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德国肥料供应链中采用生态创新的驱动因素
Kathrin Hasler 1, Hans-Werner Olfs 1, Onno Omta 2and Stefanie Brouml;ring 2
摘要:化肥的使用极大地提高了农作物的产量。然而,这带来了严重的负外部性(例如，温室气体排放;富营养化的非农业生态系统)。生态创新是在不影响肥料产量基础上减少环境影响的一种选择。虽然在很多创新肥料领域中生态创新是可获得的，它们还没有被看到足够的采用率。在本文中，我们探索德国化肥供应链采用生态创新的主要驱动因素肥料供应链三个层次的实证研究：生产者、商人和农民。我们努力从“连锁视角”看待环境问题和特定肥料的生态创新相关知识。这项研究分两步进行：首先我们进行了采访肥料供应链的八个参与者进行专业性探索性。这是一份由 57名来自化肥生产贸易商(n=12)、交易者（n=34）和农户（n=11）参与的调查问卷。研究结果表明，生态创新的驱动力是可以感知的，在肥料供应链中，不同的参与者有不同的需求。在链条下游减少全面了解生态创新。通过对采用生态创新的连锁视角，我们的论文为新兴的关于生态创新驱动因素的文献体系做出了贡献，阐述了促进化肥生态创新供应链实施的管理意义。
关键词:创新采用；创新网络；知识交流；创新系统思考
1. 介绍
随着2050年全球人口预计将超过90亿，对食物的需求正在迅速增长[1]。到目前为止，粮食生产一直与人口同步，通过使用新的农业技术，包括植物育种、植物保护，栽培技术、灌溉和施肥。然而，与此同时，这些变化在农业生产、与食品有关的消费行为、粮食和政治经济的关系也发生了变化[2,3]。农业系统现在越来越被认为是一个重要的环境破坏来源[4-6]。
近50%农业产量的增长，特别是谷物产量的增长，都是建立在农业基础上的肥料使用[7]。肥料通过提供必须的植物营养素来保持土壤肥力和生产力。肥料也有负的外部性，特别是生产过程中的气体以及现场应用期间和之后的温室气体的排放[8,9]。总体的12%全球温室气体排放的与农业[10]38%单独使用有机和无机肥料有关[11]。此外，渗入土壤的养分和地表水是导致水体生态系统富营养化的主要原因之一，最终降低了氧气的水平[7]。不可再生资源的减少(例如，磷或钾;[12,13])与矿质肥料的使用有关。
今天，对可持续性的关注集中在发展农业技术和(1)对环境没有负面影响；(2)对农民可得且有效；(3)既能提高粮食生产效率，环保产品及服务上又有积极的副作用[4]的实施上。以可持续的方式迎接全球粮食安全的挑战，这就要求强化知识方法和现代农业的应用实践[14]，可分为生态创新。更准确地说，生态创新被定义为减少环境影响或使用自然资源的创新[15-17]产生的一个为了实现低投入/高产出的耕作制度而更合理的施用肥料。Kemp和Pearson[18]将生态创新定义为“(hellip;hellip;)一种商品的生产、应用或探索(hellip;hellip;)这对公司或用户来说是新奇的，并在其整个生命周期中导致环境的减少与相关替代能源相比，资源使用(包括能源使用)的风险、污染及负面影响”(11页)。Ekins[15]甚至更进一步，将生态创新定义为“hellip;hellip;经济上的变化改善社会经济和环境表现的活动”(第269页)。在目前的研究中，我们集中在肥料领域已经存在的生态创新。但是，农民和化肥供应链中的其他参与者还没有很好地利用这一点。由于对于这一事实，我们借鉴了卡拉瑟斯和范克雷[19]的推理，他们认为“hellip;hellip;甚至虽然一个想法或一项技术可能已经被使用了一段时间，但它是理解创新的用户在概念上的新奇之处。”
本研究的重点之一是探讨创新有限的原因，在肥料供应链中不同角色缺少驱动者和缺乏知识共享。大量研究表明，只有组合创新体系思考和适当的知识共享会导致对新事物或改进的技术或实践达到更高的水平[20-24]。在此背景下的创新体系是不同的组合，影响发展的因素——经济、社会、政治、组织、制度，传播和采用创新[25]。创新系统可以定义为所有创新的集合与特定领域创新相关的个人和组织行为体[23,26-28]。为供应链创新这种方法强调了在供应链中强调了信息交换的重要性，由上游和下游之间的角色关系来实现[29]。因此，这些创新网络变得越来越复杂由于农业的发展(生产者和产品的多样化或专业化[30])。
Aguilar-Gallegos等人的[20]的结论是，农业网络的结构导致不同的创新采用率。管理文献[31-33]和农业研究经济学[21,34,35]也考察了作为学习取向函数的审核。不同生产系统部分及其所嵌入的环境(例如，价值链，市场，政策环境)需要同步发展，才能实现创新。这需要多个参与者之间的交互来获取和吸收新知识[23,36]。随着绝大多数农业创新都是在农场之外发展起来的，发展起来的吸收能力在很大程度上取决于内部指导和资助的创新活动，同时也取决于农业生产系统内外[22,31,37]。尽管广泛的服务和农业咨询在农业技术信息传播方面也越来越普遍，意识到许多农业技术的适用性和实践可能仍然不是同类的[30,38]。
现有研究表明，企业引入生态创新的决策受到各种各样因素的影响, 包括监管(作为“监管推/拉效应”)，技术的推动, 市场拉动(例如，顾客利益的概念)，政策(变化的法律)和公司特定的方面(例如知识转移机制与网络参与)[39-44]。基于这些研究，我们考虑以下三个与采用生态创新高度相关的驱动因素:市场拉力(通过“感知的行动需求”来衡量);监管(以“监管意识”衡量);和企业特定方面(通过“生态创新知识”和“市场拉动”或“技术推动”来衡量)。我们努力探索这三种驱动力在上述三种驱动供应链中有多大的不同。为此目的，通过关注供应链创新的采用，本文从生态创新的角度出发，试图为新兴的生态创新文献做出贡献。到目前为止,据我们所知，这是第一篇从供应链的角度来看生态创新知识的采用和扩散的论文。此外，我们能够证明它不仅是生态创新的使用者(农民)阻碍了扩散过程，同时也阻碍了贸易商或/和化肥生产商。我们的目标是提供建议，以改善知识共享和农业供应链内的合作，以促进发展和实施生态创新。
2.理论框架
我们对生态创新的定义是:“生产、应用或探索”是一个好的(hellip;hellip;)这对于公司或用户来说是新奇的，并且在其整个生命周期中，会减少环境风险、污染和资源利用的负面影响”[15]。此外，生态创新必须对产品或服务的环境影响和经济效益有一个积极的联系[17]。除了Kemp和Pearson[18]Ekins[15]的定义外，它没有在意环境改善是否已被宣布为目标或作为副产品或只是偶然。这意味着生态创新可以是其他经济决策的结果，比如随着成本的降低，并没有受到环境问题的主要推动[39]。
为了符合我们的整体研究目标(即，了解驱动程序的采用生态创新)我们努力探索(1)在肥料供应链内创新是由农民推动的还是由其他参与者推动的；(2)认为有必要采取行动减缓气候变化；(3)管理意识；(4)不同肥料供给之间的生态创新知识链的角色。
2.1技术推动或市场拉动
一般来说，创新过程要么可以通过增强而在上游启动农民参与创新发展规划(市场拉动;[45])或下游来自创新肥料生产商的“推动”(技术推动;[46])。德国的大多数农场都是以家庭为基础，多年来变化不大，大多数农民一直以来倾向于考虑他们的工作。Sivertsson和Tell[47]声称对创新的要求与农场人力资本密切相关，在许多情况下导致了所谓没有将进一步的变化被考虑在内的“锁定”。此外,大多数环境问题是粮食生产的负外部性，例如排放到大气中，因此，对许多农民来说，没有明确的经济刺激措施来采取生态创新，只要终端消费者不愿意为[48]这样的产品支付额外的费用。因此，我们努力去了解是否化肥供应链的创新体系更多的是由生产者推动或农民拉动。
2.2认为有必要采取行动减缓气候变化
在采用创新措施的早期阶段，就存在着对问题或机遇的认识。在这种情况下，意识不仅意味着知道创新的存在，而且意味着创新的潜力与用户[49]的实际关联。意识和相关性可以与所谓“需要行动的感知”联系起来[43]。只要农业系统和农业环境不发生变化，值得注意的是，农民采取行动的必要程度应该非常低。然而，随着德国气候变化的预测变化，可能会对植物产量和生育期产生一些巨大的影响(如改良降雨、总季节性降水或其变化模式的变化，以及极端天气情景，如高温或干旱[50])。此外，持续的环境讨论，受来自客户，供应商，竞争对手或顾问，会议和展览，大学和其他公共研究机构或(科学)期刊信息的影响，可以创造认为需要采取行动[39,43]更高的意识，这可能导致生态创新被视为为即将到来的问题提供可能的解决方案的结论。
在此，我们试图通过检测不同的肥料供应链来探讨如果化肥供应链的地位和感知采取的必要性，生态创新在整个供应链中的差异通过行动者理解气候变化导致的施肥模式变化来体现。
2.3对生态创新的监管意识和知识
Woolthuis等人[51]回顾了创新系统故障的常见类型和设计了创新过程中约束的结构化分析框架。创新系统框架由一系列系统元素组成:可能阻碍学习的障碍和创新和重现障碍的参与者[51,52]。我们的研究设计将根据这两个障碍:
- 制度失灵是在规制框架和一般法律制度框架下的失灵[53]。
- 网络故障[54]，即，如果角色之间有密切的联系，就会发展出“盲目性”，因此，错过了新的外部发展。
监管工具包括所有正式影响社会和经济的政治干预通过采取经济行动有约束力的法规[55]。他们建议规范、规则和可接受的限制社会中某些活动的行为[56]。鼓励政府推行环保措施(例如，准则或备忘录)，例如环境会计制度，生态标签或生态试听可以改善生态创新的信息库[57]。在这篇文章中的制度障碍分析是建立在修正案所产生的问题之上的德国肥料条例。环境管理工具和环境政策工具(特别是软规章)是采用这些生态创新措施的重要动力[40、48 58]。因此，我们把环境政策和限制在我们的研究中采用生态创新的重要决定因素作为第二项，也称为“调节推/拉效应”[17,59,60]。监管并不总是被视为不受欢迎的成本增加因素,同时也是创新的催化剂，可以带来先发优势[61]。作为一个结果,监管作为生态创新驱动因素的影响可能会因参与者如何处理而有所不同，随着监管的变化，采取积极或消极的方法[62]。我们利用了减少氮磷利用的可能性(从专家访谈中提取)作为在施肥方面生态创新的前驱。在进一步的步骤中，我们询问了供应链中的所有成员，他们在多大程度上假定进一步的限制。我们假设更关键的问题会导致考虑生态创新的可能性更高。因此，我们努力探索不同之处，认为在化肥供应链预计监管会发生变化中监管变化是推动生态创新的一个因素。
网络失效分析是建立在农业供应链失效的假设基础上的，特别是德国的化肥供应链与持久的关系有着非常紧密的联系。此外，我们认为农业保留了许多传统特点(小生产者多、家族式企业等)，但也有越来越多农业生产所需肥料品种和技术设备。挑拣这些选择成为一项专门的任务，农民开始依赖外部咨询，这可能会导致一个不均匀分布的知识[46]。然而，一个流畅的上下供应信息流在链行为体之间实现一致性和增强链行为体的能力是基础(如,[63-65])。创新的采用是一个动态的学习过程，可以分为几个阶段，总是从意识到问题或机会开始(例如，[43,49,66])。Porter 和Van der Linde[67]则声称，企业之所以没有看到生态创新的潜力，是因为“(hellip;hellip;) 仍然缺乏创造性地处理环境问题的经验”([67]；第99页)。环境而经济友好型创新由于信息不完全，组织性不强，和/或协调问题[67]而无法实现，企业无法认识到节约生态创新成本的潜力。此外，Garbade等[68]也得出了知识增强的结论，为缩小研究成果的勘探和开发之间的差距提供了可能性。本文的研究重点是知识转移机制。因此，我们对知识分布沿化肥供应链的研究问题如下：肥料供应链各参与者对生态创新的知识水平不同?
3.肥料供应链及其现有的生态创新
3.1德国化肥供应链
虽然存在着多样化的供应链结构，但我们对化肥供应进行了概念化，由三个主要参与者在他们可耕种的农作物种植实践中组成的链条:生产者、贸易商和化肥消费者。由于资本、能源成本等进入市场壁垒较高，目前只有9家化肥生产商仍在德国经营(一家化肥厂，生产以含磷为主，以钾为主的大型肥料公司，以及7个氮肥、复合肥、专用肥生产装置[69])。
在德国的大部分地区，化肥(以及其他农
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