綠色農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈協(xié)同創(chuàng)新的微分對策研究

孫健慧,張 楠

綠色農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈協(xié)同創(chuàng)新的微分對策研究

孫健慧,張 楠

天津商業(yè)大學(xué) 會(huì)計(jì)學(xué)院, 天津 300134

推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要舉措。本文通過引入農(nóng)產(chǎn)品綠色度對供應(yīng)鏈?zhǔn)找娴挠绊?，運(yùn)用微分對策模型研究了由農(nóng)業(yè)公司和農(nóng)戶組成的綠色農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈的協(xié)同創(chuàng)新問題。分析了Nash非合作博弈、Stackelberg主從博弈和協(xié)同合作博弈不同狀況下各方的均衡策略。結(jié)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(nóng)戶的綠色創(chuàng)新努力程度、雙方的收益水平，以及供應(yīng)鏈的農(nóng)產(chǎn)品綠色度；協(xié)同合作博弈下，雙方的專業(yè)分工和綠色創(chuàng)新努力程度、供應(yīng)鏈的農(nóng)產(chǎn)品綠色度及整體收益均達(dá)到最高。研究結(jié)論為綠色農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈協(xié)同創(chuàng)新提供了理論指導(dǎo)。

綠色農(nóng)業(yè); 供應(yīng)鏈; 協(xié)同創(chuàng)新

我國已經(jīng)將碳中和納入國家“十四五”整體規(guī)劃，正加快構(gòu)建“1+N”政策體系。實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，綠色技術(shù)是關(guān)鍵支撐，綠色創(chuàng)新是核心動(dòng)力。我國綠色創(chuàng)新起步較晚，雖發(fā)展迅猛，但仍然存在創(chuàng)新成果相對落后、創(chuàng)新過程風(fēng)險(xiǎn)較高、缺乏有效協(xié)調(diào)引導(dǎo)等關(guān)鍵問題，又由于綠色創(chuàng)新的多樣性和不確定性，僅依靠單個(gè)創(chuàng)新主體，已無法滿足現(xiàn)實(shí)需要，供應(yīng)鏈協(xié)同綠色創(chuàng)新成為推動(dòng)綠色技術(shù)快速發(fā)展、保障創(chuàng)新活動(dòng)可行有效、協(xié)調(diào)成員綠色創(chuàng)新投入的關(guān)鍵路徑。而農(nóng)業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是溫室氣體排放的重要來源，且在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程中，農(nóng)藥化肥的廣泛使用、農(nóng)田的過度開墾、各種添加劑的濫用等，使得農(nóng)業(yè)成為一種高碳產(chǎn)業(yè)。而隨著碳中和目標(biāo)的提出、生態(tài)環(huán)境的惡化，以及消費(fèi)者對于綠色農(nóng)產(chǎn)品認(rèn)可度的不斷提升，推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色低碳發(fā)展迫在眉睫。因而，從農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈主體協(xié)同綠色創(chuàng)新的角度進(jìn)行研究，具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

近年來，關(guān)于供應(yīng)鏈協(xié)同創(chuàng)新方面的文獻(xiàn)較為豐富。Shete PC等[1]運(yùn)用層次分析法探討了影響供應(yīng)鏈協(xié)同創(chuàng)新的關(guān)鍵因素；解雪梅和陳佳玲[2]利用元分析方法，探討了供應(yīng)鏈協(xié)同創(chuàng)新與企業(yè)績效間的作用機(jī)理，并進(jìn)一步研究了兩者之間的調(diào)節(jié)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(jīng)被運(yùn)用于供應(yīng)鏈協(xié)同創(chuàng)新的研究中，曹細(xì)玉和吳曉志[3]考慮了由制造商和零售商構(gòu)成的雙渠道供應(yīng)鏈博弈模型，分析了雙方碳減排技術(shù)創(chuàng)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(yīng)鏈上下游企業(yè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的效率與協(xié)調(diào)問題；Aydin A等[5]討論了市場需求對二級供應(yīng)鏈企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的影響，并探討了上下游企業(yè)間的定價(jià)策略；南江霞等[6]通過構(gòu)建非合作—合作兩型博弈模型考察了云服務(wù)供應(yīng)鏈成員間的技術(shù)創(chuàng)新問題，并給出了相應(yīng)的收益分配機(jī)制。學(xué)者們針對綠色技術(shù)創(chuàng)新問題也進(jìn)行了一定的探討，如Costantini V等[7]通過對歐洲工業(yè)的實(shí)證研究，結(jié)果表明供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新有助于提升企業(yè)環(huán)境績效、減輕企業(yè)環(huán)保壓力；關(guān)志民等[8]考察了由風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避型制造商和供應(yīng)商構(gòu)成的二級供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新投入的優(yōu)化協(xié)調(diào)問題；王問藶等[9]基于核密度模型，聚焦成渝地區(qū)，考察了其綠色創(chuàng)新效率的變化趨勢與作用路徑；李林等[10]則從消費(fèi)者綠色偏好和參考價(jià)格效應(yīng)視角出發(fā)，探討了其對企業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)的影響；楊艷軍和劉夢溪[11]研究了我國制造業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新對其融資約束的調(diào)節(jié)作用。

綜上所述，現(xiàn)有關(guān)于供應(yīng)鏈協(xié)同創(chuàng)新的研究成果較為豐富，但大多是基于制造商、供應(yīng)商、零售商這一鏈條，鮮有聚焦到農(nóng)業(yè)層面。而對于綠色技術(shù)創(chuàng)新問題的研究較為零散，且多從宏觀角度出發(fā)，量化分析較少，僅有的一些也多是靜態(tài)博弈分析，未考慮供應(yīng)鏈成員連續(xù)時(shí)間內(nèi)的博弈情況，也未考慮綠色創(chuàng)新是一個(gè)長期動(dòng)態(tài)過程。因而，本文基于動(dòng)態(tài)視角利用微分對策模型研究綠色農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈協(xié)同創(chuàng)新問題，具有一定的學(xué)術(shù)價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

1 問題描述與模型假設(shè)

1.1 問題描述

本文僅研究由農(nóng)業(yè)公司和農(nóng)戶構(gòu)成的綠色農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈，其中，農(nóng)戶主要負(fù)責(zé)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)，并將生產(chǎn)的所有農(nóng)產(chǎn)品提供給農(nóng)業(yè)公司，而農(nóng)業(yè)公司主要負(fù)責(zé)農(nóng)產(chǎn)品的深加工和銷售，在供應(yīng)鏈中占據(jù)絕對的主導(dǎo)地位。一方面，農(nóng)業(yè)公司和農(nóng)戶有各自的專業(yè)分工，通過專業(yè)分工實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈的有序流轉(zhuǎn)；另一方面，農(nóng)業(yè)公司通過低碳農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)與推廣、農(nóng)戶通過低碳農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式引用等措施進(jìn)行綠色創(chuàng)新，以努力減少農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、銷售過程中的碳排放，樹立綠色、低碳、健康、環(huán)保的品牌形象，促進(jìn)最終農(nóng)產(chǎn)品的銷售表現(xiàn)，從而獲得明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。鑒于此，本文將農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈中的碳排放及其對環(huán)境的影響程度定義為“農(nóng)產(chǎn)品綠色度”，農(nóng)業(yè)公司和農(nóng)戶的綠色創(chuàng)新行為會(huì)提高農(nóng)產(chǎn)品綠色度，進(jìn)而提高供應(yīng)鏈整體收益水平。在考慮農(nóng)產(chǎn)品綠色度對供應(yīng)鏈?zhǔn)找嬗绊懙幕A(chǔ)上，本文研究由單一農(nóng)業(yè)公司和單一農(nóng)戶構(gòu)成的綠色農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈的協(xié)同創(chuàng)新問題。

1.2 模型假設(shè)

考慮連續(xù)時(shí)間?[0,+∞)內(nèi)，農(nóng)業(yè)公司（）和農(nóng)戶（）分別在專業(yè)分工（）和綠色創(chuàng)新（）上付出的努力成本與各自的努力程度呈正相關(guān)關(guān)系，鑒于努力成本的凸性特征，假設(shè)時(shí)刻農(nóng)戶和農(nóng)業(yè)公司的專業(yè)分工成本函數(shù)和綠色創(chuàng)新成本函數(shù)為：

假設(shè)綠色農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈的總收益按比例在各主體間進(jìn)行分配，其中農(nóng)業(yè)公司獲得?(0,1)比例，則農(nóng)戶獲得1-?(0,1)比例，且均以自身收益最大化作為目標(biāo)。同時(shí)，假設(shè)折現(xiàn)率均相同，涉及的所有參數(shù)均與時(shí)間無關(guān)（為簡化書寫，下文均省略）。

2 模型構(gòu)建與求解

2.1 Nash非合作博弈

進(jìn)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(nóng)戶的最優(yōu)控制問題；理性的制造商為實(shí)現(xiàn)自己的收益目標(biāo)函數(shù)，會(huì)預(yù)測農(nóng)戶的策略，并據(jù)此來決策，因而繼續(xù)求解農(nóng)業(yè)公司的最優(yōu)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(xié)同合作博弈

3 比較分析

3.1 均衡策略比較分析

當(dāng)Nash非合作過渡到Stacklberg主從博弈時(shí)，雙方的專業(yè)分工努力程度和農(nóng)業(yè)公司的綠色創(chuàng)新努力程度保持不變，而農(nóng)戶因?yàn)楂@得了農(nóng)業(yè)公司的綠色創(chuàng)新補(bǔ)貼，其在綠色創(chuàng)新上付出的努力更多，且提高程度與農(nóng)業(yè)公司的補(bǔ)貼力度密切相關(guān)。當(dāng)進(jìn)行協(xié)同合作博弈時(shí)，無論是在專業(yè)分工方面、還是綠色創(chuàng)新方面，雙方的努力程度均達(dá)到最高。

3.2 農(nóng)產(chǎn)品綠色度比較分析

3.3 最優(yōu)收益比較分析

當(dāng)Nash非合作過渡到Stacklberg主從博弈時(shí)，農(nóng)業(yè)公司、農(nóng)戶和供應(yīng)鏈的收益均有所增加，是帕累托有效的；當(dāng)進(jìn)行協(xié)同合作博弈時(shí)，對于供應(yīng)鏈整體收益而言，是優(yōu)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(xié)同合作博弈就是帕累托最優(yōu)的。

4 結(jié)論

推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型對于保障國家食品安全、實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)有非常重要的意義。因而，本文引入農(nóng)產(chǎn)品綠色度對供應(yīng)鏈?zhǔn)找嫠降挠绊懀芯苛擞赊r(nóng)業(yè)公司和農(nóng)戶構(gòu)成的綠色農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈中的協(xié)同創(chuàng)新問題。結(jié)果表明：農(nóng)業(yè)公司的綠色創(chuàng)新成本補(bǔ)貼可作為調(diào)節(jié)機(jī)制，激勵(lì)農(nóng)戶為綠色創(chuàng)新付出更多的努力，從而進(jìn)一步提高雙方的收益水平，是帕累托有效的；在協(xié)同合作博弈下，雙方無論是專業(yè)分工努力程度還是綠色技術(shù)創(chuàng)新努力程度均遠(yuǎn)高于其他兩種情形，且從農(nóng)產(chǎn)品綠色度和供應(yīng)鏈整體收益的角度出發(fā)，協(xié)同合作最優(yōu)、Stackelberg主從次之、Nash非合作最差，說明只要協(xié)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(dá)到整條綠色農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈管理的帕累托最優(yōu)。目前，碳中和正成為一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的全球大趨勢，農(nóng)業(yè)公司作為綠色農(nóng)業(yè)供應(yīng)鏈中的核心企業(yè)，更應(yīng)該順應(yīng)形勢，通過主動(dòng)分擔(dān)農(nóng)戶的綠色創(chuàng)新成本，達(dá)到引導(dǎo)的作用，使農(nóng)產(chǎn)品更加綠色，各自還能夠獲得更多的收益。而當(dāng)雙方結(jié)成堅(jiān)固的戰(zhàn)略聯(lián)盟，將綠色創(chuàng)新內(nèi)化于心、外化于行，不僅能夠明顯提升農(nóng)產(chǎn)品的綠色度，還能促進(jìn)供應(yīng)鏈整體收益的顯著增加，實(shí)現(xiàn)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(xué)梅,陳佳玲.供應(yīng)鏈多維協(xié)同創(chuàng)新與企業(yè)績效：一項(xiàng)元分析的檢驗(yàn)[J].管理工程學(xué)報(bào),2022,36(2):20-36

[3] 曹細(xì)玉,吳曉志.碳稅政策下的雙渠道供應(yīng)鏈碳減排技術(shù)創(chuàng)新協(xié)作策略[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué) 版),2020,54(5):898-909

[4] 周莉莉,徐琪.基于時(shí)尚度視角的服裝原始設(shè)計(jì)制造供應(yīng)鏈創(chuàng)新設(shè)計(jì)與定價(jià)決策[J].東華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué) 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(wù)供應(yīng)鏈多人合作與技術(shù)創(chuàng)新決策的兩型博弈模型[J].系統(tǒng)工程理論與實(shí)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(guān)志民,曲優(yōu),趙瑩.考慮決策者失望規(guī)避的供應(yīng)鏈協(xié)同綠色創(chuàng)新動(dòng)態(tài)優(yōu)化與協(xié)調(diào)研究[J].運(yùn)籌與管理,2020, 29(5):96-107

[9] 王問藶,時(shí)培豪,黃慶華.成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈綠色創(chuàng)新效率、演變趨勢與影響因素研究[J].西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué) 版),2022,44(3):172-182

[10] 李林,雷雅琳,何建洪.消費(fèi)者綠色偏好、參考價(jià)格效應(yīng)與供應(yīng)鏈綠色創(chuàng)新[J].工業(yè)工程,2021,24(4):20-26

[11] 楊艷軍,劉夢溪.綠色技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)集聚與企業(yè)融資約束——基于中國制造業(yè)上市公司的實(shí)證分析[J].湖南師范 大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào),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(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃資助項(xiàng)目(TJGLQN17-012)

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

10.3969/j.issn.1000-2324.2022.06.020