠色投資。但當C=12， C=14時，R+aR+W-C

3.1.3 ?雙方間投資補貼對博弈雙方演化的影響

a=0.7， b=0.7， a=0.4， b=0.4， S=3， S=7， S=9， S=12時，以生鮮電商為例。當S=3， S=7時，R+aR+W-CR-S，即冷鏈物流企業給生鮮電商的綠色投資補貼給它帶來收益不如選擇不進行綠色投資帶來的收入，此時，生鮮電商選擇不進行綠色投資。當S=9， S=12時，R+aR+W-C>R-S， R+aR-C+S>R-S，說明當補貼超過閾值，隨著綠色投資補貼的增大，生鮮電商選擇綠色投資，且綠色投資所需時間減少，補貼激勵效果顯著。仿真結果如圖4所示。

3.2 ?政府激勵下數值仿真分析

3.2.1 ?政府綠色投資激勵基金對系統雙方演化結果的影響

不考慮政府綠色投資補貼系數，設β=0.5， λ=1，其他參數設置不變，考慮當政府獎勵基金分別取T=3、T=6、T=9、T=10時，仿真結果如圖5所示，可以看出，當政府為鼓勵生鮮電商供應鏈參與主體綠色投資合作而給予的獎勵基金逐漸提高時，系統逐漸由不綠色投資轉變為綠色投資合作。政府設置激勵基金的閾值在9～10之間，如獎勵金額過小，不能激勵雙方都進行綠色投資。

3.2.2 ?政府綠色投資成本補貼系數對系統雙方演化結果的影響

同樣，不考慮政府獎勵基金，其他參數不變，當政府的綠色補貼系數，分別取K=0.1、K=0.4、K=0.5、K=0.6時。仿真結果如圖6所示，可以得出隨著政府對系統綠色補貼力度的增加，系統轉變為綠色投資合作。此外還看出綠色補貼系數的閾值在0.4～0.5之間。說明要激勵雙方進行綠色投資合作，政府要科學合理設置補貼系數，才能起到激勵雙方進行綠色投資的效果。比照圖5與圖6，適當補貼和獎勵都能實現政府之意，但當補貼或獎勵基金超過閾值，期初補貼演化至穩定速度更快，所用時間更短，短期效果更好。但從社會、生態和環境效益看，政府的獎勵基金更具有可持續性。因此，政府要合理利用這兩種方法，協同激勵，產生更大的經濟和社會效益。

為此，進一步考慮，政府同時運用兩種方式，對系統演化穩定的影響。當k=0.1，分別取T=3、T=6、T=9、T=10，可以看出相比單一的政府基金激勵，此時政府激勵基金的閾值T減少到6以下，同時，系統的收斂至綠色投資合作的速度更快。相較單一的補貼，T=3時，系統趨向于不綠色投資演化穩定所需時間增加。以上表明合理聯合激勵效果比單一激勵更優，更能夠推動生鮮電商供應鏈綠色可持續發展。

4 ?結論及建議

本文運用演化博弈分析工具，構建契約約束下和政府激勵下，由生鮮電商和冷鏈物流企業組成的生鮮電商供應鏈綠色合作投資行為策略動態演化模型。結果表明：（1）雙方或單方是否會進行綠色投資，與綠色投資收益率和搭便車時的收益息息相關。（2）如搭便車帶來的獲益較大，政府運用成本補貼和基金獎勵的激勵辦法都可以對雙方的綠色投資行為產生積極影響，但從可持續性看，政府獎勵基金更優于成本補貼對雙方綠色投資合作起到激勵效果。此外，對比單一激勵辦法，政府把補貼和獎勵基金結合起來綜合運用，促進雙方綠色投資合作演進所需時間更短，效果更顯著。

根據以上結論，給出以下管理建議：

（1）在契約約束下，加強供應鏈企業間協同，提高綠色投資合作績效。生鮮電商和冷鏈物流企業在農產品生產和流通中進行綠色投資合作，確保農產品的新鮮度和高質量，是貫徹綠色發展理念的內在要求，也是確保長期可持續競爭力的重要保障。生鮮電商和冷鏈物流企業進行綠色投資時，不單單只從自身當前經濟利益考慮，應著眼于長遠和大局，加強雙方在目標、產權和運作間的協同，提高供應鏈運營績效，建立具有競爭力的供應鏈，承擔更多的社會責任，這是未來競爭的核心和根本。此外，企業間的綠色投資補貼對雙方策略選擇影響重大。雙方應嚴格履行契約，誠信經營，防止敗德行為發生，共同維護公平的市場環境。

（2）在政府激勵下，完善綠色投資合作的制度，加大綠色行為支持力度。供應鏈企業綠色投資具有明顯的正外部性，政府適度激勵和支持很關鍵。政府一方面要營造優良的營商環境，在土地、資金等方面給與支持，不斷降低企業綠色投資成本，構建有利于企業進行綠色投資的機制，鼓勵企業更多的考慮社會效益，承擔社會責任。一方面完善綠色投資激勵政策，綜合運用補貼、獎勵等多手段聯合施策，達到最優激勵效果。對合作過程進行必要監管，對違反契約行為，加大失信懲處力度。

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收稿日期：2023-06-18

基金項目：國家自然科學基金資助項目（61273042）;江蘇省新型城鎮化與社會治理協同創新中心研究項目（SX10200114）

作者簡介：成灶平（1983—），男，江蘇泰興人，蘇州大學，講師，博士，研究方向：物流供應鏈管理;鞠睿訥（2002—），女，江蘇泰興人，西交利物浦大學，研究方向：供應鏈管理。

引文格式：成灶平，鞠睿訥. 契約約束和政府激勵下生鮮電商供應鏈綠色投資合作行為演化博弈分析[J]. 物流科技，2024，47（11）：125-131.