农业供应链中区块链技术与农业保险的互动作用

《INTERNATIONAL JOURNAL OF PRODUCTION ECONOMICS》：Blockchain technology and agricultural insurance interaction in the agricultural supply chain

　　

**摘要**

随着区块链技术和田间保险在农业领域的应用不断拓展，探究二者的互动机制已成为关键议题。本研究对比考察了四种代表性场景：(i) 既无区块链也无保险；(ii) 仅有保险而无区块链；(iii) 仅有区块链而无保险；(iv) 区块链与保险联合应用。研究发现，区块链的采用激励了农业保险的使用。然而，保险的采用对区块链的应用既可能产生促进效应也可能产生抑制效应，具体取决于原材料采购成本和区块链研发投入系数。此外，保险的应用激励农民向区块链上传完整的农产品信息。值得注意的是，在区块链与保险联合采用的场景中，若保险公司为主导方，区块链应用所产生的成本可在农民与保险公司之间灵活分摊；然而，若区块链服务商为主导方，则当农民的劳动投入成本系数较低时，由保险公司承担区块链应用成本为最优选择；反之，则由农民承担该成本更为有利。我们进一步将模型扩展至多周期场景及政府对区块链费用补贴的场景，以验证研究结论的稳健性。该分析可为区块链与保险在农业中的应用提供参考，从而助力现代农业实践的发展。

**引言**

农业作为国民经济的基石，其稳定发展对于保障国家粮食安全和维持社会稳定至关重要（Yi等，2021；Chintapalli和Tang，2022）。然而，现代农民面临双重风险，严重威胁其经营的可持续性。一方面，农民面临巨大的生产不确定性，主要源于自然灾害和气候变化，这些因素可严重降低作物产量并影响农民收入（Guda等，2021；Alizamir等，2019）。为缓解这些不确定性，农业保险传统上被视为一项关键的风险管理工具。它使农民能够将生产相关风险转移给保险公司，稳定收入来源，并鼓励对农业运营的持续投资（Shi等，2021）。

另一方面，农民还必须应对因需求不足而产生的市场风险。这一挑战的根源在于消费者对可靠产品信息获取渠道有限，由此产生信任赤字——这本质上是信息不对称问题所导致的。消费者对高质量、可追溯农产品需求的日益增长进一步加剧了这一信任鸿沟。当消费者难以验证产品来源时，其支付意愿随之下降。传统的农业供应链已被证明无法有效解决信息不对称问题，从而限制了市场潜力，直接侵蚀了农民的盈利空间（Fan等，2022；Choi，2023）。为此，区块链作为一种强有力的解决方案应运而生。通过利用去中心化、不可篡改和可追溯等特性，区块链为产品溯源建立了透明且可验证的记录。这种透明度增强了消费者信任，使农民能够为可验证的高质量农产品获取溢价（Fan等，2022）。

尽管保险和区块链分别有效应对了生产风险和市场风险，但传统研究往往将二者割裂开来分别讨论。这种孤立视角忽视了一个基本现实：两种工具之间通过复杂的战略依赖关系紧密交织。从运营角度来看，采用区块链可改变农业保险的运作模式。区块链固有的不可篡改特性降低了保险公司因信息不对称而产生的核保和理赔验证成本（Dayana和Kalpana，2022）。反之，保险公司的决策——尤其是保费设定——则直接影响农民投资资本密集型区块链系统的财务能力。

除改变信息环境外，区块链的引入还能重构供应链的主导权格局。在传统的农业保险中，保险公司通常凭借资金实力、标准化合同设计以及先发定价优势来主导条款制定。然而，区块链服务商的入场对这种单方面主导地位构成了挑战。如果技术提供商掌控关键数据接口、平台规则以及更广泛的技术生态系统，它便可能夺取供应链的领导权。因此，实践中逐渐出现了两种截然不同的治理模式。第一种是保险公司主导模式，在此模式中，区块链仅作为外包的技术附件存在。例如，中国平安保险将区块链开发工作委托给第三方IT公司，仅用于底层数据存储，而牢牢掌握核心定价权和客户关系（1）。第二种是区块链服务商主导模式，在此模式中，区块链服务商建立生态系统，保险公司仅作为风险承担者参与其中。例如，蚂蚁集团利用其区块链技术和AIoT设定系统规则，而众安保险则简单接入这一生态系统提供保险产品（2）。全球范围内的试点项目——如Etherisc在斯里兰卡的项目——进一步印证了这些组合技术的快速部署（3）。尽管这些权力格局的变化和运营依赖关系具有深远的实践意义，但相关学术文献对此仍近乎空白。这种理论缺失可能导致错误的政策建议、技术采用失败以及低效的风险管理架构。

为弥合这一关键空白，本文构建了一个博弈论框架，通过捕捉农民、保险公司和区块链服务商之间的战略互动，来探索区块链与农业保险之间的动态关系。具体而言，本研究回答三个核心问题：(i) 区块链技术的引入如何重塑农民的种植决策和保险购买策略？(ii) 反之，保险如何影响区块链采用的条件以及产品信息上传的范围？(iii) 在不同的权力结构下，何种区块链成本分摊机制能够创造"双赢"局面，使农民与保险公司的战略利益趋同，从而推动可持续的共同采用？

为系统研究上述问题，我们构建并分析了四种不同场景：(i) 既无区块链也无保险（NN模型）；(ii) 有保险而无区块链（NI模型）；(iii) 有区块链而无保险（BN模型）；(iv) 区块链与保险并存。对于场景(iv)，我们区分了保险公司主导结构（BII模型）和区块链服务商主导结构（BIB模型）。对这些模型的比较分析为区块链与保险之间的互动机制提供了关键洞见。我们的主要发现可归纳为以下四个方面。

第一，区块链的采用促进了保险的应用。在区块链缺席的情况下，农民拒绝购买保险。然而，在采用区块链后，农民在BII模型和BIB模型下均有动力采用保险，尤其是在原材料采购成本较高的情况下。这一发现为区块链在推动保险采用中的作用提供了关键的定量证据，突破了定性研究方法的局限，印证了Omar等（2023）等近期文献的观点。

第二，保险的存在对区块链的采用产生了复杂且非单调的影响。在BII模型中，农民仅在原材料成本适中时才采用区块链。而在BN模型和BIB模型中，区块链的采用既可能出现在原材料成本较低的情况下，也可能出现在成本较高的情况下，具体取决于区块链研发投入系数。这一细微差别是对Zhang等（2022）等研究的重要理论补充，后者主要围绕固定的实施成本和透明度偏好来建模区块链的采用条件。此外，在BII模型中，农民与保险公司对区块链采用的最优范围完全一致；但在BIB模型中，二者的偏好存在本质分歧，揭示了一种由权力动态驱动的结构性利益冲突。

第三，保险的应用激励农民向区块链上传完整的农产品信息。在BN、BII和BIB模型中，农民表现出一致的策略：较高的平均农业产量率促使农民上传完整的产品信息，而较低的产量则导致零信息披露。BII和BIB模型相较于BN场景进一步提高了完整信息披露的概率。此外，我们的多周期扩展——纳入了长期学习效应——表明，尽管最优信息披露策略的具体阈值随时间推移而演变，但核心披露机制保持了显著的稳定。重要的是，从系统性视角来看，更高的信息披露并不意味着更好的社会结果。由于我们的模型内生化了信息披露成本——最终由消费者承担——较高的信息水平可能抑制消费者剩余和社会福利。这一结构性洞见挑战了Cordero-Gutiérrez等（2025）等研究中普遍持有的对透明度的乐观态度。

第四，供应链的权力结构决定了最优的区块链成本分摊机制和补贴策略。在BII模型下，区块链采用成本在农民与保险公司之间的任意分摊方式均不会影响个体利润或社会福利，这一动态在我们的多周期扩展中同样保持稳定。然而，在BIB模型中，个体利润最大化要求当农民的劳动投入成本系数较低时由保险公司承担成本，而当该系数较高时则由农民承担。为在这一场景中实现社会福利最大化，则需要一个最优的固定比例区块链成本分摊安排。这弥补了Chen和Yin（2023）等文献中的重要空白，后者在很大程度上忽视了用户与提供商之间的动态关系如何决定区块链成本分摊的问题。在此基础上，我们将分析扩展至政府干预层面，发现实现社会福利最大化需要动态补贴。政府应在原材料采购成本适中时实施高强度补贴，但当该成本极低或极高时，应转而采用精确计算的目标补贴比例。此外，一个有趣的发现是，更强的供应链领导地位并不保证更高的利润，这一结果与Chen等（2017）和Li等（2023）等模型中的传统认知相悖。

本研究对区块链赋能农业供应链的文献做出了三项理论贡献。第一，我们开发了一个整合性分析框架，将区块链采用与农业保险联合建模。以往研究大多将这两种机制分别考察。通过将生产风险、区块链投资和保险决策纳入一个统一模型，我们定量证明了区块链对保险具有线性促进作用，而保险对区块链采用则产生非单调效应。第二，本研究通过引入农业场景中核心但先前模型中往往缺失的两个因素——原材料成本压力和消费者信息获取成本——对现有区块链研究进行了细化。这使我们得以超越"更多的信息透明度总是可取的"这一常见结论，识别出信息披露改善或损害社会福利的具体条件。第三，我们通过考察和比较区块链与保险驱动下的两种供应链权力结构中的区块链成本分摊机制，拓展了供应链管理文献。此外，分析表明区块链、保险与权力结构之间的互动可能导致处于弱势地位的参与者获得比主导者更高的利润，这与以往的认知相悖。

在实践层面，本研究为供应链利益相关者和政策制定者提供了有针对性的、可操作的指导方针。对于保险公司而言，研究发现要求其战略重心从静态保费转向动态定价。保险公司必须设计直接与链上数据量、上传成本和现行权力结构相关联的动态定价合同，认识到透明度的提升并不自动意味着保费应当下调。对于区块链服务商而言，区块链研发投入和定价策略必须保持灵活性：随着信息披露的上升，当上传成本较低时应增加研发投入，反之则应减少，并战略性地降低服务费用。对于农民而言，联合采用区块链与保险的决策不应是随意的，而必须基于原材料成本和区块链研发投入系数进行严格的财务测算。此外，考虑到这些技术的多周期特征，农民和保险公司必须随着长期学习效应改变其运营决策而持续调整区块链成本分摊比例。最后，对于政策制定者而言，本研究呈现了一份精确的农业补贴优化蓝图。政府不应采用宽泛的财政支持，而应在原材料采购成本适中时实施高强度补贴。当该成本达到极低或极高时，宽泛补贴在数学上变得低效，政策制定者必须严格执行最优补贴比例方案。

本文其余部分结构如下：第2节综述相关文献；第3节描述模型并列出相关假设与符号；第4节分析与比较无区块链情况下有无保险两种场景；第5节考察并对比有区块链情况下同一组场景；第6节对有无区块链和有无保险的四种场景进行比较。

第 7 节扩展和第 8 节结论与管理启示分别呈现了本研究的扩展分析和主要结论。各节摘要

文献综述
本研究紧密关联三个研究领域：区块链与供应链数字化、农业保险经济学、农业供应链。本节回顾这些研究，并强调本工作与以往研究的差异。

模型
为了深入探究区块链技术与农业保险之间的动态互动，我们必须构建并比较一系列不同的模型。针对无区块链的基准场景，我们建立了未投保 (NN) 和投保 (NI) 模型。针对纳入区块链的场景，我们引入了未投保模型 (BN) 以及两种具有不同权力结构的投保模型 (BII 和 BIB)。通过比较这些特定场景，我们可以系统地揭示区块链如何

无区块链应用下的模型
为了分析区块链与农业保险的互动，本研究首先在 4 节聚焦于无区块链的传统供应链。我们首先评估供应链参与者在未投保 (4.1 节) 和投保 (4.2 节) 情形下的运营决策与利润。随后 4.3 节对这两种情形进行比较。该比较揭示了非区块链环境下采纳保险的前提条件及其影响。

有区块链应用下的模型
基于第 4 节对非区块链场景的分析，第 5 节将焦点转向利用区块链的场景。5.1 节分析了采用区块链但未投保时的供应链情况。5.2 节考察了区块链与保险的共存。我们将这一综合场景划分为两种特定的权力结构：保险公司主导模型 (BII) 和区块链服务商主导模型 (BIB)。与 4.3 节类似，5.3 节比较了

区块链的应用条件
通过对比 4.3 节“NN 模型与 NI 模型的比较”和 5.3 节“区块链应用下有无保险采纳模型的比较”的研究发现，我们阐明了区块链的引入如何改变保险的应用。随后第 6 节反转了这一分析视角。它考察了保险的存在如何影响区块链的采纳。为此，我们在均未投保情形下比较区块链与非区块链场景之间的决策

区块链与保险联合应用的条件
在 4.3 节“NN 模型与 NI 模型的比较”和 5.3 节“区块链应用下有无保险采纳模型的比较”中，我们考察了无区块链和有区块链场景下保险的应用条件。6.1 节“未采纳保险时区块链的应用条件”和 6.2 节“采纳保险时区块链的应用条件”分别讨论了无保险和存在保险情况下区块链各自的应用条件。

研究结论
本研究考察了农业供应链内区块链与保险之间的互动机制。我们基于这两种技术的存在或缺失，分析了 NN、NI、BN、BII 和 BIB 模型。我们的主要发现总结如下。首先，区块链的实施促进了保险的采纳。没有区块链，农户缺乏购买保险的激励。然而，整合区块链技术激励农户在两者情形下都采纳保险

CRediT 作者贡献声明
李红平 (Hongping Li)：写作 – 初稿、监督。倪海鑫 (Haixin Ni)：形式分析。沈晓北 (Xiaobei Shen)：写作 – 审阅与编辑。舒豪 (Hao Shu)：写作 – 初稿。

未引用参考文献
Li et al. (2020), Moon et al. (2015), Song et al. (2024), Wang et al. (2022)

李红平 | 倪海鑫 | 沈晓北 | 舒豪