產品鏈背景下支持3PL綠色轉型的政府補貼策略研究

尚文芳 路寒霜 張智勇

1（鄭州大學商學院，鄭州 450001） 2（華南理工大學電子商務系，廣州 510641）

引 言

十九大以來，政府加強了環境治理力度，愈發重視物流的綠色化發展，相繼頒布了多項政策來推動物流綠色轉型。2020年10月頒布的 《快遞包裝綠色產品認證目錄（第一批）》，使綠色物流的發展前進了一大步。2022年3月印發 《城市綠色貨運配送示范工程管理辦法》，進一步推動城市貨運配送體系的綠色低碳發展。習近平總書記在黨的二十大報告中指出 “推動形成綠色發展方式和生活方式是貫徹新發展理念的必然要求”，這再次強調了構建綠色物流體系的重要性。除了政府層面的持續關注，一些知名3PL（第三方物流服務提供商）也積極響應政策要求，不僅自身進行綠色改造，還與上下游企業合作推動綠色物流發展，如順豐供應鏈借鑒德國郵政敦豪集團的綠色供應鏈經驗，與物流產業相關部門及上下游伙伴攜手構建低碳循環發展的物流體系，每年可減少碳排放17噸。日日順供應鏈應用節能環保的運輸裝備如新能源車來減少碳排放，同時與零部件供應商、生產廠商以及包裝生產商共同定制多種類別的循環包裝產品，以貫徹綠色物流理念。順豐供應鏈和日日順供應鏈都是以客戶為中心，提供從生產端到消費端全盤全生命周期的交付運營統籌及優化服務，實現了3PL和產品供應鏈的完美融合。然而，由于綠色物流的發展尚處于初步階段且轉型伴隨高額成本，需要政府補貼發揮推動作用。技術補貼和價格補貼是常見的補貼方式。其中，技術補貼如由加拿大和澳大利亞政府設立的低碳創新基金和清潔技術投資項目，對低碳減排技術投資成本的資助高達50%；又如2016年深圳市重點物流企業資助政策和福建省冷鏈資助政策，前者對經認定的物流企業技術改造項目，按投入的10%給予最高100萬元的補貼，后者對國家級3A（以上）冷鏈物流企業信息化建設項目，按不高于投資額10%、最高100萬元予以補助。價格補貼如深圳市按照考核年度海鐵聯運完成的集裝箱量給予資助，其中省內的資助標準為200元／標準箱。顯而易見，政府的補貼政策不同，發揮的效用也不同，因此，基于綠色物流的背景討論哪種政府補貼政策能起到更好的效果具有重要研究價值。

基于以上分析，相關文獻將從3個維度區分：（1）物流綠色轉型。張俊山［1］基于供應鏈視角，分別研究了供應鏈透明和不透明情況下的綠色物流激勵機制，發現信息共享是推動供應鏈綠色物流發展的前提。付靜［2］考慮到綠色物流的負外部性，構建了政企激勵模型，強調了企業實施綠色物流的必要性。李獻士等［3］通過案例分析，強調了企業完善綠色物流知識體系以及提高物流技術水平的重要性。Tan等［4］構建了一個基于區塊鏈的綠色物流框架，發現通過與大數據的融合，物流企業可以有效降低成本，提高盈利能力。Wang和Hu［5］構建了模糊決策博弈模型，研究風險偏好對物流服務綠色水平的影響；（2）引入3PL的綠色供應鏈。張曙紅和王嵐［6］構建了一個由生產商、3PL和零售商組成的綠色農產品供應鏈，研究政府補貼對供應鏈協調的影響。Geng等［7］指出當3PL與供應商合作時，生態設計和包裝可以更好地提升產品質量，增加運營利潤。Jamali和Rasti-Barzoki［8］研究不同競爭結構下3PL對供應鏈可持續性的影響，發現為了實現更高的綠色度，3PL必須在博弈中擁有更大的權力。Mahmoudi等［9］指出綠色生產商與3PL在供應鏈中的合作提高了公眾對環境問題的認識，并促進了供應鏈的可持續性。張建軍［10］通過構建三級綠色農畜產品供應鏈模型，研究了3PL參與下供應鏈的利益協調問題；（3）政府對綠色供應鏈進行補貼。Guo等［11］利用博弈和優化理論，考察不同政府補貼政策對供應鏈成員社會福利和利潤的影響。Xue等［12］研究政府補貼對節能產品零售價格、節能水平、市場需求、供應鏈利潤和社會福利的影響。曹雪竹［13］基于信息不對稱，考慮了政府根據綠色度對制造商進行成本補貼和對消費者實施價格補貼兩種補貼形式對供應鏈成員決策和利潤的影響。王賢［14］在同時考慮制造商綠色投資和零售商銷售努力的基礎上，研究消費者價格偏好和綠色產品偏好對政府不同補貼策略效果的影響。Chen等［15］建立了一個動態微分博弈模型，探討有限補貼是否能夠提高供應鏈的績效。此外，綠色供應鏈的研究離不開對消費者偏好的刻畫，如Geng等［7］、Jamali和Rasti-Barzoki［8］、 Mahmoudi 等［9］和 Guo 等［11］、 Xue等［12］、 Chen 等［15］。 容易發現， 綠色物流已逐漸向供應鏈發展，但相關研究尚不成熟，大多基于物流服務供應鏈，基于產品供應鏈考慮綠色物流發展的相關研究較少，對于綠色物流的補貼是否對產品本身的綠色化發展存在溢出效應尚未可知。綠色供應鏈中不同補貼政策的對比雖屢見不鮮，但大多針對零售商和制造商，少有針對綠色3PL的，然而，綠色物流發展具有重要價值，不同補貼策略具有不同意義，哪種補貼更有利于促進綠色物流甚至綠色供應鏈的發展，需要進行對比研究。綠色供應鏈中對消費者偏好的刻畫大多僅局限于綠色產品本身的敏感性，少有考慮對綠色物流服務的偏好，更未考慮二者的互動對供應鏈決策的影響。

綜上，本文基于兩種補貼政策構建了由綠色制造商、綠色3PL以及零售商組成的Stackelberg博弈模型，不僅考慮了綠色3PL與上下游企業之間的合作和政府對3PL的不同補貼政策，還考慮了消費者的綠色產品偏好和綠色物流偏好，研究各種參數變化帶來的影響，對比分析兩種補貼政策的效果，為供應鏈上各企業發展綠色物流提供決策參考，也為政府實施補貼策略提供依據。

1 問題描述

本文基于制造商、3PL和零售商組成的供應鏈，針對政府分別給予3PL成本補貼和技術補貼兩種情形建立決策模型，其中，制造商占據主導地位，上下游成員之間服從Stackelberg主從博弈，制造商對產品綠色度和綠色產品批發價進行決策，3PL基于制造商決策設定物流服務的綠色度及價格，零售商基于制造商和3PL的定價及綠色度確認產品的零售價，其中零售商承擔產品物流費用，見圖1。政府對3PL的綠色發展給予補貼時，博弈的邏輯和思路并未發生改變，但物流服務的綠色度和定價會因補貼而發生改變。文中所用符號及意義說明見表1。

表1 符號及意義說明

圖1 供應鏈結構和決策示意圖

為方便討論，本文作出以下假設：

假設1：考慮逐利性［16］，零售價、批發價及物流服務價格之間滿足pi＞wi＋mi（i＝1，2）。

假設2：各情形市場基礎均為a，制造商綠色產品成本系數均為h1，物流綠色化成本系數均為h0。

假設 3： 參考王肖艷［17］和 Yang 等［18］的線性需求函數，本文考慮消費者具有綠色產品偏好和綠色物流偏好，各情形下的需求函數分別為：

假設4：消費者的綠色偏好不超過其對價格的敏感度［8］即 0≤d≤1 和 0≤f≤1。

假設5：制造商綠色投入成本為產品綠色度gi的二次函數［19］， 即， 3PL 綠色投資成本為物流服務綠色度的二次函數［17］，即。

假設6：政府對3PL的補貼政策有兩種，根據綠色投資成本［20］給予的技術補貼率s和根據需求量［21］給予的價格補貼r。

假設7：借鑒Yang等［22］的研究，制造商單位生產成本為0；類似地，3PL單位服務成本為0。

2 建模與求解

根據產品和物流服務涉及到的收益和成本，建立供應鏈各個成員的利潤函數，并根據主從博弈進行逆向歸納法求解，對兩種情形下的相關決策和利潤進行比較和分析，判斷政府價格補貼和技術補貼對供應鏈決策的影響。

2.1 政府對綠色3PL實施價格補貼

此種情形下，政府對3PL給予價格補貼。整個供應鏈上的決策次序為：制造商先決策其產品綠色度和批發價，3PL再決定其物流服務價格和綠色度，最后零售商根據批發價和物流服務價格決定其零售價。3個成員的利潤函數具體如下：

上述模型中，制造商利潤為批發綠色產品的收益與綠色產品技術投資成本之間的差值，3PL的利潤源自于提供綠色物流服務產生的收益與綠色物流技術投資成本之間的差值，零售商除了獲得銷售綠色產品產生的收益，還需支付采購成本和物流服務費用。政府對3PL提供的綠色物流服務給予價格補貼，零售商也因此獲益。根據最優性定理容易得到模型最優解，具體如定理1所描述。

定理1：供應鏈各成員最優決策及利潤具體特征為：

（1）零售商利潤關于產品零售價凹性變化，存在極大值。

（2） 滿足B1＝4h0-d2＞0時， 3PL利潤關于物流服務價格和綠色度凹性變化，存在極大值。

（3） 當B2＝（8h1-f2）h0-2h1d2＞0 時， 制造商利潤關于產品綠色度和批發價凹性變化，有極大值。

（4）最優決策和利潤為：

定理1表明，供應鏈的最優決策及利潤與消費者綠色偏好特征和綠色投資成本系數關聯緊密，不僅涉及到綠色產品，也涉及到綠色物流服務。消費者綠色物流偏好系數滿足條件或者綠色物流投資成本滿足h0＞d2／4時，3PL才有投資綠色技術的動機。此外，消費者對產品和物流服務的綠色偏好及對應綠色成本之間存在互動，彼此之間滿足h0＞2h1d2／（8h1-f2）時， 才有助于綠色供應鏈更好發展。

定理2：政府對3PL給予價格補貼時，最優決策及利潤隨綠色投入及偏好變化如下：

由定理2可知，當政府對3PL給予價格補貼時，最優決策與各個成員的利潤均與綠色產品投資成本系數h1和綠色物流投資成本系數h0負相關，與消費者綠色偏好系數f和d正相關。除了物流服務和產品的定價策略，其他決策結果和供應鏈成員的利潤均與政府補貼正相關，即政府對3PL實施價格補貼有利于強化產品和物流服務的綠色度，也能夠提升供應鏈成員的積極性。這不僅對環境是有益的，也會增加市場需求。

定理2表明，物流服務和產品的定價是否隨政府補貼r遞增取決于綠色物流和綠色產品的投資成本系數以及消費者的綠色偏好特征。當成本系數固定時，2h1d2＋h0f2＝6h0h1的本質是橢圓方程，這意味著政府補貼對物流定價的作用取決于消費者對綠色產品和綠色物流的偏好系數處于橢圓內部還是外部，當2h1d2＋h0f2＞6h0h1時，偏好系數處于橢圓外部，物流定價將隨政府補貼遞增變化，反之遞減，產品的零售定價也存在類似的情況。當偏好系數固定時，2h1d2＋h0f2＝6h0h1的本質是反函數，此時成本系數也需滿足一定關系才能使政府補貼發揮降價效用。

2.2 政府對綠色3PL的技術補貼

此種情形下，政府對3PL給予技術補貼。整個供應鏈上的決策次序同情形1。利潤函數如下：

上述模型中，政府對3PL提供的綠色物流服務給予技術補貼，3PL的綠色物流技術投資成本因此下降。根據最優性定理容易得到各個利潤模型的最優解，具體如定理3所描述。

定理3：供應鏈各成員最優決策及利潤具體特征為：

（1）零售商利潤關于產品零售價凹性變化，存在極大值。

（2） 滿足B3＝4h0（1-s）-d2＞2 時， 3PL 利潤關于物流服務綠色度和價格凹性變化，存在極大值。

（3） 當B4＝（8h1-f2）（1-s）h0-2h1d2＞0 時，制造商利潤關于綠色度和批發價凹性變化，有極大值。

（4）最優決策和利潤為：

根據定理3，供應鏈的綠色度、價格和利潤都與定理1中對應結果存有差異，其成立的前提條件與定理1相比多了政府技術補貼的影響，這意味著供應鏈成員是否能夠取得極大利潤不僅受消費者偏好特征與綠色技術成本之間互動的影響，也受政府技術補貼的影響。

定理4：政府對3PL給予技術補貼時，最優決策及利潤隨綠色投入及偏好變化如下：

由定理4可知，當政府對3PL給予技術補貼時，最優決策與各個成員的利潤隨偏好特征和成本系數的變化與定理2一致。最優決策與各個成員的利潤均與技術補貼正相關，隨著技術補貼的增加，產品和物流服務綠色度均會有所提高，雖然技術補貼沒能有效降低定價，但卻能有效提高市場需求和供應鏈各成員利潤。

2.3 不同情形決策比較

為進一步分析政府補貼政策對供應鏈的影響，對兩種情形的最優解比較分析，得到以下引理。

引理1：各情形下決策變量之間的大小關系為：

根據引理1可知，兩種情形下各決策變量與市場需求的大小有著相似的關系，如對于不同情形下的批發價，當時，，反之，產品綠色度、物流服務綠色度以及市場需求具有相似的變化。需要注意的是，由于情形1中物流服務定價和產品零售價對政府價格補貼的一階導數不總大于0，當其一階導數小于0時，始終有，當其一階導數大于0時，與批發價等有相似變化。

引理2：各情形下市場需求和供應鏈成員利潤之間的大小關系為：

引理2表明，不同情形下供應鏈成員利潤的大小與引理1中各決策變量有著相似的變化，類似地，也可以對供應鏈成員利潤在兩種政府補貼策略下的排序進行比較分析。

3 數值實驗與分析

為了確認模型的可算性以及上述定理和引理的正確性，并更深入地揭示最優決策結果中包含的管理啟示，本文通過Matlab及Excel軟件進行數值實驗。模型中相關參數取值不僅充分考慮了為汽車、快消品與零售、工程與工業制造等行業提供物流服務的順豐、日日順等進行綠色轉型的3PL的實際發展情況，也參考已有相關研究如Mahmoudi等［9］、 Liu 等［23］、 Wang 和 Wang［24］的賦值思路，同時考慮各定理中的前提條件，賦值如下：

a＝10，f∈［0，1］，d∈［0，0.8］，h1∈［0.16，0］，h0∈［3.7，10］，r∈［0，3］，s∈［0，0.8］

4.1 各參數變動對產品綠色度和物流服務綠色度的影響

從表2可以看出，無論3PL獲得價格補貼還是技術補貼，產品綠色度和物流服務綠色度受到各個參數的影響后所呈現出的變化趨勢始終相同，如政府給予3PL價格補貼時，隨著消費者綠色偏好的增加，產品綠色度持續提高，物流服務綠色度亦如此，政府給予3PL技術補貼時也有同樣的變化趨勢，即政府對3PL進行補貼具有溢出效應，可同時促進產品綠色度的提升，實現整個鏈條生產、運輸等過程的綠色化。

表2 最優決策變動表

3.2 各參數變動對定價決策的影響

表2中數據表明，無論3PL獲得價格補貼還是技術補貼，批發價受到各個參數的影響后所呈現出的變化趨勢始終相同；物流服務定價和產品零售價除了隨政府價格補貼變化的趨勢與批發價不一致外，隨其他參數的變化趨勢均與批發價一致。即價格補貼對批發價有正向促進作用，但對零售價和物流服務定價的影響卻取決于偏好特征和成本系數之間的互動。

3.3 政府技術補貼和價格補貼對供應鏈成員利潤的影響

由圖2、圖3以及表2可知，技術補貼和價格補貼對供應鏈成員利潤、產品綠色度以及物流服務綠色度的影響趨勢是相同的，隨著技術補貼和價格補貼的增加，制造商利潤、零售商利潤、3PL利潤、產品綠色度以及物流服務綠色度均得以增加，且可明顯看出隨著價格補貼的增加，利潤增加的幅度更大，即價格補貼的效果更強。無論技術補貼還是價格補貼在促進環境綠色化的同時也能使供應鏈成員利潤增加，是非常有效的調節工具。

圖2 政府價格補貼r對各成員利潤的影響

圖3 政府技術補貼s對各成員利潤的影響

3.4 消費者偏好特征對供應鏈成員利潤的影響

如圖4所示，隨著消費者綠色產品偏好f的增加，供應鏈各成員的利潤也平緩增加，且政府給予3PL價格補貼時各成員利潤都高于政府給予3PL技術補貼的各成員利潤，各情形中制造商利潤均高于3PL利潤，3PL利潤均高于零售商利潤。由圖5可知，供應鏈各成員利潤隨消費者綠色物流偏好d的變化和圖4相似。

圖4 消費者綠色產品偏好f對各成員利潤的影響

圖5 消費者物流偏好d對各成員利潤的影響

3.5 不同補貼政策對比

補貼參數r和s分別在［0，3］、 ［0，0.8］的范圍內取值時，決策變量和利潤排序情況如下。

結合圖6和表3，當技術補貼0＜s＜0.3時，隨著價格補貼r的增加，Δe由負變為正，且隨著s越大，需要更大的價格補貼力度才能使；當0.3≤s≤0.8時，無論r如何變化，Δe始終小于0。即如果政府實施補貼的目的是為了提高物流綠色水平，基于成本效益原則，政府應選擇技術補貼，因為稍作補貼就能達到減排的效果，而同樣的效果，價格補貼需要投入更多資金。

表3 兩種補貼對物流服務綠色度的影響

圖6 兩種補貼對物流服務綠色度的影響

圖7表示當λ＜0時，兩種情形下物流服務定價的大小，由圖7可見，始終有， 當μ＜0時，零售價也有相同變化，在這種情形下，對3PL而言技術補貼更有益，對消費者而言價格補貼更受歡迎。當λ＞0時，與圖6相似。此外，結合定理2和定理4，可以發現如果政府實施補貼的目的是為了提高消費者剩余和社會福利，那么價格補貼是更有效的，可以達到降價的目的。

圖7 兩種補貼對物流服務定價的影響（λ＜0）

由圖9和表4可知，當價格補貼0≤r≤1.5時，隨著技術補貼s的增加，Δe由正變為負，且隨著r越大，需要更大的技術補貼力度才能使；當1.5＜r＜3時，無論s如何變化，Δe始終大于0。即如果政府實施補貼的目的是為了提高供應鏈成員利潤，提升經濟水平，基于成本效益原則，政府應選擇價格補貼，因為稍作補貼就能達到提高利潤的效果，而同樣的效果，技術補貼需要投入更多資金。由圖8可知，產品綠色度與3PL利潤大小排序類似，除了產品綠色度，批發價、市場需求、零售商利潤以及制造商利潤都有相似的大小關系。

圖8 兩種補貼對產品綠色度的影響

圖9 兩種補貼對3PL利潤的影響

4 結 論

本文同時將綠色產品和綠色物流引入供應鏈，并在此基礎上研究不同政府補貼的實施效果，主要研究結論和相關建議如下：

（1）消費者綠色偏好的增加不僅有助于增強產品和服務的綠色度以及相應的定價，而且有助于提高供應鏈各成員的利潤，降低綠色技術成本也有同樣的效果。所以為了實現綠色低碳的生產和生活方式，企業應優化生產和運輸方案，加大對成本的控制，政府應增強綠色消費理念的宣傳力度，促進消費者綠色偏好的增加。

（2）消費者對產品和物流服務的綠色偏好及對應綠色成本之間存在互動，彼此之間滿足一定關系才有助于供應鏈各成員實現利潤最大化；當政府給予第三方物流技術補貼時，為了實現利潤最大化，有必要考慮技術補貼的影響。依據此結論，企業切勿 “閉門造車”，在進行綠色生產或轉型的同時要兼顧消費者的綠色消費意識和政府相關政策。

（3）技術補貼和價格補貼都有助于綠色度以及供應鏈各成員利潤的提升，價格補貼滿足一定條件時有助于實現物美價廉，也有助于提高消費者剩余和社會福利。故政府可以對第三方物流服務提供商給予補貼來促進企業綠色轉型、推動環境綠色發展。

（4）不同補貼政策的效果因對象而異，技術補貼更有利于提高物流綠色水平，價格補貼更有助于擴大市場需求、提高產品綠色度、增加供應鏈各成員利潤。因此政府可以根據不同目標針對性地實施補貼政策。

盡管如此，本文尚有不足之處，如僅考慮了價格補貼和技術補貼之間的優劣或者差異，未考慮制造商或者零售商自建物流的情形，未來將從這些視角對綠色供應鏈展開更加深入的研究。