随机产量下种植面积补贴对订单农业的影响

曹 裕, 闫渤文, 李青松

(中南大学商学院,长沙 410083)

1 引 言

农业补贴政策一直是我国着力发展和扶持农业的重要手段之一.2004 年以来,粮食直补、农资综合补贴、良种补贴、农业机械购置补贴等惠农政策的实施为我国农业发展注入了巨大的财力,对我国农业发展起到了积极推动作用[1-4]. 然而,随着我国居民收入和消费水平的不断提高,农业产业结构升级已经跟不上城乡消费结构升级的步伐,出现了农业低端供给、资源错配等现象,其中一个原因在于我国农产品价格形成机制改革和农业补贴政策转型滞后[5]. 一方面,2020 年中央农村工作会议明确提出了今后将进一步完善农业补贴政策,稳住粮食播种面积和产量,农业面积补贴政策将是直接影响粮食产量的一种激励手段,也是给政府提供的对农业进行有效调控的新思路. 例如,在新冠肺炎疫情大环境下,为了保障对人民“米袋子”、“菜篮子”的充足供应,广西壮族自治区发布了对粮食生产者提供每亩50 元至100 元的种植面积补贴政策. 另一方面,构建农户与企业构成的农产品供应链模式已成为实现小农户与现代农业发展有机衔接的重要方式,根据农业部对我国农业产业化经营模式的调查研究统计结果显示,“农户+公司”模式采用率位列第一[6].

面积补贴政策是否能真正达到提升农产品种植面积的预期目的,且在应用于订单农业的过程中又会伴随产生什么现象是本文需要探索的问题.本文从选取的三种国内外常见“农户+公司”订单农业模式入手,即固定价格(FP)合约、市场价格(MP)合约、部分保障价格(PGP)合约. 在三种合约中, 考虑随机的单位面积产量、风险中性的公司和风险厌恶的农户,主要回答如下三个问题:面积补贴对农户和公司的收益以及最优决策有何影响?该如何选择合约? 农户不同风险厌恶程度、不同的产量波动性会使结果产生何种变化?

研究发现,政府补贴能促进农户增加种植面积,但会抑制农户种植努力投入. 政府补贴会还使得公司付给农户的采购价格下降. 进而本文比较不同订单合约下种植面积的影响发现,随着政府面积补贴投入的资金越大,三种合约中农户和公司的期望收益均上升,这验证了面积补贴的有效性. 另外,农户在PGP 合约中获得期望收益最高,MP 合约中最低. 在每种合约下,农户和企业的期望收益随着农户风险厌恶系数的增加而增加,农户的期望收益随着产出不确定程度的增加而降低. 补贴的增加会提高农户种植面积和收购价格,但会使农户投入努力下降.

与本文相关的文献主要涉及订单农业和补贴政策这两个领域.第一,在订单农业领域,国内外的研究主要包括订单模式、风险偏好和供应链协调等方面. Tang 等[7]研究表明农户和农产品公司之前签订的部分保障价格合约对双方都有利. 但在某些情况下,可能会出现保护定价合约中农户的收益低于无保护定价合约[8]. 叶飞等[9]对“公司+农户”订单农业供应链进行研究表明农户的风险厌恶程度越高,期望收益不确定性也就越高,批发价格也会受到农户风险厌恶和期望收益不确定性的双重影响.而在这种情况下,如果使用分散决策会增加农户的损失[10],而当用CVaR 刻画其中一方为风险厌恶时,成本分担机制不能协调供应链[11].通过建立博弈模型研究了农户和公司在合约市场与组合市场下不同的决策特征,结果表明组合市场对公司和农户双方都是更优的选择.对于高度风险厌恶型农户来说,“农户+公司”供应链模式要优于“农户+市场”供应链模式,其供应链的整体效用也随紧迫程度的提高而增大[12]. 在“农户+公司”供应链结构中,成本分摊合同比批发价格合同更能使双方同时受益.另外,公司提供的购买价格合约在成本分担过程中比例存在单峰值的现象[13]. 非最优收购合约中出现的过度补贴情况不能完全消除市场价格波动,一定程度上这阻碍了农户获得最大收益[14]. 订单农业供应链模式需要不定期进行调整,才能维持可持续发展.通过对阿根廷巴塔哥尼亚的农场数据进行分析,调整机制可以使得供应链整体利润增加,同时给外部农业环境带来积极影响[15]. Moon 等[16]发现当零售商公平指数增加时,收益共享和成本分担合约可以让订单双方实现双赢的结果.Yang 等[17]将金融衍生品中期权的概念引入订单农业供应链,但由于监管机制不够成熟,道德风险和信用风险仍然是不可忽视的重要问题.当农产品供应链中产量和需求均为随机变量时,收益共享合约可以较好地实现供应链协调[18]. Huh 等[19]对印度Ganganagar 地区的数据进行实证分析,指出了低市场价格不确定性的合约对农户的种植和销售决策有显著影响.第二,在补贴政策领域,学者们的研究主要集中在补贴的价值与对农业技术的影响等方面. 农业补贴会使得公司的利润上升,对农户利润的影响取决于其风险厌恶程度,农户越厌恶风险,补贴越有利[20]. 但是,当丰收年发生几率很大时,政府不应提供补贴[21]. 陈美球等[22]发现良种补贴对农户的先进农业技术使用有着显著影响.同时存在包括补贴在内的两种不同激励措施时,应考虑两者之间的“激励对冲效应”[23]. Alizamir 等[24]发现价格损失保险补贴可以鼓励农户提升种植面积,农业风险保险补贴能驱使农户减少种植面积从而导致减产. Vitalis[25]认为全球农业补贴改革应认真考虑负面环境的影响和扭曲的经济影响,反例是马来西亚取消农业补贴就带来了显著负面影响[26],但发展中国家仍应该更合理地提供补贴,因为过多的财政补贴会给经济发展带来阻力[27]. 以欧盟在1990 年～2007 年的经验为依据,在不同地区实施补贴政策对农业技术效率产生何种影响要取决于具体的国家或地区[28]. 对化肥的补贴政策对种植后和收获时粮食价格的影响微乎其微,政治因素在化肥补贴的分配中起到了显著作用[29]. Lusk[30]认为,取消农业保险保费补贴会降低农户的生产者剩余和消费者剩余. 农业投入补贴可以提高低产出农户参与市场供应的程度,从这个角度来看,农业补贴政策可以提供更多的外部利益[31]. 多数农业政策设计的原因都是农业产业具有不稳定性. Kirwan[32]研究表明随着农场规模的缩小,补贴的意义越重大,越能减缓农场规模的收缩. 在富裕地区的农业环境补贴应将目标着眼于促进种植品类多样性上,对贫困地区保护的补贴目标应首先放在改善当地种植环境上[33]. Minviel 等[34]发现对补贴的建模方式会影响观测结果.综上所述,对订单农业中与补贴结合的研究中,补贴类型多是以价格的形式进行补贴,将补贴落实在种植面积的研究寥寥.

与本文研究相比,Tang 等[7]从成本最小化的角度研究了订单农业中农户和企业的决策问题.但现实中,无论是农户还是企业更多的还是从利润最大化的角度出发;叶飞等[8]研究了三种合约下的订单决策,但没有考虑农产品产量随机这一固有特点;Peng 等[20]研究了农产品供应链中的价格补贴问题,但由于难以深入监管导致价格补贴中“骗补”、“套补”等现象时有发生,面积补贴则由于种植面积观测较为直观,此类现象相对较少. 另外,价格补贴和面积补贴的出发点有着很大差异.价格补贴侧重于维持物价稳定,而面积补贴的政策本质上是为了鼓励农户生产,确保农产品种植面积和产量稳定. 基于此,本文将种植面积补贴与市场中常见的三种“农户+公司”供应链订单农业模式相结合,包括FP 合约、MP 合约与PGP 合约. 根据现实情况将产量设定为随机,并将公司设置为风险中性、农户设置为风险厌恶. 本研究使用条件风险价值(CVaR)方法衡量农户的风险厌恶程度,分析种植面积补贴对不同类型订单农业中种植面积、投入努力程度、收购价格,以及双方期望收益的影响,并进一步探索不同风险厌恶程度、不同产量波动性使结果产生的变化,通过数值分析的方法以收益最大化为出发点给农户以合约选择的建议.从宏观层面来看,这对我国政府相关部门在未来调整和改善农业政策有着极其重要的意义,并能为今后我国农业领域相关产业在面临订单形式低效的问题上提出对策;从微观角度出发,在政府提供补贴政策红利的时候,无论是农户还是公司均能根据自身情况做出最优决策从而最大程度增加收益.

2 不同“农户+公司”订单农业下决策模型

2.1 符号说明

研究使用的主要符号含义见表1.

表1 参数说明Table 1 Parameter description

2.2 问题描述

考虑一个农户生产一种农产品,一个下游公司对其进行采购,并以此建立一个“农户+公司”的二级订单农业供应链模型,供应链运作流程如下图1 所示.

图1 基于面积补贴的“农户+公司”供应链运作流程图Fig.1 Flowchart of“farmer+company”supply chain operation based on area subsidy

农户从上游供应商处采购原材料投入生产,生产的初级农产品销售到下游公司,然后公司将成品农产品销售到外部市场. 假设α0为原材料单位面积成本,x为农户种植面积,则农户从上游供应商处购买原材料的成本为α0x. 假设e为农户单位面积种植努力程度,y为单位面积产量,是一个随机变量,密度函数和分布函数分别表示为h(·)和H(·),均值为µ,方差为σ2. 最后,公司以P的价格将农产品卖入市场,假设外部市场价格函数为p=a-bxey,其中a表示市场基础,b表示农户对产量敏感系数. 结合文献[10,13,20]的设置,将农户的总生产成本设置为种植面积和投入努力的形式,即C(x,e)=α0x+α1(x-x0)2+α2(xe-xe0)2,并假设农户风险规避, 公司风险中性. 其中x0表示农户基本种植面积,α1表示农户种植面积增加的成本系数,e0表示农户基本种植努力,α2表示农户种植努力增加的成本系数,α1(x-x0)2表示种植过程成本,α2(xe-xe0)2表示农户种植努力成本. 在农户投入生产之前,公司向农户提供三种可供选择的合约.

1)固定价格(FP)合约,该合约中固定了公司从农户采购产品的价格,农户自己决策与种植面积和投入努力相关的产量. 假设g为FP 合约中的固定收购价格.对于FP 合约来说,公司的收购成本为gxey.

2)市场价格(MP)合约,该合约中公司以初级农产品销售市场价格收购农户提供的初级农产品.w为MP合约中当地市场价格,服从两点分布,即对于农户来说,有ρ的概率以wh的价格销售产品,具有1-ρ的概率以低价格wl销售产品,那么产品在初级农产品市场的期望销售价格可表示为ρwh+(1-ρ)wl. 对于MP合约来说,公司的收购成本为wxey.

3)部分保障价格(PGP)合约, 该合约是固定价格合约和市场价格合约的一般形式, 即公司并不完全固定农户产品的价格,而是由农户自己来确定公司固定价格的比例和当年初级农产品市场价格的比例. 对于PGP 合约来说,根据Tang 等[7]的研究,农产品价格受到公司、市场和农户三方决定,假设农户根据公司提供的价格选择一个固定比例θ,那么农产品最终收购价格表示为θg+(1-θ)w.

2.3 按固定价格收购(FP)的“农户+公司”决策模型

农户和公司签订契约,契约中确定一个固定收购价格g(这个价格通常由公司决策). 当农户生产出成品后,公司将以固定价格g收购农户生产的全部产品,无论当时的当地市场价格w和外部市场价格P如何变化. 对农户来说,固定价格收购可以帮他们对冲价格农产品市场价格不景气的风险. 缺点是,当市场价格上升时,农户无法从中受益.对公司来说,这种订单模式可以帮他们对冲农产品价格上升的风险. 当地批发市场价格w或外部市场价格P低于收购价格g时,公司也不得不以g的价格对农户实施收购行为.

另外,这种订单模式容易出现违约风险. 若当地批发市场价格w远高于订单中约定的固定价格g时,农户可能会违约,转而将农产品直接卖入市场. 相反地,公司通常很难在较低的市场价格环境下通过违约受益.这是由于对公司来说,良好的信誉和社会声誉要远比短期利润更为重要.

农户利润函数

其中gxey为农户销售收入,λx为政府对农户提供的面积补贴,C(x,e)为农户生产过程中产生的总成本.

农户期望利润函数为

采用条件风险价值(CVaR)的方法衡量农户的风险厌恶行为.根据CVaR 的一般定义,农户风险厌恶的目标函数为

由命题1 可知,当公司给定农户固定收购价格的情况下,农户的最优种植面积和最优投入努力程度受到风险厌恶程度、补贴、基础种植面积、基础投入努力程度以及总生产成本相关系数的影响.显然,在企业固定价格收购产品的条件下,当补贴增加时,农户种植面积增大,但投入努力程度却下降. 由此说明,虽然农户可以使得农户种植更多的面积,但并不能让农户更加努力地去种植,反而会降低农户的努力程度.

公司利润函数为

由性质1 可以得知,在固定价格收购合约下,公司给农户的订购价格随着政府面积补贴的增加而减小,这是由于种植面积补贴可以刺激批发市场的产品供给;另一个原因是,假设农户期望获得的收益一定的,补贴可以起到抵消一部分收购价格的作用. 因此,收购价格会下降. 当补贴数额提高时,农户最优种植面积增大.这是符合逻辑常识的,验证了政府提供种植面积补贴初衷(增加某种农作物在当地的种植面积)的有效性.基于上述分析和计算,发现面积补贴有着与Peng 等[20]研究的价格补贴有着同样的弊端: 随着补贴数额的提高,农户投入努力程度下降难以避免. 相比而言,种植面积清晰可测,在补贴核发上难度较低,这降低了“骗补”、“套补”事件发生的概率.特别是以扩大种植面积稳住产量为目的的情况,补贴到种植面积就更为直接,因此面积补贴在上述两个方面更具优势.

2.4 按市场价格收购(MP)的“农户+公司”决策模型

在按市场价格收购的订单农业中,农户和公司签订契约,契约中规定公司在农户成产过程完成后对农户生产的所有农产品以当地市场价格w进行收购,加工后以外部市场价格P卖出.对农户来说,当市场行情变好、价格上涨时将获得更高收益,但无法对冲市场不景气、市场价格下降的风险,因此本文假设内部市场价格w随机,期望价格为¯w=ρwh+(1-ρ)wl,表示农户有ρ的概率按照高价格wh销售产品,有1-ρ的概率按照低价格wl销售产品. 此时对公司来说则不需要做任何决策,只需以当地批发市场价格对农户生产的全部农产品进行收购.

此时农户利润函数为

由性质2 可知,在市场价格收购合约下,与固定价格收购合约相同,补贴数额的增加会推动农户提高其种植面积.有趣的是,在这种情况下农户的投入努力程度会下降. 由于农户的精力是有上限的,则可以得知,农户对种植面积的更多投入会导致单位面积的投入努力程度下降. 农户以高价格卖出农产品的概率升高时,农户的最优种植面积和投入努力程度都会增大.这是由于农户的期望收益与期望产量直接相关,而无论是种植面积的增大还是投入努力程度的提高都能对产量起到积极影响.当农户能以高价格卖出农产品的概率增大时,种植面积和投入努力程度都会上升. 这是由于农户会受到更高期望收益的刺激进而主动提高产量.

2.5 部分保障价格收购合约(PGP)的“农户+公司”决策模型

农户和公司签订契约, 契约中约定公司将决策一个提供给农户的固定保障价格g. 比率θ的农产品将以固定保障价格g卖出给公司, 而剩余部分比率1-θ的农产品将由公司按市场价格收购. PGP 合约某种程度上来说是固定价格收购(FP) 合约与市场价格收购(MP)合约的一种组合, 此时农产品收购价格为θg+(1-θ)w. 其中θ ∈(0,1). 这种契约形式的好处是,无论是农户还是公司,都可以保障自己的部分收益,并且保留赚取另一部分更多收益的可能性.

农户期望利润函数为

由性质3 可知,当政府提高补贴力度时会导致农户增产,进而增加市场供给,使得公司收购价格下降;补贴对种植面积、投入努力程度的影响则由保障价格比率、成本系数、产量不确定性以及价格敏感程度等因素决定;保障价格比率对种植面积的影响主要受批发市场价格的影响,存在一个临界值,使得该比率增大时产生积极或消极的影响.这说明一味的增加补贴并不一定能达到政府希望增加种植面积的目的,而要具体情况具体分析,深入考虑其他因素的影响.根据这一观点,在分析补贴对农户投入努力程度的影响时也得到了相同的结果.与已有的研究相比,本文在Peng 等[20]的研究基础上引入了PGP 合约,并在叶飞等[8]关于订单农业以及Tang 等[7]关于PGP 合约的研究上加入了更符合实际情况的设置,包括随机的价格和产量与以利润最大化为目标的研究方向.

3 数值分析

3.1 政府面积补贴对农户利润的影响

由图2、图3 可知,随着政府补贴力度的加大,三种合约农户的期望收益都是上升的. 通过比较三种合约下农户的期望收益发现,农户选择PGP 合约能带来最高的期望收益,次优选择为FP 合约,MP 合约带来的期望收益最低. 进一步地,当农户更加厌恶风险或产量不确定性更大时,在同一种合约中农户的期望收益会下降. 产生这种情况的原因是要获取收益往往伴随着承担风险. 承担更小的风险虽然会减小不确定性带来的损失,但同时也失去了提高收益的可能性. 过于风险厌恶将会导致农户减少收益,而产出又存在较大的不确定性,因而只有在部分保障价格合约下,农户既不显得太保守也不显得过于冒险,因此此时的期望收益是最好的. 而不管农户风险厌恶程度或者产量不确定性如何,随着政府面积补贴的增大对农户的收益总是增加的,这一点能够说明面积补贴政策的有效性.

图2 不同η 下λ 对农户收益的影响Fig.2 Impact of λ on farmer’s return under different η

图3 不同δ 下λ对农户收益的影响Fig.3 Impact of λ on farmer’s return under different δ

3.2 农户风险厌恶程度和产量不确定性对最优决策影响

图4、图5 和图6 分别描绘不同δ下η对农户的种植面积、投入努力的影响和对公司收购价格的影响,

图4 不同δ 下η 对农户种植面积的影响Fig.4 Impact of η on farming area under different δ

图5 不同δ 下η 对农户投入努力的影响Fig.5 Impact of η on farmer’s effort under different δ

图6 不同δ 下η 对公司收购价格的影响Fig.6 Impact of η on company purchase price under different δ

由图4、图5 可知,产量不确定性越大,农户最优种植面积、投入努力程度就越小,这是由于更大的产量不确定性会增加农户在种植过程中面临的潜在不确定性. 农户风险厌恶程度对其二者的影响并不是线性的.基于文章对农户风险厌恶的设定,农户有着风险承受能力低的特点. 因此,要讨论农户风险厌恶程度对最优种植面积和投入努力程度的影响需要考虑实际的产量不确定性. 随着农户愈来愈接近风险中性,不同波动性市场下最优种植面积、最优投入努力程度都会更加接近.出现这种现象的原因是,在政府提供补贴的情况下,更倾向于风险中性的农户不那么在意所处市场的不确定性到底如何,做决策的动机完全源自于自身. 尽管产量不确定性会有差异,但对农户来说在预计的种植面积、投入努力、产量和收益都会变得更加趋近于确定值.反之,更厌恶风险的农户在决策时要更多地考虑所处市场和种植过程中可能发生的不确定性,由此导致在不同情况下最优决策有更大的差异.

由图6 可知,在MP 合约下,公司采购价格不受产量的不确定性和农户风险厌恶程度影响.产量不确定性越大,公司收购价格越小. FP 合约和PGP 合约中,农户风险厌恶程度对公司收购价格产生的作用受产量不确定性的影响.其中,相同产量不确定性下FP 合约的收购价格大于PGP 合约的收购价格.总体而言,随着农户风险厌恶程度的减轻,收购价格呈现上升的趋势,产量不确定性对收购价格的影响会变得更加轻微.一种可能的原因是当农户产量较为稳定时(产量波动小),如果农户风险厌恶程度高反而使得农户减少农产品的种植,从而减少了产量,使得整个市场产量偏低,因而公司想要采购一定量的产品将不得不提升采购价格.而当产量不确定性增加到一定程度时,风险厌恶程度低的农户虽然种植了更多的产品,但是可能产品产量不及风险厌恶程度高时的农户种植产品产量,因而企业将不得不提升产品价格.

3.3 敏感性分析

本节主要分析成本系数变化和农户初始种植面积以及投入努力对最优决策的影响,根据农户以高价格销售产品到初级农产品市场的概率ρ= 0.75,农户以高价格销售产品到初级农产品市场的价格wh= 2.5,以及农户以低价格销售产品到初级农产品市场的价格wl= 1.8,可以计算出初级农产品市场的期望价格为¯w=2.325 0. 则任意一个参数的变化对农户和企业最优决策以及最优利润影响结果如下表2 和表3.

表2 成本系数、农户初始种植面积和投入努力对农户和企业最优决策影响Table 2 Impact of cost coefficients,farmers’initial planting area and input effort on the optimal decision-making of the farmer and company

表3 成本系数、农户初始种植面积和投入努力对农户和企业最优利润影响Table 3 Impact of cost coefficients,farmers’initial planting area and input effort on the optimal return of the farmer and company

由表2 可知,1)农户基本种植面积越大,农户的单位面积投入努力程度则越小,公司的收购价格也越小;2)随着农户的基本投入努力程度的增大,农户种植面积先减小再增大,投入努力程度先增大再减小,收购价格先增大再减小;3)农户购买原材料单位面积成本系数上升时,对种植面积、投入努力和收购价格都有积极影响;4)农户种植面积成本系数越大,最优种植面积和最优收购价格都会提高,而最优投入努力程度下降;5)农户投入努力程度系数上升时,最优种植面积、投入努力、收购价格都会下降.

由表3 可知,1)对农户来说,基本种植面积、购买原材料单位面积成本系数、种植面积成本系数和投入努力程度系数的上升都会导致期望收益的下降;2)对公司而言,农户基本种植面积和种植面积成本系数的上升会使得公司期望收益上升,而随着农户购买原材料单位面积成本系数和其种植面积成本系数的提高,公司期望收益都会下降. 3)随着农户基本投入努力程度的提高,农户和公司的期望利润均呈现先减小再增大的变化趋势.

4 结束语

本文主要研究了政府面积补贴政策对“农户+公司”供应链订单农业的影响.在政府提供的种植面积补贴背景下,对“农户+公司”二级供应链中的固定价格、市场价格和部分保障价格三种合约进行建模分析.种植面积补贴无疑对公司和农户都是有利的,在合约选择上可能要求双方放弃部分自身利益才能达到总收益最大.种植面积补贴在给农户带来收益的同时也滋生了农户种植不努力的行为,因此在设计和实施农业种植面积补贴政策时,除了要考虑具体种植农产品产量的波动性、农户的风险厌恶程度外,也应当在政策中包含对激励农户提高单位面积投入努力的条款从而纠正农户“偷懒”的行为.可以将种植面积补贴政策与其他农业政策相结合构建联合补贴机制,从而进一步提升补贴政策的效率.

除此之外,我国农村仍有部分地区以小农经济为主,在种植面积上有着一定限制,如何考虑补贴对这种情形的意义和影响?这些都是今后需要深入研究的方向.