肉类供应链与价值链中的仿真建模系统综述：政策、利益相关者与建模方法

《Heliyon》：A systematic review of simulation models in meat supply and value chains: Policies, stakeholders, and modeling approaches

　　

引言与目标 分析并改进肉类供应链与价值链（Supply and Value Chain）的绩效，对于提升粮食安全（Food Security）、盈利能力和可持续性至关重要。本研究旨在对肉类链条（鸡肉、牛肉和猪肉）的仿真研究进行系统性综述，并评估政策、利益相关者和建模方法。 方法 数据库检索共识别出177条记录。去除69条重复记录后，剩余108条记录进入筛选阶段，其中又有81条被排除。在27项全文评估研究中，11项因不相关、不符合仿真/建模标准或方法学细节不足而被排除。经全文评估后，最终有16项研究纳入综合。基于传播特征、地理分布、肉类类型、链条类型、研究地理层级、建模方法、利益相关者、模型输入与输出变量、所建物流以及政策分类，对数据进行提取和分析。 结果 共有16项符合条件的研究纳入本综述。大多数研究发表于2020至2025年间，占12/16（75.00%），且在国家层面开展的研究占11/16（68.75%）。南非贡献了3/16（18.75%）的研究，其次是印度尼西亚、伊朗、中国和马来西亚，各占2/16（12.50%）。家禽是最常被建模的肉类类型，占纳入研究的9/16（56.25%），其次是牛肉（4/16，25.00%）和猪肉（3/16，18.75%）。供应链研究占纳入研究的10/16（62.50%），系统动力学（System Dynamics）在13/16（81.25%）的研究中被使用。生产者和畜牧养殖户是最常被代表的利益相关者群体，出现在13/16（81.25%）的研究中；通过访谈、问卷或专家调查进行咨询是利益相关者参与的最常见方法，在10/16（62.50%）的研究中被报告。生产、生物和经济变量属于最常见的输入变量，纳入16/16（100%）的模型中，而经济产出是最常被报告的输出类别，在8/16（50.00%）的研究中被识别。物质流也在15/16（93.75%）的研究中被建模。所考察的政策被归类为五大主要类别：生产力提升、市场与贸易政策、制度与协调政策、环境与可持续性政策，以及运营规划与优化。总体而言，组合政策在改善链条绩效方面比单一维度的干预措施更为有效。 结论 本综述结果表明，仿真模型，尤其是系统动力学模型，是分析肉类供应链与价值链复杂系统和评估政策的有效工具。研究结果表明，多维度和集成化政策比单一干预措施更为有效，同时关注不同利益相关者群体以及经济、生物、社会和环境的变量，可以提高决策和政策制定的质量。此外，开发混合模型、加强利益相关者参与、标准化模型报告，以及将研究扩展到其他动物蛋白来源，是未来研究最重要的优先事项。

肉类供应链与价值链仿真建模的系统综述：方法、政策与未来方向

一、研究背景与问题提出

可持续粮食安全（Sustainable Food Security, SFS）是发展中国家的优先事项，而实现粮食安全的关键因素之一在于食物的可及性，这依赖于整个食物系统的有效运转。食物系统是由众多参与者在生产、加工和分销环节中开展活动并做出决策所构成的集合体，供应链则是农产品贸易的基础框架。然而，供应链生态系统内部的相互作用高度复杂，受自然、社会和经济系统之间相互关系与反馈机制的共同塑造。市场波动、产品生命周期缩短、前沿技术快速迭代、全球地缘政治威胁以及消费个性化趋势，都使供应链日趋复杂。

在此背景下，农产品供应链（Agrifood Supply Chains, AFSCs）成为运营与管理科学研究的关键领域。供应链管理（Supply Chain Management, SCM）旨在降低整体成本的同时提升效率与效益，但链条中的参与者具有高度独立性，其目标可能相互冲突，且供应链动态常受社会、经济和环境等多重因素影响。有效的食物链管理能够增强食物链对气候、经济、社会和环境的冲击韧性，保障食品安全，减少浪费，并提升粮食安全水平。

政府通过制定农业政策来提升农民生活水平、增加农业产出并为公民供应食物。由于政策制定者需要预判政策机制在农业和食品部门中的有效性，能够量化政策效果的模型日益受到重视。然而，现有的相关综述多聚焦于特定产品、特定建模方法或特定主题领域，缺乏同时涵盖仿真方法、政策、利益相关者及建模变量、并横跨不同肉类供应链与价值链类型的综合性系统综述。这一研究空白正是本研究的出发点。

本研究旨在通过遵循PRISMA（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses，系统综述和荟萃分析首选报告项目）标准的系统综述方法，综合并生成关于农业政策评估技术设计与实施的证据，评估用于肉类供应链与价值链管理的系统动力学模型及相关变量，以减少中断并实现平衡。研究提出三个核心问题：肉类供应链与价值链中使用了哪些仿真方法？这些仿真模型中纳入了哪些关键变量和利益相关者？政策干预如何在模型中得以表征和评估？

二、研究方法概述

研究人员采用PRISMA框架开展系统综述，该框架包含识别、筛选、资格评估和数据提取四个主要阶段。数据库检索于2025年7月18日首次进行，并于2026年8月22日以最终检索策略重新运行，覆盖Scopus、Web of Science、ScienceDirect和IEEE四个数据库。纳入标准包括：使用任何仿真技术评估动物蛋白食物供应或价值链的研究；聚焦于农业部门肉类供应链/价值链（含家禽、牛肉、猪肉及其他畜牧系统）并考虑不同政策情景的研究；以英文发表的原创研究文章，无时间限制。排除标准包括：未应用仿真技术且未考虑政策评估的研究；与动物性食物供应链无关的研究；以及综述文章、会议论文、致编辑的信和书籍。

筛选过程中，三位研究人员独立评审所有记录，分歧通过讨论或由第四位作者裁决。纳入研究的方法学质量采用Mitton检查表评估，该检查表涵盖文献综述、研究问题与设计、群体与抽样、数据收集、分析与结果报告五个维度，每项评分为0至3分，满分15分，以8/15作为区分方法学质量的门槛。数据提取由第一作者使用标准化表格完成，并由第二和第三作者独立复核。由于纳入研究在建模方法、目标、假设和结果方面非同质，本研究采用描述性和叙述性综合方法报告结果，未进行荟萃分析。

三、研究结果

3.1 纳入研究的描述性分析

数据库检索共识别177条记录，去除69条重复记录后剩余108条，经标题和摘要筛选排除81条，27篇进入全文评估，最终16项研究纳入综述。最早符合条件的研究发表于2011年，2020至2025年间发表的研究最为集中，占75%。南非贡献了3项研究，印度尼西亚、伊朗、中国和马来西亚各贡献2项。家禽是最常被建模的肉类类型（56.25%），其次是牛肉（25.00%）和猪肉（18.75%）。供应链研究占62.50%，系统动力学是主导建模方法，占81.25%，其余研究采用混合仿真模型、基于仿真的随机优化模型和基于强化学习的仿真模型。大多数模型在国家层面开发（68.75%）。政策被归类为五大类别：生产力提升、市场与贸易、制度与协调、环境与可持续性、运营规划与优化。

3.2 关键利益相关者

生产者和农民是最常被纳入的利益相关者群体（81.25%），其次是零售商、批发商和市场中介（62.50%），政府、政策制定和监管机构以及消费者各占56.25%，加工商和屠宰场占43.75%，饲料部门和投入品供应商占37.50%，进口商占25.00%，专家和NGO占18.75%。

3.3 利益相关者在模型开发中的参与水平

62.50%的研究采用咨询方法（访谈、问卷、焦点小组讨论和专家调查）让利益相关者参与，12.50%的研究采用参与式建模方法，25.00%的研究未报告利益相关者参与模型开发过程的信息。

3.4 建模中使用的输入和输出特征

生产与生物变量是使用最广泛的输入变量组（100%），经济与市场变量以及需求与消费变量各占87.50%，环境与自然资源变量占37.50%，动物健康与流行病学风险变量占31.25%。输出方面，经济产出是最常见的输出类型（50.00%），生产产出占37.50%，供应链绩效和社会与粮食安全产出各占25.00%，政策/系统洞察占25.00%，环境产出占18.75%，预测与决策以及流行病学产出各占6.25%。

3.5 建模的流类型

物质流是最常见的流类型（93.75%），金融流占75.00%，信息与决策流占43.75%，生物流占37.50%，社会互动与影响流占12.50%。

四、讨论与结论

讨论部分从四个方面展开。首先，研究结果的解读表明，近年来仿真模型在肉类供应链与价值链政策分析中的使用显著增加，且研究多集中于发展中国家。家禽研究的优势地位与其较短的生产周期、较高的资本周转率和对市场变化的敏感性相关。系统动力学方法的主导地位源于其展示反馈关系、时间延迟和非线性行为的能力。政策分析中，生产力提升政策是最常见的干预领域，而环境与可持续性政策占比较小。模型仍以生产导向为主，利益相关者参与多停留在咨询层面，环境、社会和治理变量受到较少关注。

其次，关于模型稳健性与验证，研究显示肉类产品类型与政策性质之间存在明确关联：家禽系统聚焦短期战术性干预，牛肉供应链侧重长期战略性政策，猪肉供应链则介于两者之间。组合政策包在改善链条绩效方面始终优于单一维度干预。然而，许多系统动力学研究缺乏系统的敏感性分析，模型报告和验证缺乏标准化是现有研究最显著的空白。

第三，实践意义方面，组合政策比单一干预更有效，利益相关者的更积极参与可提高模型的现实性和结果的接受度，决策者应考虑模型在涵盖社会、环境和治理维度方面的局限性，系统动力学与优化、人工智能方法的结合有望推动智能决策系统的发展。

第四，数据空白与未来研究方向方面，检索限于四个数据库和英文文献、方法学异质性、变量和政策定义缺乏标准化、动物蛋白子部门覆盖不完整等限制了研究结果的普适性。未来研究应开发更全面的模型，整合经济、生物、环境、社会和治理维度，采用参与式方法，开发系统动力学与优化、机器学习或人工智能相结合的混合模型，并进行系统的验证和敏感性分析。

结论部分指出，本系统综述考察了16项关于肉类供应链与价值链仿真建模的研究。结果表明，近年来利用仿真模型支持该领域政策制定的兴趣日益增加。大多数研究在国家层面开展，供应链尤其是家禽部门占比最大。系统动力学是最常见的建模方法，反映了其分析复杂系统中动态行为和反馈回路以及评估政策情景的能力。肉类产品类型、链条结构和系统生物学特征对政策选择和模型设计起决定性作用。混合政策优于单一维度干预。生产者、政府和消费者是最重要的利益相关者，但其在模型开发中的积极参与仍然有限。仿真模型可以成为设计、评估和比较肉类供应链与价值链政策的有效工具，但提高其适用性需要开发更全面的模型、更积极的利益相关者参与、更均衡的变量组合、标准化的验证方法和敏感性分析，以及基于系统动力学、优化和人工智能的混合模型开发。将建模扩展到水产养殖、小型牲畜和新兴蛋白生产系统等其他动物蛋白来源，可为未来食物系统的可持续政策制定提供更全面的证据。