林紙一體化綠色供應鏈利益分配系統動力學仿真分析

岳慶如，張智光

(1.南京林業大學經濟管理學院，江蘇南京 210037；2.金陵科技學院商學院，江蘇南京 211169)

黨的十九大報告強調加快生態文明體制改革，建設美麗中國。隨著我國生態文明建設步伐的推進，林業綠色供應鏈等涉及生態理念相關問題的研究熱度也開始呈上升趨勢。從世界上許多國家的林、漿、紙業的成功結合開始，就體現了林紙一體化（以下簡稱“林紙”）綠色供應鏈的基本思想［1］。林紙綠色供應鏈將供應鏈系統拓展到生態環境系統，有效結合林產經濟子系統和生態環境子系統，推動林產經濟子系統和生態環境子系統良性互動，林紙綠色供應鏈在發展過程中同時兼顧經濟效益和生態效益。林紙綠色供應鏈通過林木種植、木材采運、制漿、造紙、紙制品生產、紙產品銷售、利益分配、利益補貼原料生產等一系列環節，同時與木材加工業、農業、機械制造、化工、印刷、包裝、物流、環境保護、資源回收等諸多產業緊密合作，形成良性循環和緊密合作的關系，供應鏈上節點企業間利益分配相關問題的研究一直是熱點。針對林紙綠色供應鏈上的利益合理分配，是否可以實現整個供應鏈的價值增值，和制漿造紙企業、木材加工企業、林場和林農、其他市場主體、政府財政、社會資本等經濟主體間的合作共贏，以及利益分配的關鍵環節和影響因素是什么等相關問題，本研究旨在構建林紙綠色供應鏈利益分配系統動力學模型，對以上問題展開研究，試圖為林紙綠色供應鏈的產業與生態共生發展及價值增值提供決策參考。

1 文獻回顧

跟隨生態文明建設的步伐，綠色供應鏈相關問題已成為學者研究的熱門話題。通過檢索分析，林紙綠色供應鏈利益分配相關研究綜述如下。

有一些學者對林紙綠色供應鏈結構等相關內容進行界定，如陳曉華等［2］界定了綠色供應鏈的內涵和特征，并提出綠色供應鏈管理機制。從綠色供應鏈角度出發，張智光等［3-6］研究了林紙一體化系統的結構模型和特性，并分別從宏觀和微觀兩個角度研究了林紙一體化綠色供應鏈的運行模型，構建林業綠色供應鏈的共生模型、共生循環結構模型、運行機制模型等，系統研究了林業綠色供應鏈模式。林業綠色供應鏈得以拓展后，有學者對基于林紙一體化模式下如何構建造紙企業綠色供應鏈相關內容展開研究，如王進［7］研究了林紙一體化下造紙企業綠色供應鏈構建。當林紙綠色供應鏈結構和特性相關內容充分研究后，如何對其進行管理從而促進其發展的研究緊跟而來，如李正軍等［8］基于對林-漿-紙產業鏈的分析，對其供應鏈協同管理機制和實施策略等內容進行了細致分析；而鄭慶華等［9］對林紙綠色供應鏈相關研究內容進行拓展，用其管理思想指導林產物流的相關管理，建立了林業綠色供應鏈物流一體化的三維管理模型；劉?。?0］對林紙供應鏈原料供應管理可能存在問題展開研究。

當林紙綠色供應鏈結構、特性及管理相關內容得到界定后，供應鏈結構中不同參與主體間如何聯結在一起是接下來要研究的內容，如郭承龍等［11］從成本角度探討林業綠色供應鏈的形成動力；對不同參與主體間如何共存共發展，陳巖等［12］從信息共享機制、物質交換機制和能量分配機制幾個方面構建了林業綠色供應鏈的共生界面，期望提高供應鏈的整體穩定性和競爭力；楊青［13］應用Lotka-Volterra模型測算林紙一體化綠色供應鏈的林紙產業與林業生態的共生關系。

林紙綠色供應鏈內不同參與主體是利益共同體，學者圍繞林紙一體化綠色供應鏈利益分配相關問題進行研究，如文科等［14］研究林紙一體化綠色供應鏈成員企業的利益分配；伶俐等［15］、湯向東［16］、徐志斌等［17］構建綠色供應鏈利益分配模型，通過模型分析試圖提升供應鏈的整體效益，求出綠色供應鏈上凈利潤最優化求解的方法，并建立綠色供應鏈管理績效評價體系，對供應鏈管理效果進行評價研究。在已有研究中，有很多學者以夏普利（Shapley）值法為基礎，如儲麗琴等［18］基于Shapley 值法研究綠色供應鏈企業利益分配協同機制；穆慧萍等［19］在采用Shapley 值法研究中綜合考慮影響綠色供應鏈系統利益分配的多種因素；李巍巍等［20］和劉佩［21］對夏普利值進行修正，基于此構建利益分配協同模型，設計綠色供應鏈系統分配策略、設計聯盟利益在各參與者之間進行公平分配的機制等。此外，龍江華等［22］基于不對稱納什（Nash）協商建立了綠色供應鏈系統利益分配模型。

基于已有研究分析可以發現，對林紙綠色供應鏈結構、特性等相關內容的研究，使得林紙綠色供應鏈研究范圍得以拓展至如何構建以及如何對其進行管理；當林紙綠色供應鏈結構明確后，供應鏈參與主體間聯結在一起的動力以及緊密合作的動力得到深入研究，即林紙綠色供應鏈內不同參與主體是利益共生關系；緊接著圍繞林紙綠色供應鏈利益分配相關問題得到研究，已有研究更多集中于利益分配的方法、模型的研究，即怎么分配，而關于利益分配過程中的關鍵路線、關鍵影響因素未展開研究。因此，為了細致分析并弄清楚林紙綠色供應鏈利益分配的過程路線，并找出關鍵環節和關鍵影響因素，從而推進林紙綠色供應鏈的進一步發展，本研究采用系統動力學方法構建其利益分配系統動力學模型，就提出問題展開研究。

2 林紙綠色供應鏈利益分配系統動力學模型的構建

2.1 因果關系構建與變量選擇

林紙綠色供應鏈涵蓋森林培育、木材采運、制漿造紙、紙產品銷售等眾多環節，包含制漿造紙企業、木材加工企業、營林企業、銷售企業等主體。為了建模簡潔且明確，依據各主體在供應鏈中的地位和作用，本研究在構建系統動力學模型時，將林紙綠色供應鏈的構成環節及利益分配參與主體簡化為造紙企業、營銷企業、營林企業。通過梳理林紙綠色供應鏈利益分配各變量之間的關系，得到的因果關系如圖1 所示。

圖1 林紙綠色供應鏈利益分配系統因果關系

林紙綠色供應鏈利益分配中，主要的因果關系回路有：

（1）多主體共同收益→待分配新增收益→營林主體收入→森林培育投入→造林面積→原材料與“三剩物”供應量→制漿產量→紙產品產量→紙產品綠色營銷、綠色消費量→營銷主體初始收入→營銷主體收入→多主體共同收益。

（2）多主體共同收益→待分配新增收益→營林主體收入→森林培育投入→造林面積→原材料與“三剩物”供應量→制漿產量→紙產品產量→紙產品綠色營銷、綠色消費量→造紙企業初始收入→造紙企業收入→多主體共同收益。

（3）營林主體收入→森林培育投入→造林面積→原材料與“三剩物”供應量→原材料交易額→營林主體初始收入→待分配新增收益→營林主體收入。

（4）營林主體收入→森林培育投入→造林面積→原材料與“三剩物”供應量→制漿產量→紙產品產量→紙產品綠色營銷、綠色消費量→營銷主體初始收入→營銷主體收入→多主體共同收益→待分配新增收益。

（5）營林主體收入→森林培育投入→造林面積→原材料與“三剩物”供應量→制漿產量→紙產品產量→紙產品綠色營銷、綠色消費量→造紙企業初始收入→造紙企業收入→多主體共同收益→待分配新增收益→營林主體收入。

（6）營銷主體收入→多主體共同收益→待分配新增收益→營林主體收入→森林培育投入→造林面積→原材料與“三剩物”供應量→制漿產量→紙產品產量→紙產品綠色營銷、綠色消費量→營銷主體初始收入→營銷主體收入。

（7）造紙企業收入→多主體共同收益→待分配新增收益→營林主體收入→森林培育投入→造林面積→原材料與“三剩物”供應量→制漿產量→紙產品產量→紙產品綠色營銷、綠色消費量→造紙企業初始收入→造紙企業收入。

2.2 系統動力學模型的流量圖建立

因果關系圖表現的是系統中各要素之間的交互作用和反饋關系，是模型結構分析的重要過程，同時也是仿真模擬過程的需要，但因果關系圖無法區分不同變量的性質，且缺乏對系統整體運行過程的描述，因此開展定量研究需要對系統進行量化處理，繪制存量流量圖。系統存量流量圖使用直觀的符號來表現各因素之間的邏輯關系，并運用函數方程式和數據來豐富變量之間的邏輯關系，這樣可以進一步分析出變量的性質，確定系統的反饋模式以及控制規律。通過系統存量流量圖，在情境設計時通過改變一些變量的參數，分析和預測不同情境下的反饋路徑，以及對比一些變量的變化趨勢。

如圖2 所示，本研究通過對林紙綠色供應鏈因果關系圖及重要回路進行適當拓展及延伸以后，提煉出一些重要的變量，構建了林紙綠色供應鏈利益分配系統流圖。其中，狀態變量用矩形符號表示，指向狀態變量的實線箭頭表示狀態變量的輸入流，自狀態變量向外的實線箭頭表示狀態變量的輸出流［23］；速率變量反映了系統狀態的變化速度或者決策幅度的大小，是數學意義上的導數；輔助變量是中間變量，能夠用來描述復雜方程式中的一部分，簡化速率變量的方程式；常量表示系統設定的仿真時間段內幾乎不發生變化的量。在本研究中，狀態變量是造林面積；速率變量包括成熟林面積增量、林地減少量；輔助變量及常量包括制漿產量、原材料與“三剩物”供應量、原材料交易收入、原材料價格、多主體共同收益、排污權交易額、排碳權交易額、林地減少率、林權交易價格、林權交易收入、林權交易量、森林培育投入、流通成本、紙產品產量、紙產品價格、營林主體初始收入、營林主體收入、營林投入產出比、營銷主體初始收入、造林面積增量、造紙企業初始收入、采伐率、零售價格、待分配新增收益、營林主體分配的新增收益、營銷主體分配的新增收益、造紙企業分配的新增收益、營銷主體收入、造紙企業收入。

圖2 林紙綠色供應鏈利益分配系統

3 系統動力學模型仿真

3.1 主要變量方程式和數據來源

為了進行系統動力學模型仿真，需要對狀態變量、速率變量、輔助變量和常量建立規范完整的方程式來表現變量間的關系［24］；確定系統動力學方程式之后，還需要對模型中的參數進行賦值。不論是構建方程式過程中對相關變量的系數、常量的值進行確定，還是在模型仿真運行階段對變量輸入值進行調整的過程，參數的確定不僅需要借助一些數學分析模型和方法，如回歸模型、預測模型、均值處理等，還需借鑒相關統計數據、調研數據等作為基礎數據源。為能客觀反映林紙綠色供應鏈利益分配的整體情況，本研究模型分析數據來自山東省一家以造紙為主導產業的企業，從其2010 年到2019年度年報中財務報表等相關內容計算與分析所得；銷售主體相關數據來源于某著名電商平臺調研；一些常量數據來源于網絡和實地調研。筆者同時查閱相關資料、文獻，咨詢許多專家學者，對相關參數進行初始設定，并進行多次仿真模擬以最終確定模型。模型的主要變量及方程如表1 所示。

表1 林紙綠色供應鏈利益分配模型分析變量及計算方法

3.2 仿真結果及分析

3.2.1 不同變量的變化趨勢

如圖3 所示，通過系統動力學模型中造林面積、森林培育投入、營林主體收入、多主體共同收益等變量之間的因果關系樹可以發現，營林主體的收入影響森林培育的投入，當營林主體投入更多的物資營林，則造林面積增量和造林面積也會顯著增加，而造林面積又將影響供應鏈條上制漿造紙原料供應的質量和數量，持續穩定且低價的原料供應能保障制漿造紙企業的生產和供應鏈上其他主體的生產運作，使各主體獲得穩定的收益并保障供應鏈的整體收益。

圖3 林紙綠色供應鏈利益分配模型的變量因果關系樹

在既定參數下，根據系統動力學模型仿真結果（見圖4）可以看出，造林面積隨著時間的發展呈逐年下降趨勢；當造林面積過低、難以維持林紙綠色供應鏈發展所需原料供應時，勢必影響制漿造紙企業的發展和運營，繼而影響供應鏈上其他主體及供應鏈整體的穩定和發展，即造紙企業、營銷主體、營林主體的初始收入隨著造林面積的逐年縮減而減少。這與圖3分析的變量之間影響作用路徑是一致的。

圖4 林紙綠色供應鏈利益分配中不同變量的變化趨勢

3.2.2 仿真結果初步分析

（1）制漿造紙工業原料林的培育面臨營林周期長、生產存在自然災害等問題，造成營林主體收益見效慢、收益不穩定、總體收益不高等困境。

（2）造林是利益分配中的關鍵環節，而經過一段時間發展，造林面積將無法持續穩定地供應林紙綠色供應鏈參與主體的發展；當造林面積逐年減少，營林主體初始收入、造紙企業初始收入、營銷主體初始收入等變量都受之影響。當營林環節不能持續保障制漿造紙主體的原料供應時，林紙綠色供應鏈各參與主體的聯盟關系是不穩定的，存在瓦解的可能性，其中制漿造紙企業是系統的核心企業，當核心企業難以從聯盟關系中獲利，則預示著系統將瓦解。

（3）營林主體收入是造林環節的關鍵影響變量，而營林主體初始收入及營林主體分配到的新增收益決定營林主體收入的多寡。營林主體收入決定了制漿造紙工業原料林培育的投入，而森林培育投入影響造林面積多寡，造林面積制約制漿造紙工業原料的供應，從而決定林紙綠色供應鏈中制漿造紙企業、木材加工企業、能源企業、物流企業、營銷主體等的收入與發展運營，只有供應鏈健康、穩定、持續發展，林紙一體化才能創造出良好的生態效益和經濟效益。因此，如何增加營林主體的收入是亟待研究的問題。

3.3 仿真結果進一步分析

3.3.1 營林主體收入對造林面積、多主體共同收益的影響

針對營林主體收入如何對造林面積、供應鏈整體收益產生影響及其影響作用到底有多大這個問題，通過分別調節造紙企業收入、營銷主體收入、營林主體收入3 個變量，分別給其變量初始值一定額度的增量，通過系統動力學模型進行仿真。結果如圖5、圖6所示，可見在3個變量初始值同等增加的情況下，營林主體收入變量的調節對造林面積和多主體共同收益所帶來的影響要遠遠大于另外兩個變量的影響，而在造紙企業收入、營銷主體收入初始值同等增加的情況下，對造林面積和多主體共同收益所帶來的影響是一樣的，且遠小于營林主體收入引起的變化。

圖5 林紙綠色供應鏈中不同主體收入對共同收益的影響

圖6 林紙綠色供應鏈中不同主體收入對造林面積影響的仿真分析

3.3.2 原材料價格對營林主體收入的影響

營林主體初始收入由原材料交易收入、林權交易收入構成。在實際操作過程中，林權交易價格完全由市場需求和交易機制決定，難以控制，而原材料價格屬于供應鏈內部交易價格，由造紙企業需求和市場交易行情所決定，存在一定調節空間。當把原材料價格提高時，營林主體收入也得到提高，且高于原材料價格調整前（見圖7）；營林主體收入直接決定森林培育環節投入物資的多寡，從而影響林紙綠色供應鏈原料的供應，并決定了供應鏈上制漿造紙企業、木材加工企業、能源企業、物流企業、營銷企業等的運營與發展。因此根據仿真結果，通過提高原材料內部交易價格來提高營林主體收入是有效的舉措。

圖7 林紙綠色供應鏈中原材料價格調整前后營林主體的收入變化

3.3.3 營林主體分配的新增收益對營林主體收入的影響

假設林紙綠色供應鏈參與企業對供應鏈作出的貢獻和所承擔的運營風險都是相等的，供應鏈參與企業平均分配新增收益，即營林主體分配到的新增收益等于待分配新增收益的1/3。通過增加營林主體分配的新增收益進行仿真，如圖8 所示，營林主體的收入逐年增加，且高于營林主體分配新增收益變量調整前。因此根據仿真結果，通過提高營林主體分配的新增收益來提高營林主體收入也是非常有效的辦法。

但是我們應該注意到，造紙企業的收入與營銷企業的收入在調整營林主體新增收益后的數值低于調整前（見圖9、圖10），原因是因為增大了營林主體分配的新增收益而降低了造紙企業和營銷企業分配的新增收益，但從圖9、圖10 中仍可以發現，調整變量后的造紙企業收入和營銷主體收入仍然是逐年增長的。

圖10 林紙綠色供應鏈中調整營林主體新增收益前后營銷主體的收入變化

3.3.4 結果討論

（1）在林紙綠色供應鏈的利益分配方案中應增加營林主體收入分配比例，當營林主體收入增加后，森林培育投入也會相應增加，從而制漿造紙工業原料林面積得到一定程度的增加，通過供應鏈的良性循環來推動林紙綠色供應鏈的可持續發展。

（2）提高林紙綠色供應鏈中的原材料價格和營林主體分配的新增收益，都能夠非常有效地提高營林主體收入。

（3）林紙綠色供應鏈中營林主體分配的新增收益是通過聯盟合約約定公平合理的補貼額度，由供應鏈的核心企業牽頭，所有企業參與協商的探討決定，所以營林主體分配新增收益的調節在實際操作中比較可控，但是應該注意到，從仿真結果可見，由于其他企業是根據自愿原則補貼扶持營林企業發展，引起調整營林主體新增收益后的企業收入低于調整前。所以在實際操作過程中，其他企業對于營林企業的補貼額度不能一成不變，應該通過前期調查、后期反饋，在聯盟參與企業共同商討的基礎上每年重新約定合理的補貼額度。

4 結論與建議

4.1 研究結論

4.1.1 仿真結果證明森林培育環節的重要性

林紙綠色供應鏈利益分配系統動力學模型仿真結果證明了森林培育環節的重要性。營林主體的收入決定森林培育投入的多少，森林培育環節投入多寡影響著造林面積的增減，而造林面積影響工業原料的供應量，從而影響林紙綠色供應鏈上物流、信息流的流動性及其價值的增值。森林培育環節的森林資源沿著林紙綠色供應鏈結構流動不斷提升價值，驅動著林紙綠色供應鏈向前發展，最終推動社會經濟的可持續發展。

4.1.2 仿真結果證明提高營林收入的重要性

影響森林培育環節投入多少的調節因素有原材料價格、營林企業分配的新增收益，通過林紙綠色供應鏈利益分配系統動力學模型仿真結果得出，提高原材料價格和營林主體分配的新增收益都非常有效地提高了營林主體收入、造林面積、多主體共同收益等變量值。當營林主體收入增加，提高森林培育投入來擴大工業原料林造林面積，從而推動林紙綠色供應鏈良性發展。

4.1.3 仿真結果證明有效利益分配的重要性

林紙綠色供應鏈利益分配將供應鏈結構融入社會經濟大系統價值分配鏈條，并為林紙綠色供應鏈發展提供運行的經濟驅動力，公平合理的利益分配機制能促進林紙綠色供應鏈的良性循環，林紙綠色供應鏈的良性發展又反過來保障穩定且持續的利益分配。公平且合理的利益分配可以充分調動林紙綠色供應鏈各參與企業的積極性，進而推動林紙綠色供應鏈良性發展、個體利益及整體利益共同增加。

4.2 對策建議

4.2.1 扶持營林主體，加大森林培育環節的投入

森林培育環節的物資投入和過程管理都是由林紙供應鏈中的營林主體負責，所以為了加大森林培育環節的投入，需要扶持營林主體的發展。在林紙綠色供應鏈聯盟進行利益分配時，應加大考慮營林企業作出貢獻的分配比重；政府相關管理部門應制定相應的政策法規等，通過生態補償來扶持營林企業的發展，并提供自然育林、森林分類經營等技術上的支持，為營林企業的森林培育提供資金、措施、技術等支持。通過內外力量的共同支持，促進林紙綠色供應鏈經濟效益和生態效益共同提高，實現順應生態文明要求、產業與生態互利共生的發展目標。

4.2.2 合理調整原材料價格和營林企業的新增收益

在林紙綠色供應鏈發展過程中，供應鏈核心企業及其他參與企業都應意識到營林企業這個角色的重要性，為了聯盟共同利益及企業個體利益，聯盟制定利益分配方案時應合理制定原材料價格和營林企業新增收益的分配比例，從而合理調整營林企業的收入。

4.2.3 制定公平合理的利益分配方案

一個設計良好的聯盟合約應該是遵照相關法律、合同框架范圍設計的，林紙綠色供應鏈各參與主體在共同協商的基礎上，通過聯盟合約明確各自的權利和責任、利益分配方案、激勵和懲罰措施以及矛盾解決和協調辦法等，以保障供應鏈整體和個體利益及其穩定發展的實現；聯盟合約中還應明確供應鏈各參與主體、利益分配的計算方法、計算依據、時間節點等內容，確保利益分配過程、結果公平合理。利益分配問題是林紙綠色供應鏈發展的關鍵問題，利益分配方案是否合理且有效還需要制定反饋機制對其進行評價，通過對利益分配方案的反饋，可調整供應鏈的運行效率、對利益分配方案進行優化并保障供應鏈聯盟關系的穩定，因此在聯盟合約內約定公平合理的利益分配方案可以有效保障林紙綠色供應鏈的良性發展及其整體和個體利益的實現。