基于耗散結(jié)構(gòu)的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)演化分析

　　摘 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國呈現(xiàn)出冷鏈物流服務(wù)的供給與冷鏈物流的需求在質(zhì)量和數(shù)量不相匹配的現(xiàn)象，因此，發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流，任重道遠。鑒于我國農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流出現(xiàn)的問題以及與發(fā)達國家差距，將農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)作為研究對象，分析了農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)特征，根據(jù)布魯塞爾器（Brusselator）建立了農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)演化模型，討論了系統(tǒng)失穩(wěn)的條件，并在此基礎(chǔ)上研究了農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)成長與發(fā)展的動力要素和規(guī)律，對農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)決策依據(jù)。
　　關(guān)鍵詞：冷鏈物流；系統(tǒng)；演化過程；耗散結(jié)構(gòu)
　　1 農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)
　　進入二十一世紀，隨著社會經(jīng)濟深入發(fā)展，我國已經(jīng)成為世界第二大經(jīng)濟體，人們生活物質(zhì)水平有了質(zhì)的提高，同時也更加關(guān)注生鮮農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流迫在眉睫。2010年6月，國家發(fā)改委發(fā)布的《農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展規(guī)劃》指出：“農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流是指使肉、禽、水產(chǎn)、蔬菜、水果、蛋等生鮮農(nóng)產(chǎn)品從產(chǎn)地采收（或屠宰、捕撈）后，在產(chǎn)品加工、貯藏、運輸、分銷、零售等環(huán)節(jié)始終處于適宜的低溫制環(huán)境下，最大程度地保證產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量安全、減少損耗、防止污染的特殊供應(yīng)鏈系統(tǒng)�！苯�(jīng)過多年的發(fā)展，截至2015年底，我國共擁有冷藏庫2.7萬座，總?cè)萘砍�過1500萬噸，機械冷藏車輛超過5萬輛，冷藏列車超過2000輛，冷藏船超過12萬噸位，集裝箱的生產(chǎn)能力也超過100萬標(biāo)箱/年的水平。但是冷鏈物流仍有不足之處，其一冷藏倉庫經(jīng)營模式缺乏多樣性以及溫區(qū)單一，其二冷藏倉庫投入和運營費用高，其三冷藏倉庫分布地域缺乏規(guī)劃。除此之外，農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)還存在冷鏈運輸線路規(guī)劃不科學(xué)，操作缺乏專業(yè)性。因此，在這種情況下，國內(nèi)每年生鮮果品損耗約1200萬噸、蔬菜1.3億噸，如果以每公斤1元計算，那么可以導(dǎo)致達千億元的經(jīng)濟損失。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，國際物流損耗率百分之五左右，而我國則超過百分之十。另外與國外物流發(fā)展較成熟國家對比，美國、日本綜合冷鏈流通率達到百分之九十、百分之九十八，而我國百分之二十左右。顯而易見，由于冷鏈物流落后，生鮮果蔬保鮮質(zhì)量不高等原因，使得我國生鮮果蔬國際貿(mào)易中缺乏優(yōu)勢。鑒于上述我國冷鏈物流的不足，本文以農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)作為研究對象，利用耗散結(jié)構(gòu)理論分析其成長動力要素的作用機理，把握其成長與發(fā)展的規(guī)律，為冷鏈物流行業(yè)和相關(guān)政府機構(gòu)制定決策提供參考意見。
　　2 農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)分析
　　農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)具備耗散結(jié)構(gòu)是其成長和發(fā)展的基本條件，以下將從遠離平衡態(tài)、開放性、非線性、漲落等四個方面來探討農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)特征。
　　2.1 遠離平衡態(tài)
　　在耗散結(jié)構(gòu)理論中，平衡態(tài)是指整個系統(tǒng)呈現(xiàn)出均勻、單一的特點，不存在物理量的宏觀流動，是一種混亂無序的狀態(tài)。對于農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)，遠離平衡態(tài)的特征主要包括多種冷鏈物流功能和復(fù)雜的冷鏈結(jié)構(gòu)。冷鏈物流功能包括生鮮農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)地預(yù)冷、初加工、冷庫保鮮，冷鏈流通等等；冷鏈結(jié)構(gòu)是指物流服務(wù)供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)，比如一對一、一對二、多對多的物流服務(wù)供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)。
　　2.2 開放性
　　農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)是社會經(jīng)濟系統(tǒng)中一個重要子系統(tǒng)，且與外部環(huán)境系統(tǒng)存在大量物質(zhì)、信息、能源交換，一方面表現(xiàn)為外部環(huán)境的高新技術(shù)應(yīng)用影響冷鏈物流運作效率和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，以及國家相關(guān)政策對冷鏈物流行業(yè)的支持等，如今年2017年6月財政部、商務(wù)部聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于中央財政支持冷鏈物流發(fā)展的工作通知》，對相關(guān)冷鏈項目建設(shè)給予資金支持；另一方面冷鏈物流可以向外部環(huán)境輸出農(nóng)副產(chǎn)品，滿足社會的需要。開放性是農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)形成耗散結(jié)構(gòu)的必要條件。
　　2.3 非線性
　　農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)內(nèi)存在大量的非線性關(guān)系，在內(nèi)外因素的作用下，各組成部分彼此制衡，又彼此協(xié)作，且一個因素的變化會受到其他多個因素綜合作用。農(nóng)產(chǎn)品保鮮度的提高不僅需要系統(tǒng)內(nèi)冷鏈各個環(huán)節(jié)相互作用，還需要吸收外部環(huán)境保鮮技術(shù)、資金等資源。因而在非線性的相互作用機制下，農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)才持續(xù)地向更高級有序的方向發(fā)展和完善。
　　2.4 漲落
　　漲落是農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)演化的驅(qū)動力。無論是在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)內(nèi)部，還是農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)外部，都存在漲落，即內(nèi)漲落和外漲落。當(dāng)系統(tǒng)達到演化臨界值，有些漲落在內(nèi)部或外部因素（如食品安全事故、國家對冷鏈政策傾向等因素）影響下，通過系統(tǒng)內(nèi)非線性作用快速放大，形成巨漲落，實現(xiàn)推進農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)朝有序的方向發(fā)展。
　　3 農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)的耗散結(jié)構(gòu)模型
　　以上從遠離平衡態(tài)、開放性、非線性、漲落等方面，定性地分析了農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)構(gòu)成耗散結(jié)構(gòu)的條件。但是系統(tǒng)能否最終形成耗散結(jié)構(gòu)，朝更高級方向有序演化發(fā)展，還有賴于系統(tǒng)是否具備失穩(wěn)的條件，即從定量的角度去衡量和判斷系統(tǒng)演化的臨界值。
　　本文使用布魯塞爾器（Brusselator）分析農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)的非平衡演化情況。即：
　　Ak1X（1）
　　B+Xk2Y+D（2）
　　2X+Yk33X（3）
　　Xk4E（4）
　　上述模型中：A表示系統(tǒng)發(fā)展的內(nèi)部環(huán)境，比如冷鏈資金投入力度、先進技術(shù)應(yīng)用水平、技能人才規(guī)模等等；B表示系統(tǒng)發(fā)展的外部環(huán)境（主要包括相關(guān)政策支持力度、生鮮食品市場需求量、當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展水平等等）；D表示系統(tǒng)運作的整體效益；E表示冷鏈物流系統(tǒng)市場競爭力；X和Y表示系統(tǒng)運作的狀態(tài)變量，其中X看作系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量，Y看作為冷鏈?zhǔn)称肥袌鲂枨笠?guī)模；Ki表示作用的速率（i=1，2，3，4）。
　　從以上式（1）至式（4），我們可以發(fā)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)的朝結(jié)構(gòu)有序方向發(fā)展依賴于系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境（系統(tǒng)的內(nèi)熵和外熵），在內(nèi)外因素作用驅(qū)動下，通過農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)反饋和自適應(yīng)機制，促使農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)有序演化。

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