區(qū)塊鏈環(huán)境下農(nóng)戶和合作社上鏈行為網(wǎng)絡(luò)演化博弈

王旭坪 馬睿澤* 阮俊虎 孫自來

(1.大連理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,遼寧 大連 116024;2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,陜西 楊凌 712100)

0 引言

農(nóng)民參加合作社是我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要業(yè)態(tài)特征之一,農(nóng)民專業(yè)合作社是實(shí)現(xiàn)小農(nóng)戶和大市場(chǎng)有效對(duì)接的重要載體,關(guān)系到農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全及農(nóng)民脫貧致富進(jìn)程,黨和國(guó)家正在積極探索合作社的發(fā)展模式[1]。習(xí)近平總書記指出,要鼓勵(lì)發(fā)展農(nóng)民合作社,加強(qiáng)對(duì)農(nóng)民的科技服務(wù),推動(dòng)農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營(yíng),以提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量[2]。2020年7月出臺(tái)的《全國(guó)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2020-2025年)》,明確提出要以新興技術(shù)為手段培育農(nóng)產(chǎn)品品牌,引導(dǎo)農(nóng)民合作社實(shí)施農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯管理,推動(dòng)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈質(zhì)量安全追溯平臺(tái)對(duì)接和信息共享①中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部:http://www.moa.gov.cn/govpublic/XZQYJ/202007/t20200716_6348795.htm。區(qū)塊鏈技術(shù)是完成這一目標(biāo)的重要技術(shù)手段。2020年4月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部頒布的《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃(2019—2025年)》指出“推動(dòng)區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策和管理智能化中的創(chuàng)新應(yīng)用”②中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部:http://www.moa.gov.cn/nybgb/2020/202002/202004/t20200414_6341532.htm。同年6月吉林省半頃田種植專業(yè)合作社便搭建起“農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈”信息平臺(tái),有效提升了合作社的服務(wù)能力和運(yùn)營(yíng)效率③長(zhǎng)春市人民政府:http://www.changchun.gov.cn/zw_33994/yw/zwdt_74/jjdt/202006/t20200601_2361515.html。可見,對(duì)區(qū)塊鏈在農(nóng)民專業(yè)合作社中應(yīng)用的研究具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對(duì)農(nóng)戶和合作社之間的關(guān)系進(jìn)行了不少研究,得出以下結(jié)論。首先,合作社可以滿足農(nóng)戶應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的需要[3],如袁雪霈等發(fā)現(xiàn)合作社能夠通過測(cè)算農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求量、科學(xué)管控農(nóng)戶生產(chǎn)過程和生產(chǎn)規(guī)模、保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、與企業(yè)議價(jià)等措施防止農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格的劇烈波動(dòng),以達(dá)到社員收入穩(wěn)定的目的[4]。其次,合作社可以降低農(nóng)戶的生產(chǎn)成本[5],如侯曉康等發(fā)現(xiàn)合作社可以借助規(guī)模效應(yīng)解決單個(gè)農(nóng)戶在生產(chǎn)投入市場(chǎng)中面臨的高額交易成本問題[6]。再次,合作社可以增強(qiáng)農(nóng)戶的風(fēng)險(xiǎn)防范能力[7],如袁雪霈等指出合作社主導(dǎo)的農(nóng)業(yè)一體化組織相較于分散性的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)組織具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì),主要體現(xiàn)在抵御自然和市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)能力方面[8]。不難看出,農(nóng)戶和合作社之間存在雙向委托代理關(guān)系[9],一方面,合作社作為農(nóng)戶的代理人進(jìn)行市場(chǎng)營(yíng)銷、統(tǒng)一生產(chǎn)技術(shù)、防范市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)、構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品品牌等[10]。另一方面,農(nóng)戶作為合作社的代理人保證農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、不違規(guī)使用農(nóng)藥和化肥等[11]。然而,農(nóng)戶和合作社之間信息的不對(duì)稱性導(dǎo)致了道德風(fēng)險(xiǎn)和逆向選擇問題,使兩者之間出現(xiàn)了嚴(yán)重的信任危機(jī),進(jìn)一步導(dǎo)致了我國(guó)“空殼合作社”現(xiàn)象的出現(xiàn)[1]。而區(qū)塊鏈技術(shù)為解決這一難題提供了新契機(jī)。區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)分布式的共享賬本和數(shù)據(jù)庫(kù),其去中心化、開放透明、不可更改、匿名安全的技術(shù)特點(diǎn)可以有效解決農(nóng)戶和合作社間的信任危機(jī)[12]。為此,本文就區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)戶和合作社中的采納問題展開研究。

然而,區(qū)塊鏈技術(shù)能否被農(nóng)戶和合作社采納受到參與主體以及市場(chǎng)環(huán)境等諸多因素影響[8]。阮俊虎等指出農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中新技術(shù)的應(yīng)用往往會(huì)對(duì)原有的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈運(yùn)營(yíng)模式和市場(chǎng)環(huán)境產(chǎn)生巨大變革[13]。農(nóng)戶和合作社在采納區(qū)塊鏈技術(shù)后勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生引進(jìn)新型硬件設(shè)備、軟件平臺(tái)和管理人員等成本[14]。同時(shí),農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量以及市場(chǎng)需求量也會(huì)發(fā)生明顯變化[15]。另外,合作社的服務(wù)水平和服務(wù)成本也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變[16]。這些都是農(nóng)戶和合作社在判斷是否采納區(qū)塊鏈技術(shù)時(shí)要考慮的因素。事實(shí)上,農(nóng)戶和合作社的區(qū)塊鏈技術(shù)采納決策是兩者之間的博弈過程,一方的博弈策略直接影響對(duì)方的收益,如何進(jìn)行收益分配以及單邊不采納而導(dǎo)致對(duì)方的損失也是博弈主體關(guān)心的問題[17]。

農(nóng)戶和合作社在博弈決策中具有有限理性,需要通過學(xué)習(xí)和模仿不斷改進(jìn)策略來提高收益[18]。而演化博弈論正是針對(duì)有限理性的博弈主體,結(jié)合生物進(jìn)化論的思想,將博弈分析與動(dòng)態(tài)演化過程相結(jié)合的分析方法[19]。陳莫凡等運(yùn)用演化博弈理論構(gòu)建農(nóng)戶和合作社的生態(tài)農(nóng)業(yè)技術(shù)擴(kuò)散博弈模型[20],詹國(guó)輝從演化博弈的視角探究了農(nóng)戶和合作社之間集體行動(dòng)的演化邏輯[21],王曉莉等通過構(gòu)建農(nóng)戶、合作社和地方政府間的演化博弈模型分析市場(chǎng)化生態(tài)補(bǔ)償式扶貧項(xiàng)目的推廣問題[22]。然而,現(xiàn)實(shí)中農(nóng)戶和合作社之間“多對(duì)多”的交互關(guān)系構(gòu)成了一種具有拓?fù)浣y(tǒng)計(jì)特征的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)[23]。農(nóng)戶和合作社的博弈策略會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化而改變,本質(zhì)上是以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)為載體的演化博弈過程[24]。傳統(tǒng)的演化博弈理論可以在一定意義上詮釋農(nóng)戶和合作社的決策機(jī)制,但未能呈現(xiàn)博弈群體內(nèi)個(gè)體的交互過程,使結(jié)論過于理想化和抽象化[1,25]。同時(shí),區(qū)塊鏈作為一種新興技術(shù)在農(nóng)民專業(yè)合作社領(lǐng)域中的應(yīng)用正處于探索階段。因此,本文將演化博弈理論與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論相融合,構(gòu)建了農(nóng)戶和合作社的兩種群網(wǎng)絡(luò)演化博弈模型,并檢驗(yàn)了模型的有效性,深入探究與博弈主體和市場(chǎng)環(huán)境相關(guān)的因素對(duì)農(nóng)戶和合作社上鏈行為的作用機(jī)理。論文成果既可為區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)民專業(yè)合作社中的推廣工作提供實(shí)踐指導(dǎo),又豐富了區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中推廣的理論研究。

1 “農(nóng)戶-合作社”演化博弈模型

1.1 演化博弈問題描述

如圖1所示,農(nóng)戶和合作社之間存在雙向委托代理關(guān)系,信息流和物流在兩者之間流通。在非區(qū)塊鏈環(huán)境下的傳統(tǒng)模式中,農(nóng)戶和合作社所共享的信息具有中心化屬性,易篡改且可信度低,使道德風(fēng)險(xiǎn)和逆向選擇問題充斥在兩者間的交互過程中。在區(qū)塊鏈環(huán)境下,平臺(tái)利用程序算法自動(dòng)記錄農(nóng)戶生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品過程信息以及合作社的運(yùn)營(yíng)信息,并將信息存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn)上。此時(shí),區(qū)塊鏈信息的去中心化、不可篡改性、透明性以及實(shí)時(shí)性等技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯現(xiàn)。信息被賦予了區(qū)塊鏈特性后變得高度對(duì)稱,使得農(nóng)戶和合作社之間的委托代理關(guān)系不受道德風(fēng)險(xiǎn)和逆向選擇的影響,實(shí)現(xiàn)了機(jī)器信任向人工信任的轉(zhuǎn)變。

圖1 采納區(qū)塊鏈技術(shù)前后模式圖Figure 1 M odes before and after adopting the blockchain technology

農(nóng)戶和合作社的上鏈行為是兩種群體之間的博弈過程,由于市場(chǎng)環(huán)境的不確定性,此過程是兩群體在有限理性下的動(dòng)態(tài)博弈過程。而演化博弈論正是針對(duì)有限理性的博弈群體,將博弈分析與動(dòng)態(tài)演化過程相結(jié)合的分析方法。因此,本部分運(yùn)用演化博弈論對(duì)農(nóng)戶和合作社上鏈行為的規(guī)律進(jìn)行分析,找出演化博弈的演化穩(wěn)定策略(Evolutionarily stable strategy,ESS)。博弈過程中,每個(gè)博弈主體根據(jù)預(yù)期收益采取“上鏈”與“不上鏈”兩種策略。

1.2 模型假設(shè)

假設(shè)1在農(nóng)戶和合作社上鏈行為的博弈過程中,假設(shè)農(nóng)戶選擇上鏈策略的概率為x(0≤x≤1),選擇不上鏈策略的概率為1-x;而合作社選擇上鏈策略的概率為y(0≤y≤1),選擇不上鏈策略的概率為1-y。

假設(shè)2農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格為pi,則區(qū)塊鏈模式和傳統(tǒng)模式下農(nóng)產(chǎn)品的價(jià)格分別為pB和pNB。價(jià)格敏感系數(shù)為α(0≤α≤1),代表農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格變動(dòng)引起的市場(chǎng)需求量的變化程度。

假設(shè)3農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量為qi,則區(qū)塊鏈模式和傳統(tǒng)模式下農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量分別為qB和qNB。需求質(zhì)量彈性為β(0≤β≤1),代表農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求量對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量變動(dòng)做出反應(yīng)的敏感程度。質(zhì)量成本系數(shù)為γ(0≤γ≤1),表示農(nóng)產(chǎn)品成本對(duì)質(zhì)量變化反應(yīng)的靈敏程度。

假設(shè)4合作社服務(wù)水平為si,則區(qū)塊鏈模式和傳統(tǒng)模式下合作社服務(wù)水平分別為sB和sNB。服務(wù)收益系數(shù)為θ(0≤θ≤1),代表農(nóng)戶從合作社提供的服務(wù)中獲得效益的程度。合作社服務(wù)成本為csi,則區(qū)塊鏈模式和傳統(tǒng)模式下合作社服務(wù)成本分別為csB和csNB。

假設(shè)5參考Bernstein等[26]和Lee[27]的研究,假設(shè)市場(chǎng)需求函數(shù)是質(zhì)量和價(jià)格的線性函數(shù),成本是質(zhì)量的二次指數(shù)函數(shù)。a、Di、Ci、πi分別代表市場(chǎng)基礎(chǔ)需求、需求函數(shù)、成本函數(shù)、利潤(rùn)函數(shù)(i=B、NB)。

假設(shè)6λF和λC分別為農(nóng)戶和合作社的收益分配比例。根據(jù)《中華人民共和國(guó)農(nóng)民專業(yè)合作社法》規(guī)定①中華人民共和國(guó)中央人民政府網(wǎng)站:http://www.gov.cn/xinwen/2017-12/28/content_5251064.htm,合作社須要留存部分盈余作為合作社的發(fā)展基金,故0＜λF、λC＜1,且0＜λF+λC＜1。cF和cC分別表示農(nóng)戶和合作社的單邊上鏈成本,即一方采取上鏈策略而另一方采取不上鏈策略時(shí),上鏈一方前期投入的沉沒成本,如時(shí)間成本、機(jī)會(huì)成本等。模型參數(shù)及含義如表1所示。

1.3 博弈收益矩陣

當(dāng)農(nóng)戶和合作社進(jìn)行上鏈行為博弈時(shí),不同策略組合下博弈雙方的收益有所不同。在求解農(nóng)戶和合作社上鏈行為博弈的收益矩陣之前,我們需求出農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)的利潤(rùn)函數(shù)?；贐ernstein[26]等和Lee[27]等的研究成果,設(shè)定本文的市場(chǎng)需求函數(shù)為Di=a-αpi+βqi、成本函數(shù)為,則利潤(rùn)函數(shù)為

若農(nóng)戶和合作社都采取上鏈策略,即(上鏈,上鏈),則區(qū)塊鏈技術(shù)成功實(shí)施,農(nóng)戶和合作社分別根據(jù)市場(chǎng)利潤(rùn)和收益比例獲取收益λFπB和λCπB。同時(shí),農(nóng)戶享受合作社服務(wù)的收益為θsB,合作社的服務(wù)成本為csB。同理,如果農(nóng)戶和合作社都采取不上鏈策略,即(不上鏈,不上鏈),則農(nóng)戶和合作社收益分別為λFπNB+θsNB和λCπNB-csNB。

若農(nóng)戶采取上鏈策略,而合作社采取不上鏈策略,即(上鏈,不上鏈),則區(qū)塊鏈技術(shù)未成功實(shí)施,農(nóng)戶和合作社分別根據(jù)市場(chǎng)利潤(rùn)函數(shù)和收益比例獲取收益λFπNB和λCπNB。同時(shí),農(nóng)戶享受合作社服務(wù)的收益為θsNB,并付出單邊上鏈成本cF,合作社的服務(wù)成本為csNB。同理,如果農(nóng)戶采取不上鏈策略,而合作社采取上鏈策略,即(不上鏈,上鏈),則農(nóng)戶和合作社的收益分別為λFπNB+θsNB和λCπNB-csNB-cC。

綜上,農(nóng)戶和合作社的博弈收益矩陣如表2所示。

表2 博弈收益矩陣Table 2 Payoffmatrix of the game

1.4 復(fù)制動(dòng)態(tài)方程

根據(jù)表2博弈收益矩陣,當(dāng)農(nóng)戶采取上鏈策略時(shí),可求出其期望收益為:

農(nóng)戶采取不上鏈策略的期望收益為:

農(nóng)戶分別以x和(1-x)的概率選擇上鏈和不上鏈策略的平均期望收益為:

同理,合作社采取上鏈策略的期望收益為:

合作社采取不上鏈策略的期望收益為:

合作社分別以y和(1-y)的概率選擇上鏈和不上鏈策略的平均期望收益為:

根據(jù)Malthusian動(dòng)態(tài)方程[28],農(nóng)戶或合作社選擇上鏈策略的增長(zhǎng)率(dx/dt或dy/dt)等于其期望收益(F1或C1)與平均期望收益(或)的差與x或y的乘積。故農(nóng)戶與合作社群體的動(dòng)態(tài)復(fù)制方程分別如公式(7)和(8)所示。

1.5 局部穩(wěn)定性分析

根據(jù)復(fù)制動(dòng)態(tài)方程(7)和(8)求出系統(tǒng)的雅克比矩陣:

為了分析系統(tǒng)均衡點(diǎn)的局部穩(wěn)定性,根據(jù)雅克比矩陣(9)可以計(jì)算雅克比矩陣的行列式(10)和軌跡(11),分別如下:

根據(jù)雅克比矩陣的局部穩(wěn)定性分析方法[29],當(dāng)且僅當(dāng)均衡點(diǎn)滿足DetJ＞0和TrJ＜0時(shí),為系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略(ESS)。因此,分別將5個(gè)局部均衡點(diǎn)帶入公式(10)和(11)中進(jìn)行局部穩(wěn)定性分析。其中,均衡點(diǎn)(x*,y*)的TrJ=0,因此均衡點(diǎn)(x*,y*)在[0,1]區(qū)間內(nèi)始終不是系統(tǒng)的ESS。對(duì)模型變量間的邏輯關(guān)系進(jìn)行分類討論后,可以得出以下4種不同情境:

情境1當(dāng)λFΔπ+θΔs＜0、λCΔπ-Δcs＜0時(shí),即在實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)后,農(nóng)戶所得市場(chǎng)利潤(rùn)的改變量與其從合作社的服務(wù)中所獲收益的改變量之和、合作社所得市場(chǎng)利潤(rùn)的改變量與其服務(wù)農(nóng)戶所付出成本的改變量之差都小于零時(shí),系統(tǒng)的ESS為(0,0)。

情境2當(dāng)λFΔπ+θΔs＜0、λCΔπ-Δcs＞0時(shí),即在實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)后,農(nóng)戶所得的市場(chǎng)利潤(rùn)的改變量與其從合作社的服務(wù)中所獲收益的改變量之和小于零、而合作社所得市場(chǎng)利潤(rùn)的改變量與其服務(wù)農(nóng)戶所付出成本的改變量之差大于零時(shí),系統(tǒng)的ESS為(0,0)。

情境3當(dāng)λFΔπ+θΔs＞0、λCΔπ-Δcs＜0時(shí),即在實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)后,農(nóng)戶所得市場(chǎng)利潤(rùn)的改變量與其從合作社的服務(wù)中所獲收益的改變量之和大于零、而合作社所得市場(chǎng)利潤(rùn)的改變量與其服務(wù)農(nóng)戶所付出成本的改變量之差小于零時(shí),系統(tǒng)的ESS為(0,0)。

情境4當(dāng)λFΔπ+θΔs＞0、λCΔπ-Δcs＞0時(shí),即在實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)后,農(nóng)戶所得市場(chǎng)利潤(rùn)的改變量與其從合作社的服務(wù)中所獲收益的改變量之和、合作社所得市場(chǎng)利潤(rùn)的改變量與其服務(wù)農(nóng)戶所付出成本的改變量之差都大于零時(shí),系統(tǒng)的ESS為(1,1)或(0,0)。

可見,建立區(qū)塊鏈機(jī)制后,農(nóng)戶收入的改變量與合作社服務(wù)效益的改變量之和的符號(hào)以及合作社收入的改變量與其服務(wù)成本的改變量之差的符號(hào)共同決定系統(tǒng)的演化穩(wěn)定策略。具體分析如表3所示。

表3 均衡點(diǎn)分析Table 3 Analysis of equilibrium points

上述“農(nóng)戶-合作社”演化博弈模型詮釋了農(nóng)戶和合作社上鏈行為的決策機(jī)制,但未能呈現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)博弈主體策略的具體演化過程以及博弈群體內(nèi)部的差異性,結(jié)論中的4種情境下的演化穩(wěn)定策略最終收斂的狀態(tài)過于極端(0或1)。然而,農(nóng)戶和合作社的上鏈行為是以個(gè)體間的協(xié)同、交互等非線性機(jī)制下開展的博弈行為,個(gè)體間的接觸具有隨機(jī)性和非全耦合性,且具有很強(qiáng)的拓?fù)浣y(tǒng)計(jì)特性。從本質(zhì)上看,這是以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)為載體的演化博弈過程,網(wǎng)絡(luò)中個(gè)體的策略會(huì)隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及結(jié)構(gòu)的變化而改變。因此,為了解決上述博弈演化過程和結(jié)論過于抽象的問題,本文在“農(nóng)戶-合作社”演化博弈模型的基礎(chǔ)上,引入復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論刻畫博弈主體間的交互規(guī)律,構(gòu)建農(nóng)戶與合作社上鏈行為的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的演化博弈模型,對(duì)上述演化博弈模型進(jìn)行分析與再求解,打開博弈雙方策略演化的黑箱,進(jìn)一步揭示博弈雙方策略演化的規(guī)律。

2 復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的演化博弈模型

2.1 “農(nóng)戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)描述

隨著“農(nóng)戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)中個(gè)體數(shù)量的不斷增加,網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的建立越來越趨向隨機(jī)和非全耦合,并逐漸演化為一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)?！稗r(nóng)戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)中通常具有聚簇性,聚簇內(nèi)的農(nóng)戶和合作社交互頻繁,聚簇之間交互較少。如陜西省黃陵縣和洛川縣的“蘋果種植戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)中少數(shù)節(jié)點(diǎn)擁有大量連接,而大部分節(jié)點(diǎn)有少數(shù)連接,具有嚴(yán)重的異質(zhì)性[1,30]。網(wǎng)絡(luò)主體傾向于與資源稟賦大的主體建立關(guān)系,即網(wǎng)絡(luò)中度分布符合冪律分布。同時(shí),已有研究表明社會(huì)網(wǎng)絡(luò)具有無標(biāo)度特性[31]。因此,以復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)為載體研究農(nóng)戶和合作社上鏈行為博弈的演化具有現(xiàn)實(shí)意義。

2.2 網(wǎng)絡(luò)前提假設(shè)

基于上述對(duì)“農(nóng)戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)考慮,提出如下假設(shè):

假設(shè)1由于農(nóng)戶和合作社間信息的不對(duì)稱性,網(wǎng)絡(luò)內(nèi)異質(zhì)性主體是有限理性的,主體選擇策略的概率與策略預(yù)期收益的大小呈正相關(guān)關(guān)系,且存在決策失誤而沒有選擇最優(yōu)策略的可能。

假設(shè)2由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無法與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)建立博弈關(guān)系,“農(nóng)戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)在選擇博弈對(duì)象時(shí),將博弈范圍限定在鄰域內(nèi),即節(jié)點(diǎn)只與有連邊的鄰居節(jié)點(diǎn)進(jìn)行博弈,且農(nóng)戶和合作社互為鄰居節(jié)點(diǎn)。

假設(shè)3網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)采取同一策略更新規(guī)則,且節(jié)點(diǎn)通過比較上一輪博弈的收益和下一輪博弈的預(yù)期收益進(jìn)行策略的更新。

2.3 網(wǎng)絡(luò)演化規(guī)則

2.3.1 網(wǎng)絡(luò)演化過程

如圖2所示,本文在復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論框架下構(gòu)建農(nóng)戶和合作社上鏈行為的網(wǎng)絡(luò)演化博弈過程。博弈網(wǎng)絡(luò)有農(nóng)戶和合作社兩種節(jié)點(diǎn);節(jié)點(diǎn)可以采取上鏈或不上鏈策略;節(jié)點(diǎn)之間的連邊代表節(jié)點(diǎn)間的博弈關(guān)系;當(dāng)連邊兩端的節(jié)點(diǎn)發(fā)生博弈時(shí),節(jié)點(diǎn)根據(jù)博弈對(duì)手的策略和自身收益矩陣(表2)獲得收益;各節(jié)點(diǎn)在每一輪演化周期與其鄰域內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一次博弈,每個(gè)節(jié)點(diǎn)的收益為與各鄰居博弈所得收益的累加。節(jié)點(diǎn)在每輪演化周期結(jié)束后,以收益最大化原則判斷是否進(jìn)行策略更新,以與度大節(jié)點(diǎn)連接原則決定是否更新博弈伙伴。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不斷演化直到進(jìn)入某個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)。

圖2 “農(nóng)戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)的演化Figure 2 The evolution of “farm-cooperative”network

從“農(nóng)戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)的演化過程看,網(wǎng)絡(luò)主體進(jìn)行上鏈博弈的目的是實(shí)現(xiàn)自身收益的增值,從而使整個(gè)系統(tǒng)逐漸收斂到帕累托最優(yōu)態(tài)。本文用系統(tǒng)上鏈率來量化博弈網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài),即為系統(tǒng)內(nèi)采取上鏈策略主體所占的比例。

2.3.2 博弈策略更新規(guī)則

如何確定每輪演化周期博弈主體策略的更新規(guī)則是網(wǎng)絡(luò)演化博弈的核心問題。已知博弈主體根據(jù)前一輪博弈收益來制定下一輪博弈策略,以提高收益為目的通過博弈學(xué)習(xí)不斷調(diào)整策略[32]。理論上,“農(nóng)戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)博弈策略的更新規(guī)則包括:1)最優(yōu)響應(yīng)動(dòng)力學(xué)[31],即假設(shè)其他節(jié)點(diǎn)策略不變,選擇使自己收益最大化的策略;2)擇優(yōu)響應(yīng)動(dòng)力學(xué)[30],即假設(shè)其他節(jié)點(diǎn)策略不變,選擇使自己收益有所提升的策略;3)對(duì)比較更新[33],即節(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇一個(gè)鄰居進(jìn)行收益比較,以正比于收益差值的概率模仿鄰居的策略;4)模仿更新規(guī)則[34],即節(jié)點(diǎn)以正比于鄰居節(jié)點(diǎn)收益的概率學(xué)習(xí)鄰居的策略。

上述規(guī)則描述了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)如何基于已有信息更新策略,故節(jié)點(diǎn)所能獲取的信息是設(shè)計(jì)策略更新規(guī)則的關(guān)鍵所在。由于農(nóng)戶和合作社之間信息的不對(duì)稱性,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不能了解博弈對(duì)手的收益函數(shù),而對(duì)比較更新和模仿更新規(guī)則均需要博弈主體了解博弈對(duì)手的收益信息。同時(shí),博弈主體皆以收益最大化原則做決策,擇優(yōu)響應(yīng)動(dòng)力學(xué)與此原則不符。然而,博弈主體可以根據(jù)博弈對(duì)手的歷史策略以及自身收益函數(shù)制定最優(yōu)策略。因此,最優(yōu)響應(yīng)動(dòng)力學(xué)是本文博弈策略更新規(guī)則的最佳選擇。

基于此,在每輪演化周期內(nèi),每個(gè)節(jié)點(diǎn)在假定鄰居節(jié)點(diǎn)博弈策略不變的情況下,根據(jù)鄰居上一輪的策略進(jìn)行策略反思。即節(jié)點(diǎn)先采取自身策略的反策略,根據(jù)收益函數(shù)做一次虛擬博弈,得到虛擬收益,再比較虛擬收益與上一輪博弈收益大小,選擇收益最大的策略。同時(shí),考慮到博弈主體的有

其中,Si和Sj分別為網(wǎng)絡(luò)主體前一輪的博弈策略和本輪將更新的策略,Ui和Uj分別為網(wǎng)絡(luò)主體前一輪博弈收益和本輪虛擬收益。k表示系統(tǒng)噪聲(k＞0),若k趨于無限大,表示環(huán)境擾動(dòng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)主體策略更新的影響極其嚴(yán)重;反之,若k趨于0,表示環(huán)境擾動(dòng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)主體策略更新的影響非常小。

2.3.3 斷邊重連規(guī)則

根據(jù)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論,在農(nóng)戶和合作社的上鏈行為博弈網(wǎng)絡(luò)演化過程中,各節(jié)點(diǎn)以概率P完成策略更新后,將以概率ω隨機(jī)地與網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重連。節(jié)點(diǎn)傾向于與資源稟賦大的節(jié)點(diǎn)建立合作關(guān)系,即網(wǎng)絡(luò)的無標(biāo)度特性。因此,度大的節(jié)點(diǎn)被連接的概率大,度小的節(jié)點(diǎn)被連接的概率小[36]。同時(shí),由于節(jié)點(diǎn)對(duì)博弈對(duì)象的選擇具有有限理性,本文以隨機(jī)效用理論作為網(wǎng)絡(luò)斷邊重連行為的理論基礎(chǔ)[37],利用帶有偏好的重連機(jī)制并參考文獻(xiàn)[36]確定出連接節(jié)點(diǎn)i的出連概率ω為:限理性和網(wǎng)絡(luò)的異質(zhì)性對(duì)博弈策略更新的影響,企業(yè)以一定概率在下一輪博弈中采取最優(yōu)響應(yīng)策略,這一概率用費(fèi)米函數(shù)表示[35]:

其中,D表示節(jié)點(diǎn)的度,j表示被連節(jié)點(diǎn),G表示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的集合,ε表示偏好傾向,當(dāng)ε=0時(shí),代表網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接無偏好傾向,ε越大偏好傾向越明顯。

“農(nóng)戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)按照上述演化規(guī)則進(jìn)行策略調(diào)整,隨著時(shí)間的推進(jìn),策略分布將逐漸收斂于穩(wěn)定狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的帕累托最優(yōu)。

2.4 模型求解算法

根據(jù)上述“農(nóng)戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)的演化規(guī)則中最優(yōu)響應(yīng)動(dòng)力學(xué)、費(fèi)米函數(shù)以及隨機(jī)效用理論,設(shè)計(jì)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的演化博弈模型的求解算法:

步驟1初始化一個(gè)存在農(nóng)戶和合作社兩種群體的網(wǎng)絡(luò);

步驟2將博弈策略隨機(jī)分配給網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn);

步驟3進(jìn)行一輪博弈;

步驟4在每輪博弈周期內(nèi),網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)可以獲取鄰居節(jié)點(diǎn)的策略信息,并根據(jù)自身策略和博弈收益函數(shù)進(jìn)行策略更新,若改變策略后的虛擬收益大于或等于上一輪的博弈收益,則在下一輪博弈中以概率PSi→Sj(式12)更新策略,否則策略不變;

步驟5根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)所具有的偏好機(jī)制,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以概率ωij(式13)與其他節(jié)點(diǎn)斷邊重連;

步驟6轉(zhuǎn)入步驟3,直至系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)結(jié)束。

3 模型檢驗(yàn)與數(shù)值實(shí)驗(yàn)

3.1 案例分析與參數(shù)設(shè)置

黑龍江北大荒集團(tuán)是我國(guó)現(xiàn)代化大農(nóng)業(yè)的代表,土地面積為1296萬畝,有“中國(guó)糧食第一產(chǎn)能”之稱,主要從事土地發(fā)包經(jīng)營(yíng)、水稻等糧食作物的生產(chǎn)和銷售①北大荒集團(tuán)官方網(wǎng)站:https://www.chinabdh.com/。然而,包括合作社在內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)信息的不對(duì)稱導(dǎo)致的農(nóng)戶違規(guī)使用農(nóng)藥和化肥、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地造假、用陳化糧進(jìn)行產(chǎn)品互混等食品安全和品牌危機(jī)等問題困擾著北大荒集團(tuán)。為此,北大荒集團(tuán)于2017年與中南建設(shè)集團(tuán)合資成立了善糧味道農(nóng)業(yè)科技公司。善糧味道致力于用區(qū)塊鏈技術(shù)建立去中心化、農(nóng)業(yè)價(jià)值可信的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),依托北大荒集團(tuán)的優(yōu)質(zhì)土地研發(fā)了全球首個(gè)農(nóng)業(yè)區(qū)塊鏈數(shù)字共享服務(wù)平臺(tái),平臺(tái)穿透了種植前、中、后的運(yùn)營(yíng)管理體系,整合了包括合作社在內(nèi)的現(xiàn)有農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈,重塑了北大荒特色農(nóng)產(chǎn)品品牌。善良味道以“物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈”為基礎(chǔ)的智能終端,覆蓋了農(nóng)產(chǎn)品“耕-種-管-收-儲(chǔ)-運(yùn)-銷”生命周期的各個(gè)環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈全過程數(shù)字化和信息實(shí)時(shí)化。平臺(tái)將核心數(shù)據(jù)上鏈,上鏈信息無從篡改,提升了農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的運(yùn)營(yíng)效率。消費(fèi)者通過掃碼就可以查看糧食生命周期的各環(huán)節(jié),平臺(tái)架起了北大荒集團(tuán)與消費(fèi)者之間的信任橋梁,為消費(fèi)者提供安全可信的優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品。北大荒集團(tuán)的稻花香大米在京東商城原價(jià)32.8元/千克,采用區(qū)塊鏈技術(shù)后價(jià)格為38元/千克②京東商城官方網(wǎng)站:https://item.jd.com/48240445001.htm l。

本文依托上述案例,在咨詢了管理科學(xué)及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)領(lǐng)域的專家后,根據(jù)本文假設(shè)和企業(yè)實(shí)際情況參考文獻(xiàn)[38-41]對(duì)博弈模型算例設(shè)定的規(guī)則,對(duì)本文相關(guān)參數(shù)進(jìn)行初始賦值,借此分析價(jià)格敏感系數(shù)(α)、需求質(zhì)量彈性(β)、質(zhì)量成本系數(shù)(γ)以及服務(wù)收益系數(shù)(θ)對(duì)農(nóng)戶和合作社上鏈行為的影響規(guī)律。其中,市場(chǎng)基礎(chǔ)需求a=100;農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格pB=38、pNB=32.8;產(chǎn)品質(zhì)量qB=60、qNB=35;合作社服務(wù)水平sB=25、sNB=15(B為區(qū)塊鏈環(huán)境、NB為非區(qū)塊鏈環(huán)境,下同);根據(jù)《中華人民共和國(guó)農(nóng)民專業(yè)合作社法》中對(duì)合作社盈余分配的規(guī)定③中華人民共和國(guó)中央人民政府網(wǎng)站:http://www.gov.cn/xinwen/2017-12/28/content_5251064.htm,收益分配比例λF=0.5、λC=0.4;單邊上鏈成本cF=5、cC=10(F為農(nóng)戶、C為合作社)。以“農(nóng)戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)為載體,參考文獻(xiàn)[35]令網(wǎng)絡(luò)偏好傾向ε=1,運(yùn)用MATLAB模擬網(wǎng)絡(luò)中博弈策略的動(dòng)態(tài)演化過程。根據(jù)2016年《黑龍江省人民政府第三次全國(guó)農(nóng)業(yè)普查主要數(shù)據(jù)公報(bào)》所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)或服務(wù)為主的農(nóng)民合作社與農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)戶的數(shù)量比例1:33.6④黑龍江省人民政府網(wǎng)站:https://www.hlj.gov.cn/zwfb/system/2017/12/28/010858216.shtm l,將網(wǎng)絡(luò)中合作社節(jié)點(diǎn)數(shù)設(shè)置為10、農(nóng)戶節(jié)點(diǎn)數(shù)為336。再根據(jù)1.5節(jié)的局部穩(wěn)定性分析結(jié)論,設(shè)置α、β、γ、θ和合作社服務(wù)成本(csi)的取值,如表4所示。

表4 不同情境下的參數(shù)設(shè)置Table 4 Notation setting in different situations

3.2 模型檢驗(yàn)

不同情境下復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的演化博弈模型(EGM-CN)的系統(tǒng)策略演化軌跡如圖3所示。其中,縱坐標(biāo)表示系統(tǒng)上鏈率;橫坐標(biāo)表示網(wǎng)絡(luò)演化周期(下同)。將此結(jié)論與演化博弈模型(EGM)的局部穩(wěn)定性分析結(jié)論(表3)進(jìn)行對(duì)比分析,可以檢驗(yàn)EGM-CN的正確性和參數(shù)設(shè)置的合理性。

圖3 不同情境下系統(tǒng)策略的演化軌跡Figure 3 Evolution of strategy in different situations

如圖3,當(dāng)α、β、γ、θ、csi間關(guān)系滿足情境 1～3 時(shí),系統(tǒng)的上鏈率收斂于0,即系統(tǒng)內(nèi)的主體都傾向于采取不上鏈策略,此結(jié)論與EGM的局部穩(wěn)定性分析結(jié)論(0,0)相符。當(dāng)變量間關(guān)系滿足情境4時(shí),理論上系統(tǒng)的ESS有(1,1)和(0,0)兩種可能。就本文算例而言,情境4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果只呈現(xiàn)出(1,1)這一種情況,故系統(tǒng)的上鏈率收斂于1。此結(jié)論與EGM的局部穩(wěn)定性分析結(jié)論相符。綜上,圖3中不同情境下數(shù)值實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與EGM局部穩(wěn)定性分析結(jié)論相吻合(如表5所示)。因此,本文所構(gòu)建的農(nóng)戶和合作社的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)上的演化博弈模型正確可信,且所用算例合理有效。

表5 模型結(jié)論對(duì)比分析Table 5 Com parative analysis ofmodels

由于情境4的ESS存在(0,0)或(1,1)兩種可能,為了有效分析α、β、γ、θ對(duì)系統(tǒng)主體上鏈行為策略的影響規(guī)律,依托情境4運(yùn)用控制變量思想進(jìn)行數(shù)值實(shí)驗(yàn)。同時(shí)為了保證結(jié)果的一般性,對(duì)每組參數(shù)進(jìn)行100次測(cè)試,用系統(tǒng)上鏈率的平均值研究博弈網(wǎng)絡(luò)的演化規(guī)律。

3.3 數(shù)值實(shí)驗(yàn)

3.3.1 價(jià)格敏感系數(shù)α對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化的影響

圖4是在其他參數(shù)不變的情況下,農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求量對(duì)價(jià)格的敏感程度(α)的變化對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化影響的數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖4(b)的橫坐標(biāo)表示影響因素的取值,縱坐標(biāo)表示影響因素在不同取值下各演化周期上鏈率的平均值(下同)。如圖4(a)所示,隨著α的增加,“農(nóng)戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)的上鏈率先收斂于1或近似于1的常數(shù),即α=0時(shí)上鏈率收斂于0.9788、α=0.2、0.6、0.8時(shí)上鏈率收斂于1、α=0.4時(shí)上鏈率收斂于0.9988。而當(dāng)α增加到0.8到1之間的某一臨界值后,網(wǎng)絡(luò)上鏈率開始收斂于0。

圖4 α對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化的影響Figure 4 Influence ofαon network evolution

值得注意的是,當(dāng)α=0、0.4時(shí)上鏈率收斂于0到1之間的某一常數(shù),表明本文所建立的“農(nóng)戶-合作社”上鏈行為網(wǎng)絡(luò)演化博弈模型比傳統(tǒng)的演化博弈模型更能反映系統(tǒng)內(nèi)主體的差異性,所得結(jié)果也更符合實(shí)際(下同)。

由圖4(b)可知,當(dāng)α∈[0,0.8]時(shí),系統(tǒng)上鏈率在[0.9,1]內(nèi)小幅波動(dòng)。當(dāng)α取值較大時(shí),即α∈[0.8,1],系統(tǒng)上鏈率斷崖式下降到常數(shù)0.0154。這一結(jié)果表明:當(dāng)農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)需求對(duì)價(jià)格的敏感程度較小時(shí),采納區(qū)塊鏈技術(shù)導(dǎo)致的農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格增長(zhǎng)不會(huì)使市場(chǎng)需求大幅度降低,農(nóng)戶和合作社都傾向于采取上鏈行為;當(dāng)價(jià)格敏感系數(shù)達(dá)到一定高度時(shí),采納區(qū)塊鏈技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品因價(jià)格的增加使市場(chǎng)需求量嚴(yán)重降低,“農(nóng)戶-合作社”網(wǎng)絡(luò)內(nèi)出現(xiàn)了放棄采取上鏈行為的主體。此時(shí),由于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各主體博弈學(xué)習(xí)機(jī)制產(chǎn)生的羊群效應(yīng),以及產(chǎn)品市場(chǎng)需求大幅降低的雙重壓力,系統(tǒng)上鏈率呈斷崖式下降。因此,隨著價(jià)格敏感系數(shù)的增加,農(nóng)戶和合作社采取上鏈行為的意愿先小幅波動(dòng),當(dāng)價(jià)格敏感系數(shù)較高時(shí)意愿呈斷崖式下降。

3.3.2 需求質(zhì)量彈性β對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化的影響

圖5是在其他參數(shù)不變的情況下,農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求量對(duì)其質(zhì)量變化反應(yīng)的靈敏程度(β)的變化對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化影響的數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如圖5(a),隨著β的增加,系統(tǒng)的上鏈率逐漸從收斂于0向收斂于1轉(zhuǎn)變。當(dāng)β=0、0.2時(shí),上鏈率收斂于0。β的臨界值在0.2到0.4之間,當(dāng)β大于此臨界值時(shí),如β=0.4、1上鏈率收斂于1;β=0.6、0.8上鏈率分別收斂于常數(shù) 0.9428、0.9657。

圖5 β對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化的影響Figure 5 Influence ofβon network evolution

由圖5(b)可知,當(dāng)β∈[0,0.2]時(shí),系統(tǒng)上鏈率在常數(shù)0.1附近小幅波動(dòng),即農(nóng)戶和合作社都傾向于不采取上鏈行為。隨著β的增加,當(dāng)β∈[0.2,0.4]時(shí),系統(tǒng)上鏈率呈指數(shù)式增長(zhǎng)。這是因?yàn)楫?dāng)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求受農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量影響程度很低時(shí),農(nóng)戶和合作社沒必要采納新技術(shù)提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。隨著農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求受農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量影響程度的增加,農(nóng)戶和合作社采取區(qū)塊鏈技術(shù)可通過提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量而大幅度增加市場(chǎng)需求,系統(tǒng)內(nèi)主體受到市場(chǎng)收益增加以及系統(tǒng)內(nèi)羊群效應(yīng)的雙重驅(qū)動(dòng),使系統(tǒng)上鏈率呈指數(shù)式增加。然而,由于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)市場(chǎng)需求的提高存在邊際效用遞減規(guī)律,當(dāng)β增加到某一臨界值時(shí),即β∈[0.4,1]時(shí),系統(tǒng)上鏈率在區(qū)間[0.78,0.95]增長(zhǎng)速率變緩并小幅震蕩。因此,農(nóng)戶和合作社上鏈行為的意愿隨著需求質(zhì)量彈性的增加先小幅波動(dòng),再呈指數(shù)式增加,最后轉(zhuǎn)為緩慢增加。

3.3.3 質(zhì)量成本系數(shù)γ對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化的影響

圖6是在其他參數(shù)不變的情況下,農(nóng)產(chǎn)品成本對(duì)質(zhì)量變化反應(yīng)的靈敏程度(γ)的變化對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化影響的數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 如圖6(a),隨著γ的增加,當(dāng)γ=0、0.2、0.4、0.6、0.8時(shí),系統(tǒng)上鏈率分別收斂于常數(shù) 0.9801、1、0.9885、0.9685、0.9857。當(dāng)γ達(dá)到[0.8,1]間某一臨界值后,網(wǎng)絡(luò)上鏈率收斂于0(如γ=1)。

圖6 γ對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化的影響Figure 6 Influence ofγon network evolution

由圖6(b)可知,當(dāng)γ∈[0,0.8]時(shí),系統(tǒng)上鏈率在(0.88,1)內(nèi)小幅度波動(dòng)。當(dāng)γ∈[0.8,1]時(shí),系統(tǒng)上鏈率呈斷崖式降低,降低至0.0031。這是因?yàn)樵趨^(qū)塊鏈環(huán)境下,當(dāng)提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量所需要付出的成本較低時(shí),農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提升導(dǎo)致的市場(chǎng)收益的增加可以彌補(bǔ)產(chǎn)品質(zhì)量提升所產(chǎn)生的成本,農(nóng)戶和合作社采納區(qū)塊鏈技術(shù)的意愿較高且不易被動(dòng)搖;當(dāng)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提升所需要付出的成本較高時(shí),系統(tǒng)內(nèi)主體采取上鏈策略后的成本大于收益,同時(shí)受到系統(tǒng)內(nèi)羊群效應(yīng)的影響,系統(tǒng)上鏈率呈斷崖式下降。因此,隨著質(zhì)量成本系數(shù)的增加,農(nóng)戶和合作社的上鏈意愿先小幅度波動(dòng),當(dāng)質(zhì)量成本系數(shù)較高時(shí)意愿呈斷崖式下降。

3.3.4 服務(wù)收益系數(shù)θ對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化的影響

圖7是在其他參數(shù)不變的情況下,農(nóng)戶從合作社提供的服務(wù)中獲得效益的程度(θ)的變化對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化影響的數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 如圖7(a),當(dāng)θ=0、0.2、0.4、0.6、0.8、1 時(shí),系統(tǒng)上鏈率分別收斂于常數(shù) 1、0.9942、0.9971、0.9885、0.9971、0.9828。

圖7 θ對(duì)網(wǎng)絡(luò)演化的影響Figure 7 Influence ofθon network evolution

由圖7(b)可知,隨著θ逐漸增加,系統(tǒng)上鏈率在(0.899,0.975)內(nèi)小幅度波動(dòng),即系統(tǒng)上鏈率變化不顯著。這是因?yàn)樵趨^(qū)塊鏈的去中心化,公開透明以及不可篡改等技術(shù)特性下,農(nóng)戶和合作社之間的運(yùn)營(yíng)機(jī)制由人工信任轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器信任,實(shí)現(xiàn)了去信任化。在農(nóng)戶和合作社完全信任的情境下,農(nóng)戶從合作社的服務(wù)中獲取收益的程度對(duì)兩者采納區(qū)塊鏈技術(shù)的意愿影響不大。因此,無論服務(wù)收益系數(shù)如何變化,農(nóng)戶和合作社始終愿意采納區(qū)塊鏈技術(shù),即服務(wù)收益系數(shù)對(duì)農(nóng)戶和合作社的上鏈愿意無顯著影響。

4 結(jié)論與建議

農(nóng)戶和合作社間的信任問題一直制約著我國(guó)農(nóng)民專業(yè)合作社的發(fā)展,而區(qū)塊鏈作為一種去中心化、開放透明、不可更改、匿名安全的新型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式,為解決農(nóng)戶和合作社間的信任問題帶來了曙光。一項(xiàng)新技術(shù)出現(xiàn)最亟待解決的問題之一便是各參與方的采納問題。首先,本文建立了農(nóng)戶和合作社的上鏈行為演化博弈模型。演化博弈理論解釋了博弈主體的決策機(jī)制,但未考慮群體網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的拓?fù)涮卣骱蛡€(gè)體異質(zhì)性。為此,本文為了得到更加精確的結(jié)論,將演化博弈理論與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論相融合,構(gòu)建了農(nóng)戶和合作社兩種群網(wǎng)絡(luò)演化博弈模型。從市場(chǎng)環(huán)境和主體交互角度提出了影響博弈主體上鏈行為的因素,并揭示各因素對(duì)博弈主體策略選擇的影響機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn):1)在實(shí)施區(qū)塊鏈技術(shù)后,農(nóng)戶所分得的市場(chǎng)收入的變化與其從合作社獲得服務(wù)效益的變化之和的正負(fù),以及合作社所分得的市場(chǎng)收入的變化與其服務(wù)社員所付出的成本的變化之差的正負(fù)共同決定了系統(tǒng)的均衡解;2)當(dāng)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求對(duì)價(jià)格的敏感程度α和農(nóng)產(chǎn)品成本對(duì)質(zhì)量提升的靈敏程度γ較高時(shí),博弈主體上鏈意愿呈斷崖式下降;3)博弈主體上鏈意愿隨著農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的敏感程度β的增加先小幅波動(dòng),再呈指數(shù)式增加,最后轉(zhuǎn)為緩慢增加;4)農(nóng)戶從合作社服務(wù)中獲得效益的程度θ對(duì)主體上鏈愿意的影響不顯著。

區(qū)塊鏈在農(nóng)民專業(yè)合作社中的應(yīng)用目前還處于探索階段,為此,基于本文研究結(jié)論提出如下建議。首先,科學(xué)控制區(qū)塊鏈技術(shù)在合作社應(yīng)用過程中的實(shí)施成本,在提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)保證農(nóng)戶以及合作社的市場(chǎng)收益的增加,以保證農(nóng)戶和合作社的積極性。其次,重點(diǎn)發(fā)展區(qū)塊鏈技術(shù)在市場(chǎng)需求對(duì)價(jià)格的敏感程度相對(duì)較低,以及農(nóng)產(chǎn)品成本對(duì)質(zhì)量提升的靈敏程度相對(duì)較低的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用,利用區(qū)塊鏈的技術(shù)優(yōu)勢(shì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域性農(nóng)產(chǎn)品品牌。再次,重點(diǎn)發(fā)展區(qū)塊鏈技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)對(duì)質(zhì)量需求適中的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用,以調(diào)動(dòng)農(nóng)戶和合作社采納區(qū)塊鏈技術(shù)的積極性。最后,有效利用區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)勢(shì),完善合作社內(nèi)部運(yùn)營(yíng)體制機(jī)制,規(guī)范合作社運(yùn)作程序。