基于演化博弈理论的“农超对接”模式研究

基金项目：国家自然科学基金项目“基于消费者自我和群体学习行为的销售商定价策略研究”（71101062）；中国博士后基金项目“基于产业网络视角的复杂供应链竞合博弈模型研究”（2013M530992）；吉林省世界银行贷款项目农产品质量安全项目“吉林省农产品冷链物流安全追踪信息化平台研究”（2011-Z53）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目“供应可靠性不确定下制造商最优合约模型设计与研究”（201103153）

作者简介：张国权（1980-），男，山东忻州人，工学博士，讲师，主要从事物流与供应链管理、行为运作管理等方面的研究。Email：gqzhang@jlueducn

摘要：本文运用演化博弈理论，建立了超市与合作社基于“农超对接”策略选择的演化博弈模型，分析了促进“农超对接”模式良性发展的影响因素。结果表明，对接双方均选择积极策略的概率与对接收益及双方信任水平正相关，与对接成本及对接风险系数负相关。在此基础上，本文提出了激励双方积极实施对接策略的相关建议。

关键词：农超对接；演化博弈；合作社

中图分类号：F3237 文献标识码：A

文章编号：1000176X（2013）08011306

一、引言

生鲜农产品具有鲜活易腐性和供应主体分散性等特点，加之消费者对农产品的品质和安全性需求日益提高，这为“农超对接”物流模式在中国的兴起与壮大提供了良好的契机。“农超对接”是指农户或农民专业合作社直接与大型连锁超市对接，通过合作协议的形式将农产品由产地直供超市而形成的流通模式。近年来，在国家有关政策的引导下，“农超对接”模式在国内多个城市开展，并呈加速扩张的趋势。在这一物流模式中，超市利用自身在渠道、信息和管理等方面的优势参与到农产品的生产流通环节中，合作社则联合分散的农户来提高其市场交易能力，并对农产品生产加工实施监管，超市与合作社由竞争走向合作，这样就将农户的小生产与消费者的大市场有效地连接起来。姜增伟[1]、熊会兵和肖文韬[2]的研究认为，发展“农超对接”模式有利于整合超市与合作社资源、缩短流通环节和物流时间、降低物流成本与交易成本、减少鲜活农产品损耗、保证农产品质量和安全，从而实现农产品供销主体的共赢。

相对于传统的农产品流通模式，“农超对接”模式显然具有诸多优越性，但中国现实却并没有发生由“农超对接”模式取代传统流通模式的根本转变。根据发达国家经验，70%—80%的生鲜农产品是通过超市流通，而中国仅占15%，这其中有“农超对接”模式发展历程较短的因素，同时也暴露出对接模式在实现运行中存在的问题。作为对接主体之一的超市在组织水平、市场信息和谈判能力等方面处于强势地位，某些超市并未看到“农超对接”渠道建设的长远利益，而仅仅依据眼前利益对合作社进行要挟，比如开出严苛条件让合作社望而生畏、将合作社作为传统供应商对待、对合作社产品进行压价和拖欠货款等[3]，这些都可能导致对接模式的扭曲变形。作为另一对接主体的合作社，对于超市的标准化经营往往表现出规模小、起点低的特征，难以满足超市对农产品实效性、批量化要求；在“农超对接”模式中，合作社仍处于被动的弱势地位，只能作为用脚投票选择进入和退出供应链。以上这些现象说明“农超对接”的模式发展仍面临着诸多障碍，它并未形成有效的价值增值和利益分配机制。因此，如何协调对接双方的成本与收益，怎样处理双方的对接风险与信任度，从而构建有效的“农超对接”物流模式，这些都是本文需要思考与解决的问题。

二、相关文献回顾

对于“农超对接”物流模式的研究文献，Hu等[4]、Neven和Reardon[5]等对发展中国家的研究认为，超市正取代传统农贸市场成为农产品零售的主要渠道。Blandon等[6]和Reardon等[7]认为小农户受规模、资金、技术等限制，将农产品直供超市存在诸多困难。毕玉平和陆迁[8]主要考察生鲜农产品物流模式演化的动因和关键要素，它们分别是供给推动、需求拉动和外部环境诱导。熊会兵和肖文韬[2]对“农超对接”的实施条件和模式进行分析，概括出“一体化对接”、“市场化对接”和“联盟化对接”等模式，并认为有效实施“农超对接”要发挥超市、合作社和政府三方面作用。李莹等[9]认为合作社的参与程度直接影响“农超对接”的实施效果，他们的研究表明合作社的运营时间、注册资本、物流配送能力以及产品品质等因素都显著地作用于对接模式的发展。武学凤和张雅燕[10]运用计量模型对菜农参与“农超对接”意愿的影响因素进行分析，结果显示户主教育程度、生产规模和政策支持力度等变量对农户参与意愿起到显著性的正向作用，而风险态度与市场销量的作用方向为负。施晟等[11]更是建立计量模型估算了“农超对接”模式中农产品供应链的合作绩效与剩余分配情况，结果得出在“农超对接”进程中，信息获取能力和风险控制能力决定了农产品供应链中不同行为主体对合作剩余的分配。

对于用博弈论分析“农超对接”模式的有关文献，古川等[12]对农超对接模式中的质量控制问题进行了研究，他们应用“委托—”理论对合作社与超市在农产品质量控制的行为进行了博弈分析，并得出了相关结论。张瑜等[13]首先运用Shapley值法研究“农超对接”联盟博弈的利益分配机制，从理论上解释了超市为什么愿意选择与合作社进行合作，原因在于交易费用的降低与对接收益的提高。刘磊等利用非合作博弈中的Buyer-Stackelberg模型、Seller-Stackelberg模型与合作博弈模型进行对比研究，考察了“农超对接”模式下超市和合作社在竞争、合作时农产品质量安全水平、零售价格和市场需求量的差异，得出合作博弈模式能够提高农产品质量安全水平、降低农产品零售价格、扩大农产品市场需求量这三个研究结论。总体来说，这些文献从不同的视角对“农超对接”模式进行了广泛的研究，但还没有类似的研究采用演化博弈论来分析参与方在对接模式中存在的问题。

农超对接模式是由农户、合作社和超市构成的一条三级供应链。根据刘磊等[3]的研究发现，在供应链中农户的决策空间较小，面对超市这一交易主体，农户的决策目标与合作社近似。因此，本文将合作社与农户看成一个决策主体，与超市形成一条二级供应链，通过对超市与合作社对接行为的演化博弈分析，试图寻找出“农超对接”模式良性发展的演化路径。

三、“农超对接”模式的演化博弈分析

演化博弈理论（Evolutionary Game Theory）是将博弈理论和动态演化过程结合起来分析的一种理论。与古典博弈论相比，演化博弈论是以参与人有限理性为基础，根据生物进化论中“物竞天择、适者生存”的原则来研究“种群”行为的结构变迁，以此为调节群体行为提供理论证据。演化博弈的基本思路是：在具有一定规模的博弈群体中，博弈参与方进行反复的博弈活动；由于有限理性的假设，参与方无法在每次博弈中找到最优均衡点，它的最佳策略是模仿和改进过去自身与他人的最有利战略；通过长期的模仿和改进，所有博弈方会趋于某个稳定的策略，这个策略被称为演化稳定策略（Evolutionary Stable Strategy， ESS）。当系统中所有参与人都采取演化稳定策略时，采用其他策略的个体将无法入侵该系统，或者说它将在自然选择的压力下改变策略或退出系统[14]。演化博弈理论有很多应用方法，本文采用复制动态（Replication Dynamics， RD）演化博弈方法，研究农超对接模式中超市与合作社群体的策略选择路径。假定超市与合作社都积极地搭建对接平台，则双方都能获得更多的对接收益。为更直观地展现对接双方演化博弈的行为特征，本文建模分析满足以下假设条件：

假设1：有一群超市与一群合作社进行“农超对接”的策略博弈，双方的策略集合均为{积极、消极}；根据有限理性的定义，博弈双方都根据其他成员的策略选择来考虑其对自身群体的适应性，进而选择与调整各自策略。

假设2：“农超对接”模式的博弈关系可用捕鹿模型来描述，捕鹿模型是博弈论中著名的良性合作式博弈模型，其基本含义是，猎手单兵作战时能捕到鹿，但他们合作捕鹿时可能会捕到更多的鹿。

假设3：超市与合作社均采取积极策略时，双方付出的对接成本为C1、C2，下标1代表超市，下标2代表合作社；由于双方都积极地参与对接模式，“农超对接”优势所带来的收益增值将反映为双方获得的对接收益，它们分别为Δπ1、Δπ2。

假设4：“农超对接”模式除预期收益外，还面临一定的风险成本F，它表现为博弈方违约形成的信任风险、实施对接的机会主义、对接收益分配不公平等方面。因此，可以认为风险成本F与对接收益、对接风险函数以及双方信任水平相关。设对接风险系数为γ，对接双方的信任水平为tij，且tij∈[0，1]，i≠j；则超市与合作社的风险成本分别为F1=（1-t12）

假设5：对接收益建立在双方积极实施对接模式的基础上，当一方采取积极策略而另一方采取消极策略时，则无法构建良性发展的对接模式，积极一方的对接收益为-Ci，消极一方的对接收益为0；当双方都采取消极策略时，则超市和合作社仅仅获得正常收益π1、π2。

根据以上假设条件构建演化博弈的支付矩阵，如表1所示。

一般来说，超市与合作社都采取积极策略时获得的对接收益大于付出的对接成本和风险成本之和，即Δπ>C+F。假设超市采取积极策略的概率为p，采取消极策略的概率为1-p，且0≤p≤1；合作社采取积极策略的概率为q，采取消极策略的概率为1-q，且0≤q≤1。可知，超市选择积极策略的期望收益（适应度）为：

超市选择消极策略的期望收益（UN1）为：

由此可得，超市积极参与“农超对接”模式的平均预期收益（U-1）为：

同理可得合作社采取积极策略的期望收益UY2、采取消极策略的期望收益UN2，以及合作社群体参与“农超对接”模式的平均收益U-2分别为：

如前所述，演化博弈论中的演化稳定策略（ESS）表示种群抵抗变异策略入侵的一种稳定状态；复制动态（RD）是描述某一特定策略在一个种群被采用频数或者频度的动态微分方程。根据演化原理，当一种策略的预期收益比种群的平均预期收益高，则这种策略会在种群中发展，“适者生存”的原理体现在这种策略的增长率1pdpdt将大于零。对于上述演化的数学描述有：

那么，超市与合作社采取积极策略时的复制动态微分方程为：

农超对接双方的演化博弈可由以上微分方程系统描述。求解方程组的稳定点，可得系统在平面s=（p，q）0≤p，q≤1

存在5个局部平衡点，它们分别是O（0，0）、A（1，0）、B（0，1）、C（1，1）、D（p*， q*）点，其中：

根据Friedman提出的方法[15]，通过系统相应的雅克比矩阵的局部稳定性分析，可以研究系统在这些平衡点的局部稳定性，dp/dt和dq/dt分别关于p和q求偏导数，可得上述系统的雅克比矩阵为：

通过对矩阵J在5个局部平衡点的行列式和迹的值或符号进行分析，可以判断出平衡点的局部稳定性，结果如表2所示。5个局部平衡点中有2个为ESS（演化稳定策略），它们分别是O（0，0）和C（1，1）点，O点对应于超市与合作社在“农超对接”模式中均采取“消极”策略，C点对应于对接双方均采取“积极”策略。A点和B点为不稳定点，D点为鞍点。基于“农超对接”博弈的演化过程如图1所示。

从图1可以看出，“农超对接”博弈系统收敛于不同状态的临界线由A、D、B三点连接成的折线表示，O、A、D、B四点构成的区域位于临界线的左下方， A、C、B、D四点构成的区域位于临界线的右上方。根据演化博弈的动态相图可知，超市与合作社参与“农超对接”的演化博弈结果有两种，即双方都采取积极策略和双方都采取消极策略。博弈模型的参数变化对结果的影响路径取决于两点：一是博弈发生的初始状态，二是鞍点所处的位置。对于前者来说，当初始状态处于OADB区域中，博弈双方均采取消极策略，系统将收敛于O（0，0） 点；当初始状态处于ACBD区域中，博弈双方均采取积极策略，系统将收敛于C（1，1）点。对于后者来说，该博弈系统长期演化的均衡结果是双方都采取积极策略或双方都采取消极策略，两者的概率分布与鞍点D的位置相关。当模型参数变化作用于鞍点D的位置移动，它使得OADB区域面积增大时，则表示系统收敛于O（0，0） 点的概率增加，对接双方更倾向于采取消极策略；当鞍点D的位置移动使得ACBD区域面积增大时，则表示系统收敛于C（1，1）点的概率增加，对接双方更倾向于采取积极策略。

四、参数变化对演化行为的影响分析

基于上述分析结果可知，系统演化路径主要与对接成本C、对接收益Δπ、对接风险系数γ和双方信任水平t这四项系数相关，以下将从超市与合作社的角度分别对四项系数进行讨论，并根据影响路径提出相应的优化建议。

1 对接成本C。当超市的对接成本C1上升时，p*值不变，q*值上升，D点向上移动，OADB区域面积增大，系统向O（0，0）点收敛的概率增加，超市在对接模式中采取消极策略的概率增加；同理，当合作社的对接成本C2上升时，p*值上升，q*值不变，D点向右移动，OADB区域面积增大，合作社采取消极策略的概率也增加。反之，任何降低超市与合作社对接成本的措施，都会减少OADB区域面积，增加ACBD区域面积，这会增加系统向C（1，1）点收敛的概率，即增加对接双方采取积极策略的概率。在农超对接模式中，降低超市与合作社双方对接成本的措施有如下几点：一是合作社确保农产品质量安全。质量安全是农超对接模式得以发展的一大优势，也是超市参与该模式所提出的一项基本要求。合作社作为统一供应商，应负责监督农产品生产加工全过程，确保农产品品质与农药残余达到超市要求。这样既能降低超市对农产品质量的监测成本，又能降低对接双方的交易成本。二是合作社实行规模化、标准化生产。规模化与标准化生产不仅能降低单位农产品的生产成本，还能为超市提供稳定货源与标准化产品，这能提升合作社在“农超对接”模式中的地位，有利于对接模式的良性发展，同时也降低了对接双方的交易成本。三是超市降低农产品入超门槛。在满足质量安全、标准化等基本要求的条件下，超市应降低农产品入超门槛。收取柜台费、压价和拖欠货款等行为的限制将减少合作社的对接成本，有利于超市与合作社形成良好的合作伙伴关系。四是超市发挥信息传导功能。在“农超对接”模式中，合作社作为供应商无法与消费者接触，也无法掌握农产品销售的市场信息，而超市作为销售终端能及时掌握市场信息与消费趋势。超市将市场信息有效地传导给合作社，促使合作社做出符合市场变动的生产调整，这会降低合作社的对接成本。

2 对接收益Δπ。当超市的对接收益Δπ1上升时，p*值不变，q*值下降，D点向下移动，ACBD区域面积增大，系统向C（1，1）点收敛的概率增加，超市在对接模式中采取积极策略的概率增加；同理，当合作社的对接收益Δπ2上升时，p*值下降，q*值不变，D点向左移动，ACBD区域面积增大，合作社采取积极策略的概率也增加。由此可见，任何提高超市与合作社对接收益的措施，都会扩大ACBD区域面积，增加系统向C（1，1）点收敛的概率，即增加对接双方采取积极策略的概率。为促进“农超对接”模式的良性发展，采取以下几点措施可能会提高双方的对接收益：一是压缩农产品流通环节，形成优势物流配送机制。“农超对接”的本质是通过直采直供模式建立超市与农产品产地的对接，它使得农产品的流通过程得以压缩，中间环节被直供模式取代，从而大大降低了销售农产品的物流成本，这自然作用于超市与合作社双方对接收益的提升。而由谁承担农产品的物流配送职能，这取决于超市与合作社双方的配送优势对比，由优势一方承担物流配送职能，这能有效地降低整体的运输成本，提高农超对接的剩余收益，同样作用于对接双方收益的提升。二是保证农产品质量，提升性价比优势。与传统流通模式相对比，“农超对接”模式的优势体现在农产品的品质与质量可追溯性，物流与交易成本的降低，这些因素作用于农产品价格的降低，但这并不能直观地反映为“农超对接”模式下的农产品价格低于其他销售渠道的农产品，这其中有货源品质差异、销售终端差异等影响因素。当结合产品品质与价格进行考虑时，“农超对接”模式下的农产品能表现出更高的性价比优势，从而为对接双方带来更多的收益。三是采取储藏保鲜措施，提升农产品使用价值。针对农产品的鲜活易腐性，“农超对接”的直采直供模式能缩减农产品流通过程，但仅有这一项无法达到目的，对接双方应在采购、储藏和运输等过程中采用先进的保鲜技术最大程度地保留农产品的使用价值以提升其市场价值，这样也能增加对接双方的收益。

3 对接风险系数γ。当超市的对接风险系数γ1上升时，p*值不变，q*值上升，D点向上移动，OADB区域面积增大，系统向O（0，0）点收敛的概率增加，超市在对接模式中采取消极策略的概率增加；同理，当合作社的对接风险系数γ2上升时，p*值上升，q*值不变，D点向右移动，OADB区域面积增大，合作社采取消极策略的概率也增加。反之，任何降低超市与合作社对接风险系数的措施，都会减少OADB区域面积，增加ACBD区域面积，也就是增加系统向对接双方采取积极策略收敛的概率。以下几点措施可能会作用于对接风险系数的降低，进而促进对接双方采取积极策略：一是签订长期合作意向，形成利益共享机制。本文建立演化博弈模型的基础条件是复制动态博弈，这就要求双方建立长期对接关系才能推导演化结果。从实际来看，超市与合作社签订长期合作意向，能够抑制一方中途退出而产生的风险与沉淀成本，有效地降低双方对接风险系数。在对接过程中，双方形成利益共享机制，这就对应于双方共担成本与风险，减少一方做出损害另一方的行为，同样有利于降低双方的对接风险系数。二是建立平等对接关系，形成信息共享机制。在超市与合作社进行对接的过程中，可能出现强势方欺压弱势方的种种行为，这些行为显然会增加对接模式的不稳定性，提升双方的对接风险。因此，超市与合作社建立平等对接关系，形成合作意识而非相互挤压，将有利于双方降低对接风险系数。另外，在对接过程中，超市将市场信息传导给合作社，合作社将生产信息传导给超市，双方建立信息共享机制，也有利于降低对接风险系数。

4 双方信任水平t。当超市对合作社的信任水平t12上升时，p*值不变，q*值下降，D点向下移动，ACBD区域面积增大，系统向C（1，1）点收敛的概率增加，超市在对接模式中采取积极策略的概率增加；同理，当合作社对超市的信任水平t21上升时，p*值下降，q*值不变，D点向左移动，ACBD区域面积增大，合作社采取积极策略的概率也增加。因此，任何提高对接双方信任水平的措施，都会扩大ACBD区域面积，增加系统向C（1，1）点收敛的概率，这会增加对接双方采取积极策略的概率。本文认为以下几点措施将有利于提高对接双方信任水平：一是对接双方建立长期合作关系。如上所述，超市与合作社建立长期合作关系，将限制一方做出损人利己的行为，这在降低对接风险的同时增加了双方的信任水平，有助于“农超对接”模式向良性循环发展。二是对接双方发挥禀赋优势。无论是构建还是发展“农超对接”模式，超市与合作社充分发挥各自的禀赋优势都将有利于提升双方信任水平，促进双方采取积极的对接策略。对于合作社来说，成立时间长、注册资本高、供货能力强、产品质量好、销售额度大和对接意愿强等禀赋优势都会增加超市与其合作的信任水平；对于超市来说，经营规模大、营业网点多、组织能力强、品牌地位高和合作意愿强等禀赋优势也会增加合作社与其对接的信任水平，从而促进双方采取积极的对接策略，共同作用于对接模式的发展。

五、结语

本文主要运用演化博弈理论及方法，构建了“农超对接”模式的演化博弈模型，研究超市与合作社基于“农超对接”的策略选择问题。研究结果表明，双方选择积极策略的概率与对接收益和双方信任水平呈正相关，与对接成本和对接风险系数呈负相关。以此为基础，本文提出了对接双方采取积极对接策略的若干措施，其中的某些措施并非直接作用于实施方的利益，更多地体现出成本、风险与利益的相互交织，这更需要对接双方基于长远利益建立稳定互惠的合作关系。虽然演化博弈理论是以有限理性为基础，具有较强的现实操作性，但由于农超对接模式的多样化与复杂性，本文无法将政府措施等影响因素考虑到博弈模型中来。在实践中，政府加大政策扶持力度、发展农产品冷链系统、减少检测环节费用、提供税收优惠等措施都有助于“农超对接”模式的良性发展。

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