在全球气候变暖的背景下，倡导节能的“低碳经济”逐渐成为世界范围内的热门话题，采取合理有效的措施控制碳排放已成为全球共识。随着电子商务的快速发展以及低碳经济的大力倡导，企业受到政府、电商平台、消费者等共同影响，企业低碳转型行为较之以往更加复杂，研究多元主体影响下电商供应链低碳转型问题，以推动企业低碳运行，引导并促使消费者选择低碳产品，将低碳经济纳入电商供应链全面发展的总体规划中，在当前社会具有一定的现实和经济意义。

1、文献综述

现阶段对电商供应链的研究主要集中在两方面，一方面是把线下供应链与电商供应链进行结合的双渠道供应链的相关研究，另一方面是对单独电商供应链的决策研究。在有关线下供应链与电商供应链相结合的相关研究中，曹裕等[1]构建了由电商平台、制造商、零售商组成的线下零售+线上直销双渠道供应链模型，发现制造商电商渠道的最优库存量会随着消费者“搭便车”行为的变多而先增后减。Cai、孙红霞等[2-3]进一步研究了在双渠道供应链中产品价格对渠道选择和定价决策的影响。在有关电商供应链决策的相关研究中，周艳菊等[4]分析在消费者具有低碳偏好背景下，制造商在没有被强制减排情况下是否会自愿选择低碳减排的问题。

电商供应链低碳转型影响因素包括政府政策、电商平台政策、消费者低碳偏好。许多研究表明政府关于碳排放的政策对企业减排有重要影响[5]。目前国内外与碳排放相关的政策大体上可以分为两类：一类是以碳排放权交易、碳税为主的约束性政策，另一类是以产业补贴、消费者补贴等为主的激励性政策[6]。戢晓峰等[7]基于效率视角，研究了省域交通碳配额分配问题。Benjaafar等[8]分析了碳限额、碳交易、碳税和供应链成员合作对企业碳排放的影响。也有部分学者对电商平台影响企业低碳转型进行了探索。电商平台企业主要通过引导消费者低碳消费、实施低碳物流来达到降低碳排放量的目的，对来自平台合作企业的碳排放量的关注较少。目前，京东在家电等行业与部分头部企业合作，鼓励推广新型工艺或节能技术。对于采取低碳转型行动的商户，部分电商平台会提供佣金减免、物流补贴等激励。最后，消费者的环保意识不断增强，低碳偏好的程度逐步加深，更倾向于购买低碳产品。如Motoshita等[9]研究发现消费者的环境保护责任意识和环保行为是消费者选购低碳产品的关键因素。

尽管目前电商供应链以及企业低碳转型影响因素的研究已经取得了不少新成果，但大多都只考虑了消费者低碳偏好或者政府政策单一因素对传统供应链需求、利润、减排效果的影响。电商供应链低碳转型受到消费者、政府、电商平台影响，本文构建制造商和零售商的双方演化博弈模型，对系统的演化策略稳定性进行分析，并分析政府给企业的碳配额、碳交易市场交易价格、消费者购买低碳产品的偏好系数、电商平台引流系数对演化结果的影响。

2、演化博弈模型的构建

2.1 问题描述

本文考虑由制造商与零售商组成的电商低碳供应链，零售商向制造商购买的商品仅通过电商平台售卖。制造商根据自身的收益与成本情况进行选择，其选择策略为“低碳生产”与“传统生产”。制造商低碳生产时，选择技术创新、设备升级投资等方式，降低碳排放量，努力达到甚至超额完成碳减排目标；传统生产则不投入任何成本，不控制碳排放量，往往会超出政府设定的碳配额量。零售商可以根据自身收益与成本、同时考虑电商平台引流政策和市场的消费者需求来选择，其选择策略为“低碳营销”与“传统营销”。零售商低碳营销时，利用低碳营销在电商平台上推广低碳产品，增加低碳广告投入，关注商品的运输、包装、储存等；传统营销时，投入原有的营销成本，维持现状。

假设1：制造商、零售商均是有限理性参与主体。制造商选择低碳生产与传统生产策略的概率分别为x、1-x；零售商选择低碳营销与传统营销策略的概率分别为y、1-y。制造商纳入碳交易市场，按照相关规定依法交易。

假设2：制造商传统生产与低碳生产的收益分别为P1Q1与P3Q2；零售商传统营销与低碳营销的收益分别为P2Q1与P4Q2，其中P2>P1,P4>P3。

假设3：为了生产低碳产品，制造商必须在前期投入一定的资金去获得低碳生产技术，该投资成本与产品的低碳水平正相关。借鉴文献[10–11]中常用的刻画努力水平与投资成本模型，采用二次成本函数来刻画企业减排成本，当制造商单位产品碳减排量为ej(j=1,2,ej>0)时，其投入的低碳技术成本函数为c1τ2/2，其中c1为制造商减排成本变动系数，代表技术低碳水平，τ为制造商低碳生产的努力程度，e1表示单位产品传统生产的碳排放量，e2表示单位产品低碳生产的碳排放量，e0政府免费分配给企业的碳配额，制造商低碳生产时的碳排放量低于政府给定的碳配额，传统生产时的碳排放量高于政府给定的碳配额(e1>e0>e2)，制造商生产的碳交易收益与成本分别为p(e0-e2)Qi与p(e1-e0)Qi，其中Qi中的i=1,2。

假设4：零售商低碳营销低碳产品成本变动系数为C3，零售商低碳营销低碳产品的努力程度为θ，则零售商低碳营销低碳产品需投入的成本为θ2C3/2。由于消费者低碳偏好与平台引流政策会影响市场需求，则Q2=Q1+γθ+λ(e1-e2)，其中若零售商选择传统营销，则θ=0；若制造商选择传统生产，则e1-e2=0。为方便表示，令

2.2 模型参数说明

模型相关参数说明如表1所示。

表1 参数设置表

2.3 模型

制造商、零售商2个博弈群体的收益矩阵如表2所示。

表2 双方演化收益矩阵

构造二者复制动态方程，设制造商采取“低碳生产”和“传统生产”策略的期望收益分别为Eα1和Eα2，平均期望收益为，则有：

制造商策略选择的复制动态方程如下所示。

设零售商采取“低碳营销”和“传统营销”策略的期望收益分别为Eb1和Eb2，平均期望为，则有：

零售商策略选择的复制动态方程如下所示。

制造商与零售商组成二维动力系统，当二者不同策略的期望相等时，系统维持稳定状态，出现均衡点。令F (x)=dx/dt=0,F (y)=dy/dt=0，得出系统如下均衡点(0,0)、(0,1)、(1,0)、(1,1)和(x*,y*)，其中x*,y*表达式如下。

3、系统的演化策略稳定性分析

为分析系统演化稳定策略，对F (x)和F (y)求偏导构建雅克比矩阵J。

系统均衡点不一定是系统的稳定演化策略（ESS），需要对其稳定性进行分析。当(x*,y*)点位置发生变化时，演化系统的稳定点也会发生变化。根据李亚普洛夫稳定性理论，若满足矩阵的行列式(de t J)为正且矩阵的迹(trJ)为负两个条件，该均衡点为演化稳定策略（ESS），此时其雅克比矩阵特征值C11和C22均小于0。通过对雅克比矩阵求解，可得局部均衡点分别在C11、C12、C21、C22处的值。由表3可知，当局部均衡点为(x*,y*)时，显然不满足C11<0且C22<0，所以该均衡点不是系统稳定演化策略的均衡点。为方便表示，令R1=p3-p1+pe1-pe2,R2=p3-C0+pe0-pe2,R3=p1+p4-p2-p3,R4=p4-p3-C2。

表3 局部均衡点在不同c处的具体取值

情形1：当时，系统（0,0）在均衡点时达到稳定状态，制造商和零售商本着自身利益最大化原则，系统演化为（传统生产，传统营销）演化博弈策略组合。R1Q1+λ(e1-e2)R2<C1τ2/2，意味着制造商因低碳生产产品单价提高、消费者低碳偏好需求增加与碳盈余交易而获得的净收益之和小于低碳生产投入的总成本，制造商会选择传统生产策略。

当R4γθ<C3θ2/2-R3Q1时，表明零售商因低碳营销低碳产品通过电商平台引流获得的净收益小于销售低碳产品的成本与因低碳产品提价额比传统产品低而多付出的成本之和时，零售商倾向于传统营销策略。

情形2：当时，系统在(0,1)均衡点时达到稳定状态，制造商和零售商本着自身利益最大化原则，系统演化为（传统生产，低碳营销）演化博弈策略组合。R1Q21+λ(e1-e2)R2<C1τ2/2，意味着制造商因低碳生产产品单价提高、零售商低碳营销低碳产品和消费者偏好总需求增加与碳盈余交易而获得的收益之和小于低碳生产投入的总成本，制造商选择传统生产策略获得最大化利益。

当-R3Q1+C3θ2/2<R4γθ时，说明零售商因通过电商平台引流低碳营销低碳产品而获得的净收益大于低碳营销低碳产品成本与低碳产品提价额比传统产品低而多付出的成本之和时，零售商选择低碳营销策略。

情形3：当时，系统在（1,0）均衡点时达到稳定状态，制造商和零售商本着自身利益最大化原则，系统演化为（低碳生产，传统营销）演化博弈策略组合。C1τ2/2<R1Q1+λ(e1-e2)R2，表明制造商因低碳生产产品单价提高、消费者低碳偏好需求增加与碳盈余交易而获得的净收益之和大于低碳生产投入的总成本时，制造商选择低碳生产策略。

当R4γθ<-R3Q22+C3θ2/2时，表明当零售商因通过电商平台引流低碳营销低碳产品而获得的净收益小于低碳营销低碳产品成本与因低碳产品提价额比传统产品低而多付出的成本之和时，零售商低碳营销低碳产品获得的净收益小于零售商传统营销低碳产品的净收益，零售商选择传统营销策略。

情形4：当时，系统在(1,1)均衡点时达到稳定状态，制造商和零售商本着自身利益最大化原则，系统演化为（低碳生产，低碳营销）演化博弈策略组合。C1τ2/2<R1Q21+λ(e1-e2)R2，当制造商低碳生产付出的总成本小于低碳生产所获得的净收益时，制造商选择低碳生产的策略。

当-R3Q22+C3θ2/2<R4γθ时，当制造商采取生产低碳产品策略，零售商因通过电商平台引流低碳营销低碳产品而获得的净收益大于低碳营销低碳产品成本与因低碳产品提价额比传统产品低而多付出的成本之和时，零售商会选择低碳营销策略以保证获得最大收益。

4、数值模拟仿真

为判断双方策略演化关系和改变过程，分析碳交易机制、电商平台引流政策、消费者偏好变动对系统演化的影响，运用软件进行数值模拟仿真，各参数初始值参考相关实际案例或文献[12–14]取得。设定为：

为分析不同初始概率下制造商和零售商群体博弈过程，令x,y初始值为0，循环步长为0.1，运行得到了制造商和零售商的博弈动态演化路径如图1所示，同时分析不同初始策略比例对系统演化的影响，如图2所示。

图1 双方博弈动态演化路径

图2 不同初始策略比例对系统演化的影响

从图1中可以看出，鞍点（0.521,0.318）右上方区域的路径均向（1,1）收敛，表示当制造商和零售商的策略组合位于右上方区域时，二者博弈过程将演化为（低碳生产，低碳营销）状态，达到理想帕累托最优状态。相反，鞍点左下方区域的所有路径均向（0,0）点收敛，表示当制造商和零售商的策略组合位于左下方区域时，博弈过程将演化为（传统生产，传统营销）状态。根据目前演化路径，右上方区域大于左下方区域，表示制造商和零售商博弈过程演化为优均衡解的概率略高。

由图2可知，制造商和零售商初始意愿x,y临界值处于0.3～0.4之间，当两者低碳转型的初始意愿x,y低于该临界值时，系统最终平衡点倾向于（0,0），此时制造商和零售商低碳转型意愿低，倾向于维持原状；当初始意愿x,y高于该临界值时，x,y均收敛于1，最终平衡点趋向于（1,1），此时在政府政策、电商平台政策以及消费者低碳偏好的影响下，制造商和零售商积极参与低碳转型，形成低碳生产-低碳营销的长效机制。同时高于临界值时，在不同初始策略比例下，制造商相较于零售商更快达到理想状态，说明碳交易机制对激励制造商低碳转型的效果更显著。

为了促进整个博弈系统向制造商低碳生产，零售商低碳营销的状态演化，结合图1对制造商和零售商的相关参数进行分析。设定制造商进行低碳生产的比例x=0.5，零售商低碳营销的比例y=0.5，进一步分析p、e0、λ和γ对系统演化的影响。

4.1 碳交易价格p和碳配额e0对制造商策略选择的影响

图3 碳交易价格p对制造商策略选择的影响

图4 碳配额e0对制造商策略选择的影响

为研究碳交易价格p对制造商策略选择的影响，其他参数保持不变，依次将碳交易价格p分别取为3.23、3.235、3.236、3.24、3.3,P对演化结果的影响如图3所示。由图3可知，制造商x的决策处于低碳生产和传统生产的临界点时p的取值区间为3.235～3.236，低于临界点制造商逐渐演化为传统生产，超过临界点制造商则演化为低碳生产。说明随着碳交易价格的增加，低碳生产模式相比于传统生产模式更能满足市场的需求，为制造商带来竞争优势，获得更多收益，这也会激励传统生产的制造商选择低碳生产策略。

技术创新可以有效促进企业碳减排，其中二氧化碳捕集利用与封存CCUS技术是实现零碳目标的关键技术之一。魏宁等发现仅CCUS技术的减排贡献就超过8%[15]。因此设定企业低碳生产的碳排放量e2可降低10%,e1=(1+5%) e0=1.05e0且e2=(1-5%) e0=0.95e0，为研究碳配额e0对制造商策略选择的影响，令其他参数值不变，e0的值分别取45.2、45.25、45.3、45.4、46，仿真结果如图4所示。由图4可知，e0的临界值位于45.25～45.3之间，当e0小于临界值时，制造商的初始意愿x收敛于0，当e0大于临界值时，制造商的初始意愿x收敛于1，且随着碳配额的不断增加，制造商向低碳生产的演化收敛速度逐渐变快，使得系统达到演化稳定状态时间逐渐减小，说明制造商传统生产时碳排放量越高，政府给制造商的碳配额越高，低碳生产模式能够获得更多的利润，促使制造商选择低碳生产策略。

因此由图3和图4可知，碳交易价格与碳配额具有正向推动制造商实施低碳生产转型的作用，碳交易价格越高，碳配额越高，越有利于促进制造商实施低碳转型升级，由较高的碳交易价格和碳配额可以看出，碳交易机制对于本身碳排放量较高的制造商的正向作用更加显著。

4.2 电商平台引流系数λ和消费者低碳偏好系数γ对零售商策略选择的影响

图5 电商平台引流系数对零售商策略的影响

图6 消费者低碳偏好系数对零售商策略选择的影响

将电商平台引流系数λ分别取为0.45、0.458、0.459、0.46和0.5，λ对演化结果的影响如图5所示。λ的临界值位于0.458与0.459之间，小于临界值时，零售商的演化曲线减速向0收敛；随着λ的增加，大于临界值时，零售商选择低碳营销的概率均逐渐增大，曲线加速收敛于1。λ增加，导致零售商选择低碳营销的意愿增强，说明零售商若低碳营销，电商平台会加大产品的曝光度，从而销量会得到提高，利润更高，而选择低碳营销的意愿增强。

将消费者低碳偏好系数γ分别取为0.1、0.15、0.16、0.18和0.2,γ对演化结果的影响如图6所示。由图可知，γ的临界值位于0.15～0.16之间，当γ小于临界值时，零售商的初始意愿收敛于0；随着系统的演化，γ逐渐增加，当大于临界值时，零售商选择低碳营销的概率逐渐增加，趋向于1的速率逐渐加快。仿真结果表明，消费者低碳偏好系数γ增加会影响零售商的策略选择，在消费者低碳偏好系数很低时，零售商会选择传统营销。随着消费者低碳偏好系数增加，虽然低碳营销策略会有一定的成本，但随着时间的推移，当低碳营销所带来的收益大于所付出成本时，零售商会选择低碳营销策略。

5、结论与建议

本文分析了多元主体影响下电商供应链进行低碳转型的决策机制，构建了“制造商-零售商”的双方演化博弈模型，并运用数值仿真分析不同参数的变化对演化结果的影响。

研究结果表明，制造商和零售商初始意愿x,y临界值处于0.3～0.4之间，当其低于该临界值时，系统倾向于维持原状；当其高于该临界值时，制造商和零售商积极参与低碳转型，形成“低碳生产—低碳营销”的长效机制。同时高于临界值时，在不同初始策略比例下，制造商相较于零售商更快达到理想状态，说明碳交易机制对激励制造商低碳转型的效果更显著；制造商选择低碳生产的概率与碳交易价格成正比，与碳配额成正比；零售商选择低碳营销的概率与电商平台引流系数、消费者低碳偏好系数成正比。碳交易机制可有效促进企业参与低碳转型，电商平台基于低碳流量引导能促进低碳消费需求的产生，结合政府有效的碳交易调控机制传导至电商供应链企业，推动其获得超额收益，从而实现激励制造商和零售商进行低碳行为的目的，最终达到低碳供给与低碳需求的稳定均衡发展。

基于以上结论，本文提出推动电商供应链企业参与低碳转型的建议：制造商与零售商初始意愿比例低时，受成本变动影响易出现传统生产和传统营销的行为，应加强政府政策和电商平台政策的低碳引导，通过低碳转型技术升级、低碳转型补贴、低碳宣传扩大低碳市场规模等方式降低生产成本，增加产品销量，进而提高制造商与零售商初始意愿比例；当初始意愿比例高时，制造商积极生产低碳产品，以此来获得碳交易的额外收益、企业声誉的提升以及需求的增加，零售商在低碳营销时，能够获得电商平台的流量支持以及需求的增加，保证电商供应链低碳可持续发展。维持并逐步完善全国碳交易市场。通过合理的顶层架构、准确的数据和碳配额的透明、公开等保障措施。确保碳交易市场的平稳运行，充分发挥碳交易政策引导企业低碳转型的关键作用。政府和企业应通过各种途径加强消费者的低碳消费意识。政府相关部门可对低碳消费行为提供补贴，并披露低碳供应链产品的相关信息，提高消费者对低碳供应链产品的认知水平，扩大低碳消费需求；企业应从生产、宣传方面入手，加强低碳技术的研发和创新，通过低碳广告、包装等营销形式推广低碳消费理念。

参考文献:

[1]曹裕,易超群,万光羽.基于“搭便车”行为的双渠道供应链库存竞争和促销策略[J].中国管理科学,2019,27(7):106-115.

[3]孙红霞,李晓芳,周珍.双渠道零售商和传统零售商的定价策略[J].中国管理科学,2020,28(6):104-111.

[4]周艳菊,袁财华.考虑消费者低碳偏好的制造商自愿减排抉择[J].统计与决策,2017(7):41-45.

[5]王芹鹏,赵道致.消费者低碳偏好下的供应链收益共享契约研究[J].中国管理科学,2014,22(9):106-113.

[6]石敏俊,袁永娜,周晟吕,等.碳减排政策:碳税､碳交易还是两者兼之?[J].管理科学学报,2013,16(9):9-19.

[7]戢晓峰,白淑敏,陈方,等.效率视角下省域交通碳排放配额分配研究[J].干旱区资源与环境,2022,36(4):1-7.

[12]王莉君.家电行业的财务报表分析——以格力电器为例[J].投资与创业,2022,33(1):123-125.

[13]杨霞,何刚,吴传良,等.碳交易机制下政府与重污染企业碳减排演化博弈分析[J].安全与环境学报,2023,23(11):4097-4107.

[14]方国昌,何宇,田立新.碳交易驱动下的政企碳减排演化博弈分析[J].中国管理科学,2024,32(5):196-206.

[15]魏宁,刘胜男,李桂菊,等. CCUS对中国粗钢生产的碳减排潜力评估[J].中国环境科学,2021,41(12):5866-5874.

基金资助:国家社会科学基金项目(19BGL046);

文章来源:张钰,吴桥.多元主体影响下电商供应链低碳转型演化博弈分析[J].物流科技,2024,47(24):117-122+135.