物联网区块链提升资金受限的绿色农业供应链的韧性

《NJAS: Impact in Agricultural and Life Sciences》：Blockchain of Things Enhances Resilience of Capital-Constrained Green Agricultural Supply Chains

　　

融资约束和绿色产出的波动性是导致绿色农业供应链韧性低的关键因素。本研究开发了一个新颖的博弈论框架，以研究区块链物联网（Blockchain of Things, BoT）如何增强资金约束型绿色农业供应链的韧性。通过比较传统采购订单融资（Traditional Purchase Order Financing, TPOF，依赖于固定资产抵押并承担价格信号的高成本）与基于BoT的采购订单融资（BoT-based Purchase Order Financing, BPOF，利用流动资产抵押并实现可验证的努力信号），研究人员发现BoT可以通过以下三种核心机制增强供应链韧性：（1）当传统作物价格较高时，它通过允许高融资需求的农户参与融资过程来扩大融资可及性；（2）在特定市场条件下，它促进供应链利润的有利再分配；（3）当关于绿色努力成本存在信息不对称时，BoT对高效和低效农户的供应韧性产生显著异质性影响，且BPOF可以通过优化成本信息的传递机制来增强韧性。然而，当传统作物价格极低时，TPOF下的供应链韧性更高。本研究的发现可以为农业利益相关者提供管理建议，并促进农业的数字化和绿色转型。

**论文解读：区块链物联网（BoT）增强资金约束型绿色农业供应链韧性的研究**

**研究背景与问题**
绿色农业产品因其环境友好属性受到政府和消费者的日益关注，但其供应在数量和质量上均表现出显著的韧性不足。联合国数据显示，小农户是大多数发展中国家的主要生产力量，但他们普遍面临严重的收入约束，需要外部融资来覆盖绿色农业生产的较高成本。然而，传统采购订单融资（TPOF）模式下，银行常因农户缺乏可抵押固定资产、信用体系薄弱以及绿色产出不确定性而拒绝贷款。同时，非货币性绿色努力（如精细育苗、科学灌溉、轮作等）的投入难以监测，导致信息不透明，进一步加剧了融资困难。区块链物联网（BoT）技术通过整合物联网传感器和区块链不可篡改特性，为实时监控农户生产行为、实现流动资产抵押提供了可能，从而有望解决上述问题。本研究旨在探讨BoT如何通过改变融资模式和信息传递机制，增强资金约束型绿色农业供应链的韧性。

**研究内容与结论**
研究人员构建了一个由资金约束农户、企业和银行组成的绿色农业供应链博弈模型，采用Stackelberg博弈框架，分析信息对称和信息不对称两种情形下，TPOF与基于BoT的采购订单融资（BPOF）对供应链韧性的影响。研究发现，BoT通过三大机制提升韧性：扩大高融资需求农户的融资可及性、在特定条件下重新分配供应链利润、以及优化信息不对称下的成本信息传递。但BoT并非始终优于TPOF，在传统作物价格极低时，TPOF下的韧性更高。论文发表在《NJAS: Impact in Agricultural and Life Sciences》，为农业利益相关者提供了数字化与绿色转型的管理建议。

**主要关键技术方法**
研究采用博弈论方法，包括Stackelberg博弈和信号博弈，构建了包含企业（领导者）、农户（追随者）和银行的三方决策模型。在信息对称情形下，求解最优合同参数（批发价格、绿色努力水平、利率）；在信息不对称情形下，通过分离均衡分析价格信号（TPOF）和投入信号（BPOF）的传递机制。案例研究基于上市公司宏辉果蔬（Honghui Fruit and Vegetable Co., Ltd.）的公开数据，样本覆盖山东寿光、福建漳州等22个县的218户合作农户，并结合农业银行、蚂蚁链等机构的数据进行验证。

**研究结果**

**4. 信息对称情形**
**4.1 传统采购订单融资（TPOF）**
通过求解逆向归纳的Stackelberg博弈，得到最优合同和均衡结果。当农户融资需求较低时，企业可提供有效合同；若传统农产品价格高于抵押品价值，农户有动力增加绿色努力以提高供应弹性；若价格较低，企业需扭曲批发价格以确保农户获得保留收益。绿色努力水平与替代采购成本（z）正相关，与普通农产品价格（w₀）、绿色努力成本系数（k）负相关，与抵押品价值（c）正相关。

**4.2 基于BoT的采购订单融资（BPOF）**
类似地，求解BPOF下的均衡。当融资需求高且普通农产品价格低时，企业不会从农户采购；仅当融资需求低或价格高时，合同可行。绿色努力水平的影响因素与TPOF一致，但农户始终获得超额收益而非保留收益。

**4.3 TPOF与BPOF的比较**
通过对比发现，BoT在两种情况下提升韧性：（1）当普通农产品价格高于抵押品价值且融资需求低时，BPOF可重新分配利润（企业利润转向农户或反之），而不改变总供应链利润和绿色努力；（2）当普通农产品价格高且融资需求高时，仅有BPOF可行，使高融资需求农户参与绿色生产。但当普通农产品价格低且融资需求高时，仅有TPOF可行；当两者均低时，TPOF下的绿色努力高于BPOF，但企业利润更低。

**5. 信息不对称情形**
**5.1 价格信号：通过TPOF方式借款**
在信息不对称下，企业通过批发价格向银行传递农户成本类型信号。求解分离均衡发现，仅当融资需求低时企业从高效农户采购。当普通农产品价格低时，企业无需支付信息租金；价格中等时，需扭曲价格以区分类型；价格高时，同样需扭曲但不会将低效农户伪装为高效。绿色努力水平受z、w₀、c和融资需求（m-c）的影响。

**5.2 投入信号：通过BPOF方式借款**
BoT使银行可直接观察农户绿色努力水平。求解分离均衡表明，当融资需求较低时，存在无成本分离均衡；融资需求中等时，企业需提供更高价格以激励农户投入更多绿色努力，支付信息租金；融资需求高时，无分离均衡。绿色努力水平与z和m正相关，与w₀负相关。

**5.3 价格信号与投入信号的比较**
比较两种融资模式，BoT在信息不对称下改变了信息传递渠道。当普通农产品价格高于抵押品价值时，企业通过BPOF获得更高利润；当价格低于抵押品价值但利差较小时，BPOF仍可能更优，因为BoT增加信息造假难度。此外，在融资需求高且价格高时，仅有BPOF存在分离均衡；在融资需求高且价格低时，仅有TPOF存在分离均衡。对于高效农户，当普通农产品价格较高或略低于抵押品价值时，BPOF下的供应中断概率更低，但企业利润更高；当价格显著低于抵押品价值时，TPOF下的供应韧性更高。

**6. 案例研究**
以宏辉果蔬为例，验证理论模型。数据来源包括企业年报、农业银行报告、农业农村部统计及蚂蚁链技术认证。通过比较BPOF组（36户）与TPOF组（53户），发现BPOF模式下农户融资参与率从26.4%提升至83.3%，平均贷款利率从7.4%降至4.75%，企业采购成本降低12.3%，供应链利润率提升2.9个百分点，绿色生产投入比例从11.2%增至29.8%，农药残留合格率从88.7%升至98%。案例证实了BoT在中等以上普通农产品价格且高融资需求情景下的有效性。

**讨论与结论**
**总结讨论**：BoT技术通过引入流动资产抵押和可验证的绿色努力信号，解决了传统融资中固定资产抵押不足和信息不对称问题。在信息对称下，BoT通过扩大融资范围、重新分配利润提升韧性，但并非万能；在信息不对称下，BoT通过改变信号传递机制，使企业在特定条件下获得更高利润，但绿色努力水平可能低于TPOF。案例进一步验证了理论结果。

**研究结论**（翻译）
（1）在信息对称下，当农户融资需求高且普通农产品价格高时，企业仅能通过BPOF采购绿色农产品，BoT扩大了农户参与；当融资需求低且价格高时，BoT可重新分配利润而不改变总利润和绿色努力；当融资需求低且价格低时，TPOF下的绿色努力更高。（2）在信息不对称下，当普通农产品价格高或融资需求高时，BPOF使企业更易获得分离均衡，而TPOF在价格低时占优；BoT改变了信息传递渠道，使得在普通农产品价格略低于抵押品价值时，企业通过BPOF获得更高利润，但农户绿色努力较小。总体而言，BoT通过增强融资可及性、优化利润分配和改善信息传递，有效提升了资金约束型绿色农业供应链的韧性，但需结合具体市场条件选择融资模式。