河南省現代農業物流系統動力學建模及場景分析

史 燕（南陽師范學院 經濟與管理學院，河南 南陽 473061）

1 河南省現代農業物流系統動力學的適用性分析

河南現代農業物流是一個影響因素眾多、運行機理復雜的經濟系統。系統內各因素互為因果，且多表現為非線性、高階次性等特點，無法運用單一的定性或定量方法進行分析研究。系統動力學是系統科學理論與計算仿真緊密結合，研究系統反饋結構與行為的一門科學。系統動力學認為，系統行為模式與特性主要取決于其內部結構。反饋是X 影響Y，反過來Y 通過一系列因果鏈來影響X，變量之間的影響表現為多維性、高階次、非線性等特性。因此，系統動力學具有在處理復雜系統問題上的先天優勢，其具備信息反饋、因素相互影等分析機制，能夠處理定性、定量數據，進而對系統進行仿真分析。

把河南現代農業物流看作復雜經濟系統，對其運行機制和運行行為進行系統動力學分析，可以摸清影響河南現代農業物流各因素變化的行為邏輯，進而運用規范的系統動力學方程，對影響因素進行定量化處理，并進行模型測試及模擬，為探索優化河南現代農業物流發展路徑尋找動力依據。

2 河南省現代農業物流系統邊界的確定

本文把經濟因素、農業物流供給因素、農業物流需求因素、成本因素、科技創新因素納入系統邊界，同時考慮到現代農業物流的投入回報周期以及行業發展特性，因此設置模型的運行時間周期為2015—2030 年，即15 年時長。具體如表1 所示。

表1 模型系統邊界

3 河南省現代農業物流系統動力學的模型構建

3.1 河南省現代農業物流系統的因果關系分析

模型的因果關系分析是構建系統動力學模型的基礎和關鍵，其能夠有效梳理模型變量間的邏輯關系，并明晰模型變量間的動力演化機制，本研究使用Vensim PLE 軟件繪制河南現代農業物流系統的因果關系圖，如圖1 所示。

圖1 河南省現代農業物流系統因果關系圖

根據圖1，得到以下主要反饋回路：

回路（1）：農業物流國家人才培養政策出臺數→（+）農業物流人員工資水平→（+）農業物流人才數→（+）農業物流創新研究人員數→（+）農業物流從業人員數→（+）河南物流增加值→（+）農業物流運輸完成量→（+）河南省GDP→（+）河南省農業GDP→（+）農業物流產值→（+）河南農業產業結構→（+）農業物流國家人才培養政策出臺數，該回路反映了國家對農業物流人才培養的重視程度是提升河南經濟發展水平、優化農業產業結構的重要因素之一。

回路（2）：農業物流運輸完成量→（+）河南省GDP→（+）農業物流國家財政投入→（-）河南省農業物流成本→（-）農業物流運輸需求量→（+）農業物流國家人才培養政策出臺數→（+）農業物流人員工資水平→（+）農業物流人才數→（+）農業物流創新研究人員數→（+）農業物流從業人員數→（+）河南物流增加值→（+）農業物流運輸完成量，該回路反映了河南農業物流供給水平的提升，對河南經濟發展、農業物流成本降低，以及農業物流從業人員數量增加等因素都起到積極影響。

回路（3）：河南省農業GDP→（+）物流科技研發投入→（+）物流創新專利數→（+）農業物流運輸需求量→（+）農業物流國家人才培養政策出臺數→（+）農業物流人員工資水平→（+）農業物流人才數→（+）農業物流創新研究人員數→（+）農業物流從業人員數→（+）河南物流增加值→（+）農業物流運輸完成量→（+）河南省農業GDP，該回路反映了河南農業經濟水平的提高，對農業物流領域的科技創新、農業物流需求水平、人才培養等方面都起到積極的正向作用。

3.2 河南省現代農業物流系統流圖及動力學模型的構建

在因果關系圖及因果回環的基礎上，根據各變量之間的關系與數據，建立模型流圖，如圖2 所示。

圖2 河南現代農業物流系統流圖

根據河南現代農業物流系統流圖，確定模型主要研究變量及參數種類，變量大部分數據主要來源是2011—2021 年的《河南省統計年鑒》，部分缺失數據主要根據歷年數據進行估算得到。模型中主要變量的動力學方程如表2 所示。

表2 河南省現代農業物流系統動力學方程體系及變量單位

3.3 河南省現代農業物流系統模型的檢驗

（1）歷史檢驗

模型的歷史檢驗是指把仿真模擬數據與真實歷史數據進行誤差的對比分析，如果兩者誤差在可接受范圍內，表明通過模型所描述的系統行為與實際情況相符，模型的準確性較高，可以用來進行政策模擬實驗。本研究隨機選取2015—2020 年河南省GDP 進行仿真模擬，結果如表3 所示。

表3 河南省GDP 仿真數據與歷史數據對比結果表

表3 表明，檢驗變量的歷史檢驗結果誤差均在5%范圍以內，模型能夠較好描述相關變量走勢，通過歷史檢驗，可以用于后續模擬分析。

（2）參數的靈敏度檢驗

本研究通過提升農業物流創新水平10%對河南省農業GDP 進行重新模擬，發現河南省農業GDP 在相關參數變化的情況下，其結果變化也在合理范圍內，具有敏感性，如圖3 所示。

圖3 模型參數靈敏度檢驗

4 河南省現代農業物流系統的仿真結果分析

對河南農業物流成本、河南農業運輸完成量、河南農業GDP 能夠反映河南現代農業物流發展水平的三個主要變量進行政策應用場景仿真分析，選取政策因素分別為區域政府財政投入、物流創新專利數、區域農業人才數。模擬以上三個變量在不同政策情境下的發展變化情況，對河南現代農業物流系統進行優化分析。

4.1 政府財政投入

將政府財政投入在原有基礎上提升10%、20%后，觀察河南農業物流成本、河南農業運輸完成量及河南農業GDP 的變化情況，其仿真結果如圖4 至圖6 所示。

圖4 河南省農業物流成本相對于政府財政投入的影響

圖5 河南省農業物流運輸完成量相對于政府財政投入的影響

圖6 河南省農業GDP 相對于政府財政投入的影響

從圖4 至圖6 可以看出，政府財政投入增加，河南農業物流成本下降，河南農業運輸完成量和農業經濟總量提高。這充分表明，加大區域政府財政在農業物流基礎設施、科技創新、專業人才等方面的投入，可增強農業物流供給能力，縮減農業物流費用，降低農業物流成本，提升農業物流運行效率，進而推進農業整體發展水平。農業物流的季節性、區域性、專業性對時間、空間、農業技術的高要求使得農業物流系統建設存在跨度大、變化多等復雜特性。因此，必須從宏觀層面整體協調，政府各部門應發揮積極作用，組織協調，加大政策支持力度，優化政策環境，提升財政投入，鼓勵和引導農業物流發展，為優化現代農業物流系統提供堅而有力的支持。

4.2 物流創新專利數

將物流創新專利數在原有基礎上提升10%、20%后，觀察河南農業物流成本、河南農業運輸完成量及河南農業GDP 的變化情況，其仿真結果如7 至圖9 所示。

從圖7 至圖9 可以看出，物流創新專利數增加，河南農業物流成本下降，河南農業運輸完成量、河南農業GDP 提高，且物流創新專利數對河南農業物流運輸完成量和農業GDP 的貢獻程度隨其幅度的增加進一步提高。仿真結果表明，科技創新對農業物流運行效率、物流資源利用率等方面的推動作用降低了農業物流運行成本，在農業物流裝備、基建、管理方式等方面提高了農業物流供給能力和綜合效益，進而促進了河南農業經濟發展。顯然，科技創新是農業高質量發展的原始動力，是傳統農業產業升級、實現農業現代化的核心。

圖7 河南省農業物流成本相對于物流創新專利數的影響

圖8 河南省農業物流運輸完成量相對于物流創新專利數的影響

圖9 河南省農業GDP 相對于物流創新專利數的影響

4.3 農業人才數

將農業人才數在原有基礎上提升10%、20%后，觀察河南農業物流成本、河南農業運輸完成量及河南農業GDP 的變化情況，其仿真結果如圖10 至圖12 所示。

圖10 河南省農業物流成本相對于農業人才數的影響

圖11 河南省農業物流運輸完成量相對于農業人才數的影響

圖12 河南省農業GDP 相對于農業人才數的影響

從圖10 至圖12 可以看出，農業人才數增加，河南農業物流成本下降，河南農業運輸完成量、河南農業GDP 提高，且農業人才數對河南農業物流運輸完成量和農業GDP 的貢獻程度隨其幅度的增加進一步提高。

仿真結果表明，強化現代農業物流人才支持，可有效推動農業物流領域科創水平，使得農業物流成本下降，供給能力提升，農業發展水平提高。事實證明，建設現代農業物流，觀念是根本，人才培養是關鍵。因此，培養現代農業物流的人文創新意識、探索農業物流人才的培養模式，創新農業物流人才的引進方式，是優化河南現代農業物流系統，實現農業高質量發展的關鍵因素。

通過對河南現代農業物流系統建模及場景仿真分析表明，增加政府財政投入、提升科創水平、強化人才支撐能夠明顯優化河南現代農業物流的系統行為。結果證明，農業物流供給能力得到提升，運行成本下降，河南農業物流系統的運行效率和質量明顯提高。