碳交易下考慮保鮮投入的生鮮品供應商渠道選擇研究

張 蓓 魯 芳 王 芹

中南林業(yè)科技大學物流與交通學院 湖南 長沙 410004

1 研究背景

隨著市場競爭的加劇，許多生鮮品供應商開通網(wǎng)絡渠道與消費者直接接觸，還有部分生鮮品供應商在實體渠道基礎上開通網(wǎng)絡渠道實行雙渠道策略。實體渠道與網(wǎng)絡渠道不僅存在顧客基礎差異，而且還存在流通環(huán)節(jié)的差異，流通環(huán)節(jié)的差異會導致保鮮投入水平有所不同。與僅采用單一渠道的生鮮品供應商相比，采用雙渠道的生鮮品供應商往往占有更高的市場份額[1]，但需承擔的保鮮投入成本也會相應增加。而生鮮品的保鮮投入主要是通過如真空預冷、氣調保鮮、冷鏈運輸?shù)确绞较南鄳茉?，以嚴格控制其溫度與濕度，因此也是主要的碳排放源[2]。為控制碳排放，我國于2021年2月實施《碳排放權交易管理辦法》，促使企業(yè)的經(jīng)營環(huán)境與經(jīng)濟、生態(tài)深度融合。在碳交易影響下，保鮮投入不同導致的碳排放差異為生鮮品供應商的渠道選擇帶來不確定性。因此考慮碳交易價格與保鮮投入水平等因素，研究生鮮品供應商渠道選擇問題具有重要的現(xiàn)實意義。

考慮碳交易，部分學者分析了碳交易下銷售渠道選擇問題。楊磊等[3]的研究表明，碳交易政策能激勵制造商積極減排，且制造商雙渠道的開通能令其利潤增加。Xu X. P. 等[4]認為區(qū)域碳限額由高值向低值變化，會導致制造商利潤先減少后增加，因此要合理推進碳限額工作，且政府可引導制造商選擇平臺自營與商家入駐兩大渠道并存，以有效控制碳排放。Yang L. 等[5]通過引入制造商減排努力水平，發(fā)現(xiàn)雙渠道的開通對制造商和整個供應鏈都是最優(yōu)的，能對環(huán)境與消費者做出最大貢獻，并發(fā)現(xiàn)碳交易機制可以有效緩解渠道沖突，因此實體零售商應理性對待網(wǎng)絡渠道的開通。還有部分學者研究了碳交易下的回收渠道選擇問題[6-7]。上述文獻多是研究碳交易政策對制造商或零售商渠道選擇的影響，而針對生鮮品保鮮投入所帶來的碳排放問題研究的較少，僅部分文獻考慮了第三方物流服務商承擔碳排放時的生鮮冷鏈決策問題[2,8]。實際上，在實體渠道與網(wǎng)絡渠道上，銷售生鮮品會產(chǎn)生不同的碳排放，進而導致具有低碳排放水平的銷售渠道對供應商更具有吸引力，進而影響其渠道選擇策略。因此，本文考慮生鮮品供應商進行保鮮投入并擁有碳限額時的渠道選擇問題。

考慮保鮮投入，部分學者分析了保鮮投入對渠道選擇的影響。Yang L. 等[9]發(fā)現(xiàn)當供應商承擔保鮮投入成本時，其最佳渠道選擇依次是雙渠道、零售渠道及O2O渠道。Yan B. 等[10]比較分析了保鮮投入與網(wǎng)絡渠道運營成本對供應商渠道選擇的影響，并發(fā)現(xiàn)雙渠道的開通對供應鏈雙方并不總是有利的，因此設計了相應協(xié)調契約。Liu Y. H. 等[11]比較分析了保鮮投入與區(qū)塊鏈技術。還有部分學者分析了消費者生鮮品新鮮度偏好對保鮮投入的影響[12-14]。另有文獻分析了保鮮投入成本對保鮮投入的影響[15]。然而，上述文獻均未考慮因保鮮投入帶來的碳排放及渠道選擇問題?，F(xiàn)實中，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，生鮮品供應商有多種渠道可選擇。對生鮮品供應商而言，考慮渠道碳排放并分析選擇何種渠道能減少碳排放，是迫切需要解決的問題。

基于此，本文考慮生鮮品供應商保鮮投入，構建單一渠道與雙渠道下的理論模型，并分析生鮮品供應商在碳交易最大化與利潤最大化目標下的最優(yōu)渠道選擇，以期能為生鮮品供應商在綠色發(fā)展環(huán)境下的渠道選擇決策提供參考。

2 問題描述與參數(shù)說明

考慮生鮮品供應商保鮮投入對消費者效用及碳排放的影響，分析在供應商（上標s表示）、實體零售商（上標r表示）及消費者組成的生鮮品供應鏈中，生鮮品供應商渠道選擇問題，即單一實體渠道（下標r表示）、單一網(wǎng)絡渠道（下標e表示）、實體渠道與網(wǎng)絡渠道并存的雙渠道（下標d 表示）。生鮮品供應商渠道具體結構如圖1所示，圖中雙渠道中實體渠道與網(wǎng)絡渠道分別用下標dr與de表示。

圖1 生鮮品供應商渠道結構圖Fig. 1 Channel structure of fresh food suppliers

圖1中，生鮮品供應商作為供應鏈主導者，決定各渠道的生鮮品保鮮投入水平φ，且政府會給予一定的免費碳排放限額c。若生鮮品供應商因保鮮投入產(chǎn)生的碳排放低于政府分配的碳限額，則剩余的碳限額以碳交易價格pc在碳交易市場出售；反之則需購買碳限額。生鮮品供應商以批發(fā)價w將產(chǎn)品批發(fā)給實體零售商，然后由實體零售商以價格pr將生鮮品出售給消費者。此外，生鮮品供應商也可以選擇在網(wǎng)絡渠道將生鮮品以價格pe直接銷售給消費者。

考慮到生鮮品新鮮度受保鮮投入水平影響，保鮮投入越高，生鮮品新鮮度衰減越慢。結合文獻[16-17]的研究結果：生鮮品新鮮度與保鮮投入水平呈正相關關系，因此本文延續(xù)這一假定并考慮生鮮品新鮮度函數(shù)為δ0φ，其中δ0為生鮮品初始新鮮度。為不失一般性且不影響本文的計算結果，假設δ0=1。

利用目前已廣泛使用的二次成本函數(shù)[15]描述保鮮投入成本，即保鮮投入成本為，其中k為保鮮投入成本系數(shù)（k＞0）。

生鮮品產(chǎn)生的碳排放與保鮮投入成本呈線性正相關[2]，故因保鮮投入產(chǎn)生的碳排放為，其中f為碳排放系數(shù)。

參考王磊等[18]的消費者效用函數(shù)模型，本研究采用加法形式刻畫同時受生鮮品價格及新鮮度影響的消費者效用，如式（1）～（2）所示。

式中：v為消費者對生鮮品的價值估值，服從[0, 1]上的均勻分布[19-20]；

m、θ分別為消費者的生鮮品新鮮度偏好及網(wǎng)絡渠道偏好（0＜m＜1，0＜θ＜1）。

根據(jù)個人理性原則[21]，即只有當在某渠道購買生鮮品給消費者帶來的效用大于零時，消費者才會選擇在該渠道購買生鮮品。故當Ur＞0時，消費者選擇在實體渠道購買生鮮品，此時v＞pr-mφr=vr，Dr=1-pr+mφr，如圖2a所示；當Ue＞0時，網(wǎng)絡渠道存在需求，此時，，如圖2b所示。

圖2 單一渠道的市場需求Fig. 2 Market demand of single channel

根據(jù)激勵相容原則[21]，即只有當在某渠道購買生鮮品給消費者帶來的效用大于其他渠道時，消費者才會選擇在該渠道購買生鮮品。故令Ue=Ur得，此時消費者認為在網(wǎng)絡渠道與實體渠道購買生鮮品無差異。當Ue＞Ur＞0時，網(wǎng)絡渠道存在需求；當Ur＞Ue＞0時，實體渠道存在需求。此時，，如圖3所示。

圖3 雙渠道的市場需求Fig. 3 Market demand of dual channel

3 生鮮品供應商渠道選擇模型構建與求解

3.1 供應商主導的單一實體渠道

在單一實體渠道中，生鮮品供應商以批發(fā)價格wr將產(chǎn)品批發(fā)給實體零售商，并確定保鮮投入水平φr；實體零售商再據(jù)此確定零售價格pr。其中零售價格為批發(fā)價格與單位產(chǎn)品的邊際利潤之和，即pr=wr+nr。故生鮮品供應商利潤由生鮮品批發(fā)收入、保鮮投入成本、碳交易收益（成本）構成，實體零售商利潤由銷售收入構成，如式（3）～（4）所示。

根據(jù)決策順序，采用逆向歸納法計算生鮮品供應商與實體零售商的最優(yōu)決策，求導得關于wr、φr的Hessian矩陣為

其順序主子式：

當Δr＞0時，Hessian矩陣Hr負定，此時存在最優(yōu)解，由此可得定理1，證明從略。

定理1單一實體渠道下，最優(yōu)批發(fā)價格、零售價格、保鮮投入水平、生鮮品供應商與實體零售商最優(yōu)利潤分別為：

3.2 供應商主導的單一網(wǎng)絡渠道

在單一網(wǎng)絡渠道中，生鮮品供應商直接面向消費者，以直銷價格pe將生鮮品銷售給消費者，并確定保鮮投入水平φe。此時生鮮品供應商的利潤函數(shù)由直銷收入、保鮮投入成本及碳交易收入（成本）構成，如式（6）所示。

根據(jù)決策順序，采用逆向歸納法計算生鮮品供應商與實體零售商的最優(yōu)決策，求導得關于pe、φe的Hessian矩陣為

其順序主子式：

當Δe＞0時，Hessian矩陣He負定，此時存在最優(yōu)解，由此可得定理2，證明從略。

定理2單一網(wǎng)絡渠道下，最優(yōu)直銷價格、保鮮投入水平及生鮮品供應商最優(yōu)利潤分別為：

3.3 供應商主導的網(wǎng)絡渠道與實體渠道并存的雙渠道

在雙渠道中，消費者在實體渠道和網(wǎng)絡渠道均可購買產(chǎn)品。此時，生鮮品供應商利潤由實體渠道批發(fā)收入、網(wǎng)絡渠道直銷收入、保鮮投入成本及碳交易收益（成本）構成；實體零售商利潤由銷售收入構成，如式（8）～（9）所示。

根據(jù)決策順序，采用逆向歸納法計算生鮮品供應商與實體零售商的最優(yōu)決策，求導得關于wdr、pde、φdr、φde的 Hessian 矩陣為

其順序主子式：

當 Δd3＜0、Δd4＞0 時，Hessian 矩 陣Hd負 定， 此時存在最優(yōu)解，由此可得定理3，證明從略。

定理3雙渠道下最優(yōu)批發(fā)價格、直銷價格、保鮮投入水平、零售價格、生鮮品供應商與實體零售商最優(yōu)利潤分別為：

為保證最優(yōu)解有意義，即最優(yōu)批發(fā)價格、銷售價格與保鮮投入水平均大于零，從而可得

4 生鮮品供應商渠道決策分析

4.1 生鮮品供應商最優(yōu)決策的影響因素

4.1.1 消費者生鮮品新鮮度偏好對生鮮品供應商最優(yōu)決策的影響

命題1證明略。

命題1表明，在單一實體渠道與單一網(wǎng)絡渠道下，消費者生鮮品新鮮度偏好與生鮮品供應商最優(yōu)批發(fā)價格、直銷價格、保鮮投入水平呈正相關。這是因為消費者對于較高新鮮度的生鮮品總是表現(xiàn)出較高的支付意愿，因此生鮮品供應商會通過增加保鮮投入來迎合市場偏好，增強競爭力。為平衡保鮮成本，生鮮品供應商也會采取提價策略以增加收益。

命題2證明略。

命題2表明，在雙渠道下，生鮮品供應商的最優(yōu)定價及保鮮投入同時受消費者生鮮品新鮮度偏好、網(wǎng)絡渠道偏好及保鮮投入成本系數(shù)的影響。當保鮮投入成本系數(shù)較小時（k≤k2），生鮮品供應商會降低實體渠道的批發(fā)價格與保鮮投入，增加網(wǎng)絡渠道的保鮮投入，為網(wǎng)絡渠道的良好發(fā)展奠定基礎；而直銷價格則會隨消費者對網(wǎng)絡渠道偏好的提高而降低，以擴大網(wǎng)絡渠道的市場份額。當保鮮投入成本系數(shù)較大時（k＞k2），雖然進行保鮮投入不經(jīng)濟，但消費者生鮮品新鮮度偏好越大意味著新鮮度降低對需求流失的影響越大，那么提高新鮮度對需求增長的效果比較顯著。此時生鮮品供應商和實體零售商會通過提高相應的批發(fā)價格與零售價格以獲取更多利潤，即消費者承擔了部分保鮮投入成本。

4.1.2 碳交易價格對生鮮品供應商最優(yōu)決策的影響

命題3證明略。

命題3表明，當碳交易價格不斷提高時，生鮮品供應商將承擔更多的碳排放風險，因此生鮮品供應商會選擇適當降低保鮮投入以保證碳排放量在政府碳限額內。而保鮮投入的降低會影響生鮮品新鮮度，進而導致消費者效用的降低，故為穩(wěn)定市場需求，生鮮品供應商與實體零售商會選擇降價策略，以彌補生鮮品新鮮度的缺失給消費者帶來的損失。雖然此舉有利于減少碳排放量，但會降低生鮮品新鮮度，因此過高的碳交易價格會對生鮮業(yè)造成較大打擊，不利于經(jīng)濟發(fā)展。

命題4證明略。

命題4表明，在雙渠道下，當保鮮投入成本系數(shù)較小時（k0＜k≤k2），隨碳交易價格的提高，生鮮品供應商仍會增加保鮮投入，提高批發(fā)價格降低直銷價格，此時生鮮品供應商將部分碳排放成本轉移給實體零售商。當保鮮投入成本系數(shù)在一定閾值時（k2＜k≤k4），隨碳交易價格的提高，生鮮品供應商會增加網(wǎng)絡渠道的保鮮投入，降低實體渠道的保鮮投入與批發(fā)價格。當保鮮投入成本系數(shù)較大時（k＞k4），增加保鮮投入帶來的利潤增量無法彌補其產(chǎn)生的保鮮投入成本與碳排放成本，因此生鮮品供應商會減少保鮮投入并采取降價措施以維持利潤。故碳交易價格及保鮮投入成本系數(shù)均不宜過高。

4.2 不同目標下生鮮品供應商渠道選擇

4.2.1 以碳收益最大化為目標的渠道選擇

因保鮮投入所產(chǎn)生的碳排放越少，生鮮品供應商的碳收益就越大，而生鮮品碳排放與保鮮投入成本呈線性正相關，故可根據(jù)保鮮投入分析生鮮品供應商的碳收益變化，由此得命題5。

命題5以碳收益最大化為目標，生鮮品供應商應選擇單一實體渠道，此時既能滿足基本的市場需求，生鮮品供應商與實體零售商也能獲得相應利潤，實現(xiàn)雙贏。當保鮮投入成本較高時，僅開通單一網(wǎng)絡渠道會產(chǎn)生較多的碳排放，對環(huán)境造成較大影響。即當時，當時，， 其 中

命題5證明略。

命題5表明，在僅考慮生鮮品供應商保鮮投入所產(chǎn)生碳排放的情況下，單一實體渠道是比較低碳環(huán)保的，這一結論與Yang L. 等[5]的研究結果相似。一方面，實體渠道是我國主要的生鮮品銷售渠道，消費者對其認可度較高。另一方面，在實體渠道，為實現(xiàn)利潤最大化，實體零售商同樣會采取一定的保鮮措施來保持產(chǎn)品新鮮度。因此即使生鮮品供應商采取較為保守的保鮮投入，也能滿足消費者基本的產(chǎn)品需求。網(wǎng)絡渠道是新型的銷售渠道，其特點是長距離、少批量、多批次，運輸過程存在較大的不確定性，因此要保證生鮮品新鮮度就必須加大保鮮投入，如采用特殊的保鮮包裝、冷鏈運輸?shù)?，從而導致碳排放量較大。此外隨保鮮投入成本系數(shù)的提高，雙渠道的保鮮投入使得生鮮品供應商承擔較高的成本，在一定程度上會打擊其保鮮投入的積極性。

4.2.2 以利潤最大化為目標的渠道選擇

命題6以利潤最大化為目標，生鮮品供應商的最優(yōu)選擇總是雙渠道，即

命題6證明略。

命題6表明，與僅開通單一渠道的生鮮品供應商所獲利潤相比，選擇雙渠道策略總能使生鮮品供應商獲得更多利潤，主要原因在于生鮮品供應商開拓了線下線上兩大市場。而消費者網(wǎng)絡渠道偏好及保鮮投入成本系數(shù)的大小是影響生鮮品供應商單一渠道選擇的主要因素。結合命題5可知，生鮮品供應商在單一網(wǎng)絡渠道上的保鮮投入總是大于單一實體渠道，故當消費者網(wǎng)絡渠道偏好較高時，網(wǎng)絡渠道的市場需求量增大為供應商帶來了較高的利潤。而當消費者網(wǎng)絡渠道偏好較低、保鮮投入成本系數(shù)較高時，因生鮮品新鮮度提高所帶來的收益有限，故其利潤會低于單一實體渠道，此時生鮮品供應商應選擇單一實體渠道。

5 算例分析

本節(jié)通過算例進一步驗證決策模型和結論的有效性。設f=0.25、c=1、pc=2、m=0.5，θ取0.3（或0.7）表示消費者網(wǎng)絡渠道偏好較低（或較高）。使用Matlab軟件進行數(shù)值仿真，以驗證有關參數(shù)變化對生鮮品供應商與零售商最優(yōu)利潤的影響，結果如圖4～7所示。

圖4 θ不同時m和k對零售商利潤的影響Fig. 4 The impact of m and k on retailers’profits when θ is different

圖5 θ不同時pc和k對零售商利潤的影響Fig. 5 The impact of pc and k on retailers’profits when θ is different

圖6 θ不同時m和k對供應商利潤的影響Fig. 6 The impact of m and k on supplier profits when θ is different

圖7 θ不同時pc和k對供應商利潤的影響Fig. 7 The impact of pc and k on supplier profits when θ is different

現(xiàn)實中，部分實體零售商認為供應商雙渠道的開通會降低其收益，但由圖4可知，通常情況下雙渠道的開通會令實體零售商獲得更多利潤。雖然隨著消費者網(wǎng)絡渠道偏好的提高，雙渠道的開通會令實體零售商的利潤有所下降，但總高于生鮮品供應商僅開通單一實體渠道時的利潤。僅當保鮮投入成本系數(shù)極低而消費者生鮮品新鮮敏感度極高時，雙渠道的開通會使得實體零售商蒙受損失。

由圖5可知，當碳交易價格與保鮮投入成本系數(shù)共同對實體零售商利潤產(chǎn)生影響時，雙渠道并不總是生鮮品實體零售商的最佳選擇。與圖4相比，碳交易價格對實體零售商利潤影響較小，這是因為零售商更貼近消費者，受其影響較大且本文考慮的是生鮮品供應商在碳交易市場下的渠道選擇問題。

由圖6可知，在消費者生鮮品新鮮度偏好與保鮮投入成本系數(shù)的聯(lián)合作用下，隨著消費者網(wǎng)絡渠道偏好的增加，生鮮品供應商的最佳渠道選擇策略由雙渠道、單一實體渠道、單一網(wǎng)絡渠道逐漸轉變?yōu)殡p渠道、單一網(wǎng)絡渠道、單一實體渠道，且生鮮品供應商開通雙渠道后的優(yōu)勢得以明顯體現(xiàn)。

由圖7可知，生鮮品供應商在雙渠道中獲得的利潤總是較高，且生鮮品供應商在3種渠道模型中的利潤均隨碳交易價格的增加而增加。這種現(xiàn)象表明，隨著碳交易價格的不斷升高，生鮮品供應商銷售收入和碳交易收入增加的幅度大于其碳排放成本增加的幅度，因此要對碳交易價格進行適當控制。

6 結論與啟示

6.1 主要結論

本文在生鮮品供應商負責保鮮投入并擁有碳限額的基礎上，考慮生鮮品供應商可以選擇單一實體渠道、單一網(wǎng)絡渠道及雙渠道進行生鮮品銷售，探究了消費者生鮮品新鮮度偏好、保鮮投入成本及碳交易價格對供應商最優(yōu)決策的影響，討論了生鮮品供應商的最優(yōu)渠道選擇，可得如下主要結論：

1）單渠道策略下，消費者生鮮品新鮮度偏好的增加，會促進價格及保鮮投入的增加；而碳交易價格的增加則會造成兩者的減少。

2）雙渠道策略下，生鮮品供應商的最優(yōu)決策受消費者生鮮品新鮮度偏好、碳交易價格及保鮮投入成本的共同影響。特別是隨碳交易價格的提高，當保鮮投入成本系數(shù)較低時，生鮮品供應商會增加保鮮投入而適當提高批發(fā)價格，將部分碳排放成本轉移給實體零售商；當保鮮投入成本系數(shù)較高時，生鮮品供應商會采取降價措施，以彌補保鮮投入的減少帶來的需求損失。

3）對生鮮品供應商而言，若追求碳收益最大化，則應選擇單一實體渠道；若追求利潤最大化，則應選擇開通雙渠道，且雙渠道的開通既有利于消費者獲得更多的產(chǎn)品，也有利于增加實體零售商的利潤，還能有效控制碳排放，實現(xiàn)多方共贏。

6.2 主要啟示

通過對上述問題的研究，可得到以下啟示：

1）在單一渠道策略下，生鮮品供應商在實際經(jīng)營過程中，應考慮消費者對生鮮品新鮮度的訴求，適當提高保鮮投入水平。此外，還要注意碳排放量的控制，以獲得更高的利潤及綠色低碳的聲譽。

2）在雙渠道策略下，碳交易價格及保鮮投入成本系數(shù)均應保持在合適的范圍內，以激勵生鮮品供應商在增加保鮮投入的同時，積極選擇具有較低碳排放水平的渠道進行生鮮品銷售。

3）盲目追求碳收益最大化會影響消費者效用，因此生鮮品供應商在進行渠道選擇時應考慮多個因素，且實體渠道與網(wǎng)絡渠道并存會實現(xiàn)“1+1＞2”的效果。這也要求生鮮品供應商要更系統(tǒng)地看待和解決問題。

本文僅考慮了生鮮品供應商因保鮮投入所承擔的碳排放成本，未來可考慮生鮮品供應商進行碳減排投資及其與實體零售商共同承擔碳排放成本的情況。此外，本文在確定性需求下進行分析，未來可分析不確定性需求對生鮮品供應商渠道選擇的影響。