杨磊 付小康

摘  要：为分析农产品销售尤其是线上销售的过程中冷链的使用对农产品质量的保证与碳排量和碳成本之间的关系，文章运用了系统动力学理论，建立了農产品生产销售过程中冷链投资与碳排量的成本对行业利润影响的仿真模型。结果表明：冷链的大量引入虽然会增加基础投资，但是该行业的总利润还是呈积极上升之势，但农产品行业在配送和存储上的碳排量增加较大。最后在仿真结果的基础上提出了适用于企业相关的发展联动策略。

关键词：系统动力学;农产品;冷链物流;低碳;仿真分析

中图分类号：F304.3    文献标识码：A

Abstract： In order to analyze the relationship between the quality assurance of agricultural products and carbon emission and carbon cost in the process of agricultural products sales， especially in the online sales process， the paper uses the system dynamics theory to establish a simulation model of the impact of cold chain investment and carbon emission on the industry profits. The results show that although the introduction of cold chain will increase the basic investment， the total profit of the industry is still rising， but the carbon emission of agricultural products industry in distribution and storage is increased greatly. Finally， based on the simulation results， the development linkage strategy suitable for enterprises is proposed.

Key words： system dynamics; agricultural products; cold chain logistics; low carbon; simulation analysis

0  引  言

近年来，随着GDP的增长，人们对蔬菜、水果等生鲜农产品的品质要求越来越高，为减少生鲜农产品在运输过程中的新鲜度损耗，冷链物流应运而生，并逐步成为物流行业备受关注的焦点。目前国外发达国家冷链物流使用的比例已经超过90%，某些产品比如肉禽的冷链流通率更是达到了100%，但是在我国果蔬、肉类、水产品的冷链流通率占比仅为22%、34%、41%。并且国外的农产品损耗率只有5%到8%，而中国的损耗率却高达30%，使得对冷链的关注越来越大。同时随着全球变暖的现象逐渐加剧，全世界对环保的重视力度增强，加强了对二氧化碳等排放的监控，许多国家也早已将碳税运用到制造商所产生污染的运作中，我国也已在钢铁等行业征收碳税，并且也逐渐将碳税应用到其他行业中。而对于线上农产品的销售来说，为了保证其新鲜度，冷藏配送的使用、冷库的使用无疑会带来较多的碳排量，不仅对环保不利，同时碳成本的增加对该行业也增加了相应的负担。因此，基于上述背景，农产品物流开始受到更多的关注，尤其是低碳物流和冷链物流如何进行整合联动发展，本文聚焦于此进行了仿真研究。

1  国内外研究现状

1.1  农产品碳足迹

农产品同工业产品一样，在它的整个生命周期中，包含了生产、运输储存配送、销售三个阶段，在这三个阶段均会产生相关的碳排放。张佳雯[1]在基于LCA法对农产品物流碳足迹的计算中采用生命周期评价法和清单处理等方法，以马铃薯为示例，给出了各个环节具体的碳排量。刘倩晨[2]运用生命周期评价方法对冷链物流碳排放进行了计算，并以番茄为研究对象，计算了其各环节中的碳排放量。马爱进等[3]采用生命周期理论，研究了食物生命周期，并讨论了其碳排放的核算范围。Strut等[4]采用生命周期法对水产品的碳足迹进行了研究及评价。Benjaafar等[5]通过将碳足迹应用于供应链中并构建其测算模型，并以牛奶供应链为研究对象进行了实证分析。Carlsson-Kanyama[6]运用生命周期法，以不同食品为研究对象对其不同环节中的碳排放量进行了测算，并对不同环节进行了比较分析。由此可见，目前已有许多对于农产品碳足迹的研究，通过生命周期来对其碳排量进行分析是比较成熟和可靠的方法。

1.2  冷链物流

国内许多专家针对我国现有冷链发展不足的状况进行了研究，有许多文章针对冷链运用的风险进行了研究，卜梅兰[7]、王荧荧和张敏等[8]对农产品冷链物流运作的风险进行研究，找出冷链物流运作中的主要风险，并提出风险控制策略;杨扬和朱瑶瑶[9]对冷链物流与农产品生产的联动机理进行了研究，并且选取了云南省作为示例，构建了农产品生产与冷链物流联动发展的系统动力学模型。

因此到目前为止，国内外对于农产品碳足迹和冷链使用都有着各自领域相关的研究，但是对于两者综合的研究却比较少，即在低碳的大背景下对农产品冷链发展的农产品产业发展进行研究的文章相对较少，因此本文从该角度进行创新，适应农产品发展需要的低碳、高质量、低腐损率的要求来进行仿真研究和分析，并提出相关的发展建议。

2  低碳背景下农产品生产与冷链联动发展的系统动力学模型

2.1  模型的基本假设

该模型的成立是建立在一些基本假设上的，假设如下：假设农产品的产量产值、基础的客户需求是与GDP成正相关;假设总的碳排量是与农产品成正相关;假设冷链投资的建设成本是与冷链物流效率成负相关，与冷链使用量成正相关。

2.2  系统要素

低碳背景下的农产品生产与冷链联动发展构成了一个相互关联、相互影响的复合系统，这一联动发展的系统中包含着农产品碳排量子系统、冷链物流子系统和农产品行业发展利润子系统三个部分，接下来对每个模块进行简要的介绍。

（1）农产品碳排量子系统：以农产品生命周期的碳足迹分析为基础，将农产品生产流通销售整个过程中的碳排量分解为生产碳排量、冷链配送和储存碳排量、销售碳排量和腐烂变质碳排量，这四部分之和构成了单位农产品总碳排量，而总的农产品碳排量随着农产品的产品产量增加而增加，其中冷链配送和储存碳排量随冷链的使用量增加而增加，随着冷链使用效率的增加而降低，腐烂变质碳排量随着冷链的使用量和冷链的使用效率增加而降低。

（2）冷链物流子系统：政府政策的引导支持使得冷链物流技术、冷链物流信息化程度、冷链物流设备等都得到了相应的提高，促进冷链物流发展，冷链物流的效率得以提升，促进冷链物流使用量的增加。而冷链投资建设成本则随着冷链物流使用量的增加而增加，随着冷链物流效率的增加而降低。农产品的腐烂率也会随着冷链物流的使用量增加而减少。

（3）农产品行业发展利润子系统：用GDP代表人们的经济发展水平情况，经济水平的提高使客户对农产品的基本需求量增加，使得农产品生产量增加，农产品生产产值也会相应提高。产量增加会带来农产品生产和销售的碳排量增加，而农产品冷链配送和存储碳排量与变质腐烂碳排量还与冷链物流子系统相关，其和为碳排放总量。政府对环保的重视程度会决定单位碳税的高低，即单位碳排量的成本。农产品的成本由生产成本、平均冷链物流成本、平均碳成本组成，利润由农产品单价和农产品销量决定，销量由基础需求量和低碳偏好顾客需求和高质量产品顾客需求决定，农产品质量越高，高质量产品顾客需求就越高，总碳排量越高，则低碳偏好顾客需求就越低。

2.3  低碳背景下的农产品生产与冷链联动发展的系统动力学模型

在系统因果关系分析的基础上，利用Vensim PLE软件構建了低碳背景下的农产品生产与冷链联动发展的系统动力学模型，如图1所示。

2.3.1  初始状态下仿真分析

按照初始数据整理转化来的值来对模型进行仿真，观察在现有状态下碳排量的状况、腐烂产品的状况、碳成本和冷链成本的状况、需求构成的状况、总成本和利润的状况等。

首先是农产品行业的销售利润，如图2（左）所示，该图较高的线表示的是10年来的累积总利润，较低的线表示的是每年单独的利润，由此可以看出，每年的利润都是大于0的，并且每年的净利润逐渐增长，行业发展较为稳定。

其次对农产品销售过程中的成本进行分析，成本主要由生产成本、碳排放成本和冷链物流成本构成，此处不对生产成本进行探究，主要聚集于碳排放成本和冷链物流成本。由图2（右）可以看出在初期时冷链投资较少，因此冷链投资的成本相对较低，但由于较低的冷链使用率导致农产品在运输储存和销售的过程中腐烂率较高，导致腐烂造成的碳成本较高;而随着冷链使用的普及，冷链的投资成本会不断增加，而由冷链设备带来的碳排量也会不断增加，但会因为冷链的使用而降低农产品腐烂的数量进而降低腐烂所带来的碳排量。由此，虽然两者的成本都在增加，但冷链投资的成本增加得更加迅速，甚至已经超过了碳成本。

2.3.2  对农产品利润的分析

由此可以看出，目前的农产品行业发展势态较为良好。但若将参数予以改变，将低碳偏好顾客对碳排量的敏感度增加，得到的利润结果如图3所示，current2是经过调整之后将敏感度调高的结果，current3是经过调整之后将敏感度调低的结果。可以看出若顾客对低碳产品的敏感度较高，那么利润的增加会因为碳排量的增加而放缓，并且敏感度越高对农产品的利润边际影响越大。

对于消费者高质量产品偏好的敏感度却相反，如图4所示，可以看出当顾客对于高质量产品的敏感度较高的时候，农产品行业的利润会增加得更多，这是因为冷链投资的增加使得农产品的质量提升，从而带来更多高质量产品偏好需求的提升。

除此之外，冷链的使用对农产品的利润影响也很大，图5中，current6、current和current7三组数据的冷链使用量逐渐增加，可以看到农产品的销售利润也是在不停增加，表明虽然冷链物流投资会增加许多成本，但由此带来腐烂产品的减少和高质量偏好需求的增加已经弥补了这部分的成本和多余的碳排放带来的成本，从而使得总利润反而会增加。

2.3.3  对碳排量的分析

接下来对碳排量的情况进行研究，当其他情况不变时，对冷链的使用量进行改变，图6中，current6、current和current7三组数据的冷链使用量逐渐增加，可以看到总的碳排量也是依次增加，表明冷链的使用虽然减少了变质腐烂的产品，但是由于运输储存等耗费使得运输储存过程中产生的二氧化碳超过了变质腐烂的减少带来的二氧化碳的差值。从图7的腐烂变质碳排量和运输储存碳排量图中也可以得到验证。

3  结论与政策

本文通过分析低碳背景下农产品生产与冷链物流的联动发展，研究了农产品碳排量子系统、冷链物流子系统和农产品行业发展利润子系统之间相互影响和作用的反馈机制，构建了相关的系统模型，对影响农产品行业利润、碳排量总额以及配送储存碳排量、变质腐烂碳排量等的因素进行了分析对比，结论表明：（1）目前状态下农产品行业的发展态势良好，利润持续上升;（2）顾客的低碳产品偏好和高质量产品偏好对农产品行业利润有较大的影响，低碳产品偏好越高，则总的需求量就越低，而高质量产品偏好越高，那么总的需求量就越高，利润就越大;（3）冷链投资虽然会带来较大的成本，但是冷链的使用量提高会增加总的利润，因为它可以使腐烂的农产品减少，从而抵消成本的劣势;（4）冷链的使用会增加总的碳排量，虽然它会减少因为腐烂而带来的碳排量，但其自身工作所增加的碳排量会更多。

因此，在此背景下，建议农产品生产和冷链物流业联系两业联动发展的影响因素应当根据自身的实际情况做出相应的决策：（1）企业应当时刻关注碳市场碳税和消费者偏好的变化情况，通过整合供应链上下游农产品生产企业的资源和冷链物流活动，协调冷链物流，改进服务模式，优化业务流程，降低冷链物流成本，合理配置资源，实现供应链结构的优化，从而实现冷链物流投资的降低;（2）政府应当积极支持冷链物流的发展，制定引导冷链物流发展政策，引进冷链物流人才，提高冷链技术，使冷链物流市场更加规范合理化等。

参考文献：

[1] 张佳雯. 基于LCA法對农产品物流碳足迹的计算[J]. 现代营销，2018（10）：68-69.

[2] 刘倩晨. 考虑碳排放的冷链物流研究[D]. 北京：清华大学（硕士学位论文），2010.

[3] 马爱进，赵海珍. 食品生命周期碳排放评价研究[J]. 食品工业科技，2011（9）：461-463.

[4]  Strutt J， Wilson S， Shorney D H， et al. Assessing the carbon footprint of water production[J]. Journal of the American Water Works Association， 2008，100（6）：80-89.

[5]  Benjaafar S， Li Y， Daskin M. Carbon footprint and the management of supply chains： Insights from simple models[J]. IEEE Transactions on Automation Science & Engineering， 2013，10（1）：99-116.

[6]  Carlsson K A. Climate change and dietary choices—how can emissions of greenhouse gases from food consumption be reduced[J]. Food Policy， 1998，23（S3/4）：277-293.

[7] 卜梅兰. 农产品冷链物流运作风险及其发展路径分析[J]. 赤峰学院学报（自然科学版），2011（9）：40-42.

[8] 王荧荧，张敏，朱文英. 农产品冷链物流安全评估体系研究[J]. 物流技术，2013（10）：125-128.

[9] 杨扬，朱瑶瑶. 基于系统动力学的农产品生产与冷链物流联动机理研究——以云南省为例[J]. 物流工程与管理，2018，40（9）：1-7.