韩昭君 申 帆 李永刚 胡祥培

(大连理工大学经济管理学院，辽宁 大连 116024)

一、引言

农业供应链包括了农产品从种植到销售的整个流程，决定着农产品能否安全高效地从生产源头流向消费者，因此受到政府的高度重视。2017年，国务院发布的《关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》中提到，供应链应用和创新的重点任务是“建立农业供应链”；我国“十四五”规划中也将提升农业产业供应链作为全面推进乡村振兴战略的重要一环。因此，发展农业供应链对于国计民生具有重要意义。

农业供应链由于链条较长、环节众多、参与主体复杂等特点一直面临着信息沟通不畅[1]、质量安全难保障[2]、监管困难[1]等难题。近年来，随着科技的飞速发展，区块链技术的出现使得这些问题有了新的解决方案。区块链技术是一种去中心化的分布式账本，它具有数据透明、防篡改、可追溯等特性[3]。将区块链技术引入农业供应链中，可以有效提高数据和流程的透明度和可信度，极大提高管理效率、降低监管成本。

目前，区块链与农业供应链相结合的研究正在迅速增长[4]，已有学者对该领域进行了相关综述研究。比如房毅等[5]用文献计量方法对41篇区块链与农业领域相结合的文章进行了综述，但他们仅对文献的研究机构进行了定量描述。Duan et al.[6]采用内容分析对26篇区块链与食品供应链相结合的文献进行了综述，重点讨论了采用区块链的优势与挑战。但由于这些研究开展较早，综述文章数量不足且所做分析有限，未能较好地发掘领域内的重要研究议题和研究潜力。为此，文章采取文献计量分析与内容分析相结合的方法对现有文献进行统计和可视化分析。两种方法相结合可以从趋势到关系网络再到研究主题对领域知识进行清晰而完整的呈现，从而获得更全面的知识结构。

具体而言，文章以Web of Science(WOS)核心合集为数据源，利用VOSviewer软件对发表于2016年-2022年“农业供应链+区块链”领域的130篇文献进行了分析。首先对发表年份、国家等基本信息进行了统计，并进行了关键词共现、共被引和耦合分析等文献计量分析，揭示了热度最高的关键词、最有影响力的文献、作者等信息，以及此领域内相关的知识结构。随后，采用内容分析方法将检索到的文献进行了研究主题分类，并分别总结了各研究主题的核心观点。本研究丰富了区块链与农业供应链交叉领域的知识，并对区块链在农业供应链中的应用具有一定的借鉴意义。

二、区块链与农业供应链管理

(一)区块链

区块链是一种分布式交易账本，它的首要特点是数据的不可篡改性。区块链由一个一个相互链接的区块组成。每个区块由时间戳、事务数据以及一个用于指明前一个区块的哈希值构成。每个区块在加入区块链后都会被计算一个哈希值，该哈希值将作为下一个区块内容的一部分。由于哈希算法具有一定的抗碰撞性和不可逆性，因此想要修改数据需要十分庞大的算力遍历所有输入。同时，对某一区块数据的修改和操作会导致所有连续区块的哈希不匹配[7]。也就是说，一旦某个区块发生更改，其他区块能够迅速发现异常。区块链这种不可篡改的特性大大提高了数据的可信度和安全性。

区块链的另一个特性是去中心化。它不依赖于任一第三方，所有事务和数据都被存储在所有节点(参与区块链的用户)中，并在参与者之间保持一致性[8]。事实上，区块链实现的是一个以共识机制为基础的点对点网络[9]，所以节点基于共识机制执行有效事务，如进行数据验证、传输等任务。在这个事务处理的过程中，消除了第三方或中间人[10]。通过去中心化，区块链减少了中间环节，从技术层面降低了成本。此外，去中心化的特点进一步加强了区块链不可篡改的特性，最大程度地提供了信息的可靠性和真实性。

区块链的第三个特性是透明性与可追溯性。由于所有事务信息都被存储在所有节点中，链上所有信息对于任一节点可见，从而实现了信息的高度透明。同时，由于每一个区块中都包含着前一区块的历史信息，并且自身也被添加了时间戳信息，从而为数据增加了时间维度，实现了区块链的可追溯性。区块链的数据透明促进了可追溯性，同时这种可追溯性对保证信息的透明度起到了重要作用，对于实现数据溯源是十分重要的特性[11]。

最早的区块链技术是作为比特币的底层技术而被人熟知，并用于其他数字货币。随着区块链的特性被研究者发掘，以及智能合约和多种共识机制的引入，区块链的应用场景被大大拓展。目前，区块链技术正在逐步应用于各个领域。比如在金融领域，不仅出现了基于区块链的电子加密货币，同时还能赋能企业融资，解决交易双方信息不对称和伪造信息等问题[12]；在医疗领域，区块链可以被用于生成电子病历，以及实现对医疗物资的追溯[13]，从而避免恶意篡改信息的行为发生；在农业领域，区块链被用于农产品的溯源以解决食品安全的问题[14]，京东、亚马逊都已经开始使用区块链溯源系统。区块链巨大的潜力受到了研究人员和相关从业人员的广泛关注[15]。

(二)农业供应链

农业供应链是一个包括农产品种植、加工、分销、零售等多个环节并最终连接消费者的垂直网络。Luo et al.[16]认为，农产品供应链、食品供应链、农业价值链等多个术语描述的都是农业供应链(agriculture supply chain，ASC)，农业供应链这一概念在农业领域和运营管理领域得到了广泛的使用。

与工业领域的供应链相比，农业供应链的管理相对复杂。首先，农产品的生产在很大程度上受自然条件和病虫害的影响，具有不稳定性，因此必须采取相应的监控措施和风险缓解措施[17]。其次，许多农产品都有一定的保鲜期，对储存和运输的要求比较高，增加了流通环节的成本与管理复杂性。此外，农产品供应链环节较多，且涉及农民、加工商、分销商、零售商、消费者等众多利益相关者[18]，各利益相关者之间缺乏良好的信息共享机制[19]，导致对问题的溯源十分困难和耗时[20]。由于上述原因，食品安全问题成为农业供应链中最突出的问题，也是困扰学者和业界的痛点问题。

通过将区块链应用于农业供应链领域，利用区块链不可篡改、去中心化和可追溯等特点能够为农业供应链的管理提供一个可靠且有效的解决方案[21]。目前已有不少学者对区块链技术在农业供应链领域的应用进行了研究。在农业数据管理方面，区块链能够记录农产品从生产、加工到流通、消费的所有环节的信息，实现全信息的存储和共享。Prashar et al.[22]利用区块链实现了农业数据的自动追溯和管理。在农产品质量管理和溯源方面，区块链上的数据带有时间戳，且所有数据透明安全，一旦出现质量问题，能够准确快速地追溯到问题环节。江雪和王旭[23]以“善粮味道”为例，说明区块链可以实现农产品供应链质量安全可追溯，且可以提高供应链整体运行效率。

相关实践也证明了区块链在农业供应链中的巨大应用前景。2017年，沃尔玛联合京东、IBM、清华大学宣布成立食品安全区块链溯源联盟[24]，通过由IBM提供的区块链技术进行农产品溯源。2018年沃尔玛宣布继猪肉使用区块链溯源成功后，将部署区块链系统用于追溯绿叶蔬菜[25-26]。2018年京东宣布将区块链技术应用于牛肉供应链[27]，2019年京东又为大连美早樱桃提供区块链溯源服务[28]，助力农产品销售。美国公司Ripo将区块链引入番茄供应链的管理中[29]，借助传感器将番茄的生长环境参数如温度、湿度等上传到区块链以保证番茄的品质。

三、研究方法和数据收集

(一)研究方法

为了客观、全面地对农业供应链领域中应用区块链的相关文献进行系统分析，文章不仅将采用文献综述研究中经常使用的文献计量法[30-31]，还结合内容分析法对相关文献进行分析。

文献计量分析是一种定量的文献分析方法，它通过对文献的作者、国家、引用以及关键词等进行分析，得到某一领域的研究内容和研究热点。其中关键词共现是指对所有关键词出现的频率进行统计，然后筛选出符合阈值的关键词并进行可视化。由于关键词和文章主题密切相关，因此关键词共现可以快速了解众多样本文献中最受关注的主题；引文分析也是文献计量分析中重要和传统的分析指标和方法[32]，所依赖的核心假设是被引用较多的文献可能比不经常被引用的文献对领域的发展具有更大的影响[33]，正如有些学者认为的，引文分析可以代表“某领域对自身的看法”[34]；最后，共引分析比起引文分析更加常用，因为它可以通过作者、关键词等多个指标反映不同文献之间的结构关系[35]。文章采用VOSviewer对样本文献数据进行计量分析，并以表格的方式对结果进行更清晰的呈现。

内容分析作为一种对现象和系统进行描述和定性分析的手段，最早被用于挖掘情报内部的隐藏含义和关联。如今，除了在新闻学、传播学、心理学和商业领域被广泛使用[36]，内容分析也被用于对文献的分析中[37-38]，特别是对样本文献进行系统检查[39]。内容分析法的目的是对文献进行分类，以在综合层面获得新知识或者新见解[40]，通常有演绎法和归纳法两种分类逻辑[41-42]。演绎法与归纳法最重要的区别是对相关数据是否已有分类类别[43]，如果通过分析样本文献确定分类，那么更适合采用归纳法[44]。文章是在计量分析的分类基础上进行文献的内容分析，因此更符合演绎法的逻辑[16]。

通常情况下文献计量方法被认为是一种定量的研究方法，可以将文献之间的引用关系以图像形式呈现，而内容分析法是一种定性研究方法，通过对文献内容的分析进一步挖掘文献内部以及文献之间潜藏的关联和含义[45]。文献计量法虽然是定量研究，但这种定量是模糊的、近似的，而内容分析法则具有更高的可解释性。两种方法结合使用可以弥补各自不足，提高分析结果的可靠性[46]。宋华等[12]，Bretas et al.[43]，Nath and Chowdhury[47]研究均结合了这两种方法。

(二)样本采集

文章的主要目的是对农业供应链与区块链相结合的文献做全面、系统的分析，以梳理现有研究发展脉络和研究热点。由于目前国内相关研究起步较晚且数量较少，文章主要将WOS的核心数据库作为文献来源。

文章使用的检索关键词主要包含两部分：区块链与农业供应链。因为农业供应链这一术语常常与“食品供应链”混合使用，所以本文也将食品供应链作为关键词的一部分。具体而言，本文进行检索使用的关键词为：“blockchain or block chain”与“agricultural supply chain or agri* supply chain or food supply chain or agri-food supply chain”的组合。由于区块链的概念出现在2008年之后，发展时间较短，因此检索过程中没有对文章的发表时间进行限制。最后，通过关键词共检索到2008年到2022年的184篇相关文献。为了确保检索到的每一篇文献都与本文的研究内容有关，作者对这些文章进行了人工筛选。共筛选出54篇无关文献，这些文献仅在摘要出现过一个或几个检索词但实际研究内容与本文主题无关。经过人工筛选，最后共得到130篇有效文献。

四、文献计量分析

文章对文献进行了关键词共现、文献引用、作者、共被引以及文献耦合等分析。在文献计量分析过程中，文章参考了Rocha and Pinheiro[48]的方法。

(一)数据统计

通过关键词搜索以及人工筛查，文章从WOS中共筛选到130篇符合要求的文献。文章先对搜集到的文献进行了初步的统计分析，包括涉及的关键词数量、每篇文献平均作者数量、文献样本的时间跨度等，具体数据如表1所示。

表1 文献数据统计表

文章绘制了文献发表时间的趋势图，如图1所示。从图中可以看出，区块链2008年被提出后，首次与农业供应链相结合的文献发布时间在2016年，随后相关的研究文献随着时间迅速增长：130篇文献中有41篇发表于2020年，有49篇文献发表于2021年。这一结果表明，区块链在农业供应链中的应用受到了越来越多学者的关注。

图1 文献随时间发表数量

图2展示了国家和地区，可以看到来自中国的研究最多，印度排在第二位，两者的文献数量占比约46%。一个可能的解释就是，中国和印度都是农业大国，且人口众多，因此改善和发展农业供应链的需求更加急迫。

图2 文献所属国家和地区

(二)关键词共现分析

关键词共现分析是文献计量分析中常用的分析手段，关键词词频越高，表明该关键词代表的主题的关注度越高。由于不同学者关注的重点不同，区块链在农业供应链领域的发展也十分多元。尽管这方面的研究近年才发展起来，但相关的文献关键词总数已有360个。参考Nath and Chowdhury[47]的方法，为了能够更加聚焦研究热点，本文将共现次数阈值设置为2，即筛选至少出现过2次以上的关键词进行共现分析，筛选得到53个符合条件的关键词。

关键词共现分析将53个关键词大致划分成了8个类别，表2展示了完整的分类结果。其中，“food traceability”与“internet of things”“agriculture supply chain system”“traceability system”等关键词同属一类，这表明，应用区块链构造用于食品追溯的供应链系统是一个集中的研究方向；“supply chain”“agriculture”“literature review”等关键词同属一类，这表明，对相关文献回顾也是一项重要的工作；“food supply chain”“blockchain technology”“challenges”等关键词同属一类，这表明，区块链实际应用到农业供应链中仍然存在一些挑战；此外，“hyperledger fabric”“IoT” “credibility” 等关键词同属一类且出现频率较高，表明农业供应链中数据的采集与存储也是一个重要的话题。此外，从表中可以发现，尽管被分为不同的类别，但每个类别中仍有许多相同含义的关键词。

表2 关键词聚类结果及频数表

(三)文献影响力分析

通过引用分析可得出样本文献中被引次数最多的文献，将被引次数阈值设置为15，即过滤掉被引次数小于15次的文献，130篇文献中有47篇文献满足此条件。图3是引用分析的结果，表3列出了被引最多的10篇文献。

如图3所示，引用分析结果图展示了搜集的样本文献之间的引用关系，图中节点大小代表了文章的被引次数，被引次数越高，节点相应的也越大；节点之间存在连线即代表存在引用关系。从图中可以看到，Galvez et al.(2018)[49]、Kamilaris et al.(2019)[7]和Kamble et al.(2020)[15]三篇文献拥有最多的被引次数且与样本文献中的其他文献有引用关系，可以算作该领域的经典文献。为了后续进一步进行内容分析，筛选了被引最多的十篇文献进行初步分析后发现，这些文献关注的焦点主要是农业供应链中的区块链溯源系统，如Leng et al.(2018)[50]、Salah et al.(2019)[20]、Bumblauskas et al.(2020)[51]等；同时Kamble et al.(2020)[15]聚焦于数字驱动的农业供应链并对相关文献进行了回顾，Kamilaris et al.(2019)[7]和Galvez et al.(2018)[49]讨论了未来区块链广泛应用后的好处，其中Galvez et al.(2018)[49]是引用最多的“基石”文献，该文献讨论了农业供应链越来越复杂的情况下可能会出现的问题，如信息的透明度和安全性，而区块链可以解决这些问题。该文章较早注意到了区块链在农业供应链中的应用，并论证了其可行性。表3列出了这些文献的有关信息。

图3 引用分析结果

表3 被引用次数排名前十文献

(四)作者分析

文章对搜集到的样本文献的作者进行了分析，以确定该领域内引用最多与最活跃的作者。为了过滤低被引作者，将作者最小被引次数设置为30，最后符合条件的作者为130位。作者被引次数分析结果如表4所示。其中，Juan F.Galvez、J.C.Mejuto、J.Simal-Gandara是被引次数最多的作者(他们是共同作者)，这与先前对文献被引分析的结果保持一致。

表4 被引次数前十的作者

此外，对作者发文数量进行统计发现，大部分作者在此领域内只发表了一篇文献，只有15位作者发文量超过2篇，表5列出了发文量前十的作者。由表中数据可见，虽然Roberto Tonelli和Gavina Baralla两位作者发文量较高，但引用数相对较少。通过进一步对他们的文章进行审查发现，两位作者都重点关注农产品的溯源过程，他们提出了多种区块链溯源系统用于对欧洲的食品供应链和旅游区的食品供应链进行追溯和认证，同时两位作者还存在合作关系[52]。另外，在其他发文量较高的学者中，Simone Figorilli调查了消费者对农产品供应链采纳区块链的态度[53]；Corrado Costa和Francesca Antonucci存在合作关系，他们回顾了区块链在农业领域的应用[54]；Venetis Rachaniotis利用案例研究论证了他们开发的区块链溯源系统的可行性[55]。可以看出利用区块链开发农产品溯源系统在此领域内的研究较多，但也有学者关注其他主题，如消费者的意愿、区块链应用的可行性和困难等。

表5 发文量前十的作者

(五)文献共被引分析

文献共被引分析在文献计量中是比较常见的一种分析方法。如果有两篇文献同时被第三篇文献引用，那么这两篇文献就成为了共被引关系。共被引关系是一种暂时的、变化的关系。对文献进行共被引分析能够区分领域内的重要文献，帮助研究者发掘基石文献。为了减少低引用文献的影响，使结果更清晰，将共被引次数阈值设置为15，对结果进行整理后得到共被引次数排名前十的文献，表6列出了这十篇文献。

表6 共被引排名前十的文献

共被引前十的文献中，农业供应链溯源受到了最多关注。其中，Aung and Chang[56]对食品供应链追溯进行了全面的介绍，有助于后来学者开发基于区块链的农产品供应链追溯系统；Tian[57]开发了一个基于区块链的农业供应链追溯系统；Bumblauskas et al.[51]介绍了一个区块链应用在食品溯源的一个案例。此外，不少文献对农业供应链引入区块链这一概念进行了介绍和论证，解释了区块链能带来的诸多好处。比如，Tse et al.[58]提出了区块链与农业供应链相结合的概念；Kshetri[59]描述了区块链在农产品供应链中起到的作用以及如何起作用，Galvez et al.[49]、Kamilaris et al.[7]和Zhao et al.[60]在此基础之上对区块链应用带来的好处与存在的问题做了进一步完善。

(六)文献耦合分析

文献耦合是指如果有某两篇文献同时引用了同一篇或几篇文献，则称这两篇文献为文献耦合关系。如果某两篇文献之间共同的参考文献越多，其关联就越紧密，耦合强度就越大，这两篇文献的研究主题就越接近。因此，文献耦合分析也常用来对现有文献研究主题进行分类。为了过滤低共引文献，使研究主题更加突出，本文设置共引次数的阈值为15，共得到了47篇相关文献。

耦合分析的结果发现，Galvez et al.(2018)[49]、Kamilaris et al.(2019)[7]、Kamble et al.(2020)[61]等文献与其他文献的耦合强度比较大，这与先前影响力分析的结果一致(这三篇文章为被引次数最多的文章)，同时也说明其研究主题与大多数学者的研究主题十分接近。这种耦合度较高的文献，在一定程度上可以被认为代表某一研究主题。此外，耦合分析将这些文献划分为4类，文章对4个类别中共引最多的文献进行了审查，表7列出了每个类别中共引最多的五篇文献。

表7 耦合分析各类别前五文献

组别1的文献中，Kamilaris et al.[7]、Kamble et al.[61]和Astill et al.[62]这三篇文献通过文献回顾或者考察实际项目的方式，论证了区块链带来的巨大好处，肯定了区块链在农业供应链中的应用前景；Leng et al.[50]考虑了区块链的双链结构，同时设计了一种适合农业供应链和双链区块链的共识机制；Yadav et al.[63]探究了在印度实施区块链技术的重大阻碍，结果表明政府的监管和农业供应链参与者的利益分配是最大的阻碍。

组别2的文献中，Galvez et al.[64]和Antonucci et al.[54]通过回顾文献的方式，分别从完全计算的角度和保证供应链数据透明度和可追溯性的角度肯定了区块链的应用前景，Pearson et al.[65]也从可追溯性的角度对区块链技术进行了讨论；Behnke and Janssen[66]则给出了应用区块链时保证信息共享需要注意的边界条件，这有助于区块链的实际应用；Tsang et al.[67]则开发了一个结合区块链和物联网的追溯系统。

组别3的文献中，Salahet al.和Lin et al.[68]开发了基于区块链的农业供应链溯源系统，实现了对信息的跟踪与认证；Tse et al.[58]采用实证的方式，对比了采用区块链的溯源系统和传统的供应链系统，并肯定了采用区块链的好处；Mao et al.[69]认为区块链无法有效解决欺诈问题，并提出一个信用评价模型，该模型会对交易双方进行信用评估，以减少欺诈行为的发生。

组别4的文献中，Bumblauskas et al.[51]探讨了区块链是否可以为企业增值，同时也肯定了区块链可以改善农产品供应链的可追溯性；Saurabh et al.[70]探讨了影响参与者采纳区块链意向的影响因素；同时，Kamath[26]讨论了区块链应用到农产品供应链中可能遇到的技术挑战，特别指出在不同场景下可能遇到不同的技术挑战。

四组文献组别2与区块链具体技术相关，具有较明确的研究主题，其他三组中文献的研究主题存在交叉，比如组别1与组别4均涉及挑战和难题，组别3与组别4均涉及到溯源问题，且四组文献都包含了讨论区块链应用前景的文献，如Kamilaris et al.[7]、Astill et al.[62]、Galvez et al.[49]和Antonucci et al.[54]。由此可见，这些文献的分类结果比较模糊，一个可能的原因是这些文献研究内容存在交集并且处在分类边界上。本文将以此作为初步分类的结果，通过仔细审查这些文献，采用内容分析得到更清晰的研究主题划分。

五、内容分析

在内容分析阶段，主要参考了Bretas et al.[43]和Luo et al.[16]的方法，采用演绎法，在计量分析中关键词共现和耦合分析的基础上进行内容分析。首先，对先前的关键词聚类结果进行了同义词合并后确定了29个关键词，并统计了这些关键词在耦合分析中47篇文献里出现的频率。随后去掉了在所有文献中都出现的关键词以及在所有文献中都不出现或者出现次数很少的关键词，如“blockchain”“agriculture supply chain”“reputation”等。随后对这些文章的内容进行了仔细审查，尤其是处于耦合分析分类边界的文献，并根据Keyword plus扩充了新关键词，得到4组26个关键词，并根据关键词在文献中出现的频率为文献划分类别。Keyword plus是WOS根据文献的引用自动为其添加的关键词，可以增强原有关键词，表8详细展示了这些关键词。必须承认，在对关键词进行划分时，由于许多研究的内容存在交集，因此同一关键词可能同时属于不同的组别。本文根据这4组关键词和文献内容得出4个不同的研究主题：区块链在农业供应链中的应用前景(第1组)、基于区块链的农业供应链追溯系统(第2组)、农业供应链应用区块链存在的技术挑战(第3组)以及农业供应链中采纳区块链的影响因素(第4组)。

表8 划分类别的关键词

(一)区块链在农业供应链中的应用前景

区块链不可篡改、公开透明以及便于追溯的特性可以克服信息不对称、数据不透明带来的风险，能够促进信息共享、优化业务流程、降低信息流和物流成本、提高运营效率，在农业供应链领域展现了巨大的应用前景。早期的文章即对该应用前景和应用价值进行了论证，这类研究发表的年份集中在2018年与2020年。

Galvez et al.[49]较早关注到了区块链技术在农业供应链中的应用。他们认为随着贸易全球化，消费者和供应商之间的关系越来越复杂，信息的透明度和安全性将难以保障。而区块链能够确保数据在整个供应链上的透明度，是一种具有巨大潜力的创新方法。同样，Antonucc et al.[54]也认为，区块链被引入农业供应链的一个决定性因素是区块链提高了整体透明度。一方面，区块链带来了农业供应链信息化与数字化，供应链参与者可以向消费者更好地展示他们高品质的农产品；另一方面，区块链可以验证农产品是否符合描述，如产地、生产方法、加工成分等，这一定程度上解决了欺诈(包括食品安全与食品信息)的问题。他们以意大利咖啡公司San Domenico coffee为例论证了区块链在农业供应链中应用的巨大前景：该公司通过采用区块链技术向消费者展示咖啡生产的全过程从而节省了70%～90%的认证成本。同时，他们也讨论了由于软硬件技术的不成熟性所导致的落地应用缓慢的问题。而Kittipanyangam and Tan[71]则采用案例研究的方法论证了区块链引入农产品供应链的巨大好处。他们对泰国三家不同类型农产品公司的数字化案例进行了对比研究，三家公司都有产品出口的需求，因此面临着不同程度的食品质量监管要求，这需要三家公司提供真实可验证的信息以满足出口的条件。因此这三家公司面临着需要披露供应链上游和下游真实信息的挑战，而区块链成为了他们解决各自难题的共同方法。Duan et al.[6]采用内容分析的方法，对区块链与农业供应链相结合的文献进行了回顾，他们将农业供应链采用区块链的好处分为四种：供应链透明度、信息真实性、效率以及供应链可持续性，同时也划分了五个区块链可能带来的挑战：企业对于区块链缺乏深入了解、区块链可拓展性、对原始数据的操纵、所有供应链参与者的共同意愿、法律的落后。Mukherjee et al.[72]采用层次分析法，对传统供应链和基于区块链的农业供应链进行了多指标的评标。除了数据隐私、数据存储、数据可变性、数据透明性等区块链的优点外，他们的评价指标中还包括了供应链的弹性与可持续性，指出农业供应链结合区块链在以上指标方面可以带来明显的优势。Liu et al.[73]则回顾了工业化农业食品供应链的现状，并讨论了包含区块链在内的五项新兴技术，他们认为智能合约和物联网是区块链应用到农业供应链中的关键技术，是农业领域未来的关键应用之一。Kohler and Pizzol[74]则对区块链如何在农业供应链中实施进行了研究，并对可能产生的社会和环境影响进行了分析。他们使用技术评估框架，对6个使用区块链技术的农业供应链案例进行了分析，结果显示区块链技术可以增加供应链透明度、可追溯性和数据信任，产生的其他社会和环境影响，如增加供应链的可持续性，则需要谨慎考虑并进一步研究。

(二)基于区块链的农业供应链追溯系统

近年食品安全问题的增多促使许多学者开始关注农业供应链的溯源问题。农业供应链包括生产、加工、运输和销售等多个环节，每个环节都有可能造成食品安全问题，因此对农业供应链实现全程监控和全链追溯很有必要。由于区块链公开透明、不可篡改、分布式等特点，能够很好地提高农业供应链的透明性和安全性，为供应链提供溯源功能并解决供应链上下游的信任问题，保证农产品的质量安全。许多学者对基于区块链的农业可追溯系统进行了研究，这成为农业供应链和区块链结合的一个主要研究方向。

Demestichas et al.[75]对可追溯性的定义、工具、应用程度进行了概述，同时描述了区块链的功能和优势，阐述了区块链在农产品共供应链溯源中的重要作用。Tse et al.[58]概念性地提出区块链可以帮助政府追踪、监控食品供应链，提高农业食品供应链的效率。Baralla et al.[76]、Baralla et al.[52]和Prashar et al.[22]提出通过搭建基于区块链的农业供应链系统可以实现农业供应链自动追溯和有效管理，提高了供应链的效率。Iftekhar et al.[77]提出了一种在传统基础设施上结合区块链的解决方案，通过追踪食品包装的标识，可以实现安全透明的农产品“从农场到餐桌”的追踪。Lin et al.[68]则将产品电子代码信息服务(electronic product code information system，EPCIS)与区块链相结合，不仅实现了农产品供应链的追溯功能，同时也解决了数据爆炸的问题。Arena et al.[78]则针对橄榄油供应链实现了一个区块链系统，在该系统上可以访问到农业、收获、生产、包装、运输等所有环节的数据。Tsang et al.[67]则将区块链、物联网技术和模糊理论相结合，实现了一个易腐食品的溯源管理系统。George et al.[79]开发了一个餐厅系统原型，该原型利用区块链和食品标识完成食品从农场到餐桌的追溯过程，并生成一个食品质量指数(food quality index，FQI)用于确定食品是否适宜食用。

(三)农业供应链中应用区块链存在的技术挑战

虽然引入区块链可以有效解决农产品难以溯源与数据不透明等问题，但由于农业供应链结构较为复杂，区块链在农业供应链中的应用可能面临诸多技术挑战。比如，目前区块链大多基于公有链，如何保证私有数据的隐私安全是引入区块链后面临的一个重要议题；此外，引入区块链后如何设计更适合农业供应链的共识算法也是区块链在农业供应链中能否发挥重要作用面临的挑战。随着越来越多的数据被提交到区块链中，区块链的吞吐量、存储以及效率可能会成为制约区块链大展身手的因素，这也需要众多学者集思广益。因此许多学者聚焦于应用区块链面临的技术挑战及解决方案这一重要的研究主题。

Leng et al.[50]认为中国目前的农业供应链主要有“散、乱、弱、小”的特点，需要进行资源整合与调配，并保证交易信息的安全性和用户信息的隐私。为解决以上问题，他们在传统区块链架构的基础之上进行改进，提出了一种双链区块链模型，即用户信息和交易信息分别存储在公有链和私有链上以保证用户信息的安全；另外，他们还设计了一种资源匹配模型并引入惩罚措施以保证交易的安全；同时，设计了一种基于股权证明(proof of stake，PoS)的共识算法，用以提高效率和吞吐量并降低成本。但他们的模型并没有考虑对产品生产环节和加工运输环节信息的记录，同时随着交易的增多，在公有链上存储信息仍可能出现数据存储、吞吐量等方面的阻碍。

在监管方面，Mao et al.[69]提出了一个基于区块链的信用评估体系，用于加强对农产品供应链的监督和管理。他们的系统利用长短时记忆人工神经网络(long short-term memory，LSTM)分析信用文本数据，最终生成双向信息评价标准。随着双方交易增多，交易金额增大，LSTM对交易双方的评价就会越来越客观，从而用于解决农业食品供应链中的食品欺诈等问题。相反，尽管LSTM的评价随着交易增多越来越客观，系统的效率、扩展性和吞吐量的制约可能会越来越突出。

在信息的存储和上链方面，Salah et al.[20]通过以太坊构建了一个对大豆进行追踪和监管的区块链系统，并把所有生产信息上传到跨星文件系统(inter planetary file syetem，IPFS)中进行存储，只把Hash信息存储到区块链中。同时他们指出使用物联网设备实时记录获取数据能够减少数据伪造的可能性。类似地，Torky and Hassanein[80]也提出整合区块链与物联网，通过物联网设备保证数据获取阶段数据的真实性，解决农作物监控、农产品安全、农民之间以及农民与农业组织之间的金融交易存在的问题。

同样选择把信息上传到IPFS的还有Shahid et al.[81]。与Salah et al.[20]不同的是，他们认为尽管区块链本身具有数据不可篡改以及高透明度的特点，但农业供应链涉及多个子流程或环节，其中实体可能会存在主观恶意行为，因此他们在区块链系统中加入了声誉系统。声誉系统会根据交易信息判断该农产品供应链上实体的声誉和产品质量评级，据此来保证上链数据的真实性。

数据存储方面，Zhang et al.[1]为了提高系统存储容量，设计了一种多模式存储机制，将链式存储、分布式数据库和多级备份相结合。在他们的存储机制中，区块链中的每一个节点都对应着一个链外数据库，该数据库中记录了交易数据并生成一个Hash信息，区块链中的节点仅负责存储Hash信息。另外，每个链外数据库都包括一个冗余数据库，该数据库只允许写入不允许修改，从而保证信息的安全。最后，由另一个信息数据库负责记录存储系统运行时所需要的公共信息。这样，节点数据库保证了数据存储容量，冗余数据库保证了数据的不可篡改，信息数据库保证了信息的隐私性。

在数据利用方面，Khan et al.[82]认为区块链和物联网的结合也产生了大量的数据，如果利用人工智能进行分析有助于供应链参与者优化和改进供应链。他们将区块链技术与循环神经网络(recurrent neural network，RNN)相结合，利用区块链存储的大量数据对农产品未来的需求数量进行预测，从而改进自身的供应链业务。

(四)农业供应链中采纳区块链的影响因素

除技术层面外，现实中在农业供应链中应用区块链依然困难重重，可能面临诸如法律、隐私和恶意行为等人与社会层面的风险。比如区块链上传数据允许匿名上传，对于区块链参与者能够起到隐私保护的作用，但是一旦某环节出现问题，无法做到有效问责，对于全体参与者维护合法权益可能造成影响。此外，智能合约的执行也可能会带来法律风险[83]。智能合约摆脱了对人的依赖，自主执行既定的合约程序，一旦执行结果与区块链参与者的想法或初衷相悖，法律可能无法明确参与者的权益范围，给参与者造成损失[83]。这些风险因素的存在可能阻碍区块链基础的采纳。基于此，一部分学者对影响区块链采纳的(风险)因素进行了研究，这其中也包括了消费者与供应链参与者接受区块链的意愿。这是一个很重要的研究主题。

Violino et al.[53]采用问卷的方式调查了消费者对区块链技术的态度以及对使用该技术的农产品的支付意愿。结果显示相当大比例(94%)的受访者表现出对农业供应链可追溯系统的接纳，其中45%的受访者更信任基于区块链技术的溯源系统；但年龄影响了消费模式，35岁以下的受访者不愿意为采用区块链追溯系统的农产品额外支付费用。Pearson et al.[65]认为区块链能够解决复杂农业供应链的信任问题，但在考虑是否采用区块链时，需要考虑诸多风险问题：比如，当有人做出恶意行为时，无辜者可能会被错误地惩罚或者违规者被实施不成比例的惩罚；法律没有明确规定区块链的数据如何存储、他人如何使用以及访问权限，这可能会引起数据采集、使用和存储的安全问题；区块链系统可能会成为贸易的壁垒，阻止和限制其他系统和实体的参与，而放开限制不仅需要区块链中所有参与者的同意，而且可能需要全球性的标准或指南。此外，他们特别强调农业供应链中采用区块链技术，需要数据标准和治理达成一致的情况下才能实现。Yadav et al.[63]调查了在印度农业供应链中采取区块链的主要障碍，他们的研究结果显示，缺乏政府监管以及农业供应链的参与者缺乏对区块链的信任是最主要的障碍。Liu et al.[84]认为影响区块链实施的一个核心问题是绿色农产品供应链中的投资决策与协调问题。他们构建了一个绿色农产品供应链，建立并分析了使用区块链技术前后生产者和零售商的效益模型，结果显示，如果区块链可以帮助供应链成员提高农产品的安全可信度，那么供应链的整体收益将提高。他们还提出了成本分摊和收益分摊合同，以协调供应链成员之间的利益，利用该模型可以为制造商和零售商投资和协调区块链供应链提供指导。

六、结论与展望

(一)研究结论

随着区块链在农业供应链中落地应用的逐渐开展，学术界对该领域的研究亦迅速增长，已具备了对该领域的研究现状进行系统而深入分析的条件。在此背景下，文章结合文献计量分析和内容分析两种方法，基于WOS核心数据库，深入剖析了区块链在农业供应链领域应用的研究现状。

首先，使用VOSviewer进行文献计量分析。基本的统计分析结果发现“区块链+农业供应链”是一个新兴的研究领域，最早的相关文献出现于2016年，随后逐年增长，近两年受到越来越多学者的关注。同时，在不同国家，区块链与农业供应链相结合的研究受到的关注不均衡，大多研究集中在发展中国家。此外，进行了关键词共现分析、文献影响力分析、作者分析、文献共被引和耦合分析等。分析发现，Galvez et al.[64]、Kamilaris et al.[7]、Kamble et al.[61]是领域内影响力较高的文献，对应作者也是领域内的高被引作者；而Roberto Tonelli和Gavina Baralla两位作者虽被引次数相对较少，但发文量较高。此外，综合分析发现，现有研究大多关注于农产品质量溯源、使用区块链的好处、挑战、风险、系统实现和技术难题、采纳意愿和影响因素等主题。

基于以上分析结果，进行了内容分析，以期对研究主题进行更明确地分类。具体而言，通过对关键词进行提取与统计，结合文献计量分析结果，最后确定了四个研究主题：区块链在农业供应链中的应用前景、基于区块链的农业供应链追溯系统、农业供应链应用区块链存在的技术挑战以及农业供应链中采纳区块链的影响因素。其中，“基于区块链的农业供应链追溯系统”这一主题受到最多关注，深刻体现了区块链技术常被作为解决农产品质量安全这一痛点问题的技术手段被引入到农业供应链中；此外，“区块链在农业供应链中的应用前景”这一主题更多从理论和概念层面讨论区块链应用于农业供应链的可行性、适用性及效果；而“农业供应链应用区块链存在的技术挑战”以及“农业供应链中采纳区块链的影响因素”两个主题则侧重从区块链技术的落地应用的角度探讨具体的技术细节以及人对技术的接纳情况。由此可见，四个主题已涵盖了“区块链+农业供应链”从概念到落地应用、从技术因素到社会因素的多个层面。

(二)未来展望

尽管现有研究已经对区块链与农业供应链相结合的领域进行了多个层面的研究，但由于该研究领域起步较晚，研究仍不够深入；同时，实践中对区块链的落地应用还未全面展开，潜在的挑战还有待挖掘。因此，该领域仍存在较为广阔的研究空间。基于本文的研究发现，提出以下可能的研究方向。

1.中国情境下区块链在农业供应链应用的研究

虽然我国已有不少学者开展了“区块链+农业供应链”的研究，如杨晨雪和孙志国[85]设计了一种基于区块链的农业供应链数据管理系统，旨在提供数据的可信管理功能，卢奇等[86]基于区块链的优点，提出了一些农业供应链的优化路径，但这些研究较少考虑中国特定的情境，尚未建立起适用于我国农业发展现状的区块链应用的理论与方法。具体而言，当前我国农业仍以分散式的小农经济为主，生产规模小、组织程度低的特点限制了区块链的使用。普通农户既无法负担起区块链技术设施的高昂费用，又缺乏使用新兴技术的基本知识，而农产品的质量问题又常常发生在生产端。因此，在农业供应链中应用区块链的首要问题是组织模式问题：由谁组织、由谁投入、如何链接千千万万的农民以及供应链上不同的参与方。与此相关的技术问题是：哪些数据应该上链、如何上链、如何存储、如何保障上链环节数据的真实性。

2.农业供应链应用区块链技术前因与结果的实证检验

由于区块链技术在农业供应链中的应用尚处于起步阶段，现有研究大多从概念层面论述了在农业供应链中应用区块链的好处和挑战，实证检验较为缺乏。未来研究可采取案例分析和大样本检验的方法研究以下问题：农业供应链中区块链的使用如何影响供应链中各方参与者的运营绩效、财务绩效以及消费者满意度？农业供应链中区块链溯源系统的使用能否显著降低农产品质量问题、提高消费者信任？组织、技术、政府等多个层面的哪些因素能够克服区块链在农业供应链中使用所面临的挑战，在生产端和消费端各有哪些因素会影响区块链在农业供应链中的采纳和应用。特别需从权变角度考虑具有哪些特征的农业供应链更需要使用区块链、更受益于区块链。

3.从社会—技术系统的角度探讨区块链在农业供应链中的应用难题

由于区块链所具有的技术本质，学者们更多从技术层面关注区块链在农业供应链中的应用问题。现实中，区块链技术尚未得到大力推广，并非因为技术不够成熟，而是因为参与者对区块链的抗拒，即社会层面因素占主要原因。因此，要解决区块链的应用难题需兼顾社会“软”与技术“硬”因素，从社会—技术系统的视角来考虑问题。可研究的问题包括：应如何设计农业供应链流程以与区块链技术要求相匹配、如何对供应链利益共享机制进行设计来提高各方采纳意愿、保障各方收益、如何从社会角度克服技术挑战、如何从技术角度克服社会挑战、如何从社会—技术系统的角度解决治理问题、数据安全问题、隐私保护问题、监管问题等。

(三)研究局限

文章未对国内相关文献进行系统的梳理与分析，主要原因在于国内相关研究数量较少，起步较晚，且研究主题集中程度较高。具体而言，本文在CNKI数据库中以“区块链”和“农业”为关键词，共检索到338篇文献，进行人工筛查后得到59篇农业供应链相关文献，并绘制了文献发表趋势图，如图4所示。

图4 国内相关文献发表趋势

从图中可以看出，大规模文献发表出现在2021年，这证明了国内相关研究起步较晚。同时，还绘制了关键词共现分析图，如图5所示。高频关键词共现结果显示，国内相关领域的研究主要关注提高农产品质量安全的溯源系统。因此，虽未对中文文献进行系统分析，但对国外文献的梳理足以反映目前区块链与农业供应链相结合的研究现状。

图5 国内文献关键词共现