可持续物流的系统性综述：区块链赋能绿色供应链与金融创新
一、研究背景与问题提出
物流是连接生产和消费的重要桥梁，涵盖仓储、配送、融资等多元服务，其效率直接影响全球贸易发展和企业竞争力。随着 物流4.0 概念兴起，物联网、人工智能和大数据等新技术助力物流系统实现个性化、低成本和可持续发展。区块链作为 Web 3.0 的核心技术，因其去中心化、透明、不可篡改的特点，被视为提高信息共享、跟踪监控和支付执行效率的关键工具。然而，业内缺乏对区块链应用效果的清晰认识，导致物流决策者在采纳和推广过程中犹豫不决。
为厘清区块链在物流领域的研究现状和未来方向，作者开展了系统性文献综述（SLR）。该综述以两条轴线构建分析框架：一是核心技术轴，梳理去中心化账本、共识机制、智能合约和加密通证等技术如何支撑物流的敏捷性、协同和韧性；二是应用领域轴，分析区块链在电商物流、商业物流、绿色物流和物流融资等场景中的创新应用。本文将结合论文内容，从研究方法、关键技术、应用场景、研究主题和未来展望等方面进行详细解读。
二、研究方法与数据来源
2.1 调整后的系统性文献综述方法
作者基于 Tranfield 等（2003）的传统 SLR 框架，提出了适用于区块链物流领域的调整版方法。该方法分为四个阶段：
阶段1：明确研究问题——确定本综述的研究需求、研究焦点和关键问题。 阶段2：检索与筛选文献——在 Web of Science 和 Scopus 数据库中，以“logistics* AND ( blockchain OR web 3.0 OR smart contract )”等关键词搜索 2015 年 1 月至 2024 年 9 月的英文文献，然后依据主题相关性、语言、学科领域和影响因子等标准进行筛选。 阶段3：系统分析与讨论——采用两条轴线（核心技术与应用领域）对文献进行内容分析，探讨技术特性与物流要求之间的关系。 阶段4：主题综合与未来研究——汇总现有文献的发现，提炼研究主题并为未来研究提出框架。
下图展示了作者提出的调整版 SLR 流程，包括研究问题定义、文献检索、分析讨论和主题综合等步骤（图1）：
2.2 文献检索与筛选标准
作者从 Scopus 收集 1715 篇文献、从 Web of Science 收集 1183 篇文献，在识别阶段设定语言（英语）、文献类型（期刊文章）、学科（工程学、计算机科学、管理科学、社会科学等）和时间范围（2015年1月至2024年9月）等筛选标准。随后在标题和摘要筛选阶段，剔除研究范围偏离主题、过于技术化且缺乏物流讨论的文献，最终剩余 113 篇文献进入全文分析。图 2 是检索和筛选流程示意，其中包含包括数据库检索、筛选标准和最终纳入文献数量等信息。
2.3 文献计量分析
为了解区块链物流研究的整体趋势，作者对文献进行了计量分析。结果表明，相关研究自 2017 年起快速增长，2020 年后文献数量明显攀升。从国家分布看，中国、印度、美国、德国和英国等国家处于领先地位；从机构和学科分布看，计算机科学、工程学、决策科学和管理学等领域贡献较多研究。图 3 展示了年度文献数量、国家/地区、机构和学科分布等统计结果。
同时，作者利用关键词共现分析构建了研究主题的网络可视化图（图4）。该图显示出三个明显的研究簇：一是聚焦于区块链技术本身（如分布式账本、智能合约等），二是聚焦于应用领域（如电子商务和可持续发展），三是聚焦于区块链带来的属性与效益（如透明度、安全性、效率）。这表明当前研究逐渐从技术改进向应用扩展与价值探讨过渡。
三、关键技术：区块链在物流领域的核心功能
3.1 核心技术组成
区块链并非单一创新，它集合了多项技术以支撑去中心化的可信网络：
去中心化账本（Distributed Ledger）：通过分布在不同节点的数据库保持物流数据的完整副本，保证信息透明和不可篡改。 智能合约（Smart Contract）：自动执行编码的条款，如支付、库存更新或海关检查，可以减少人工操作和人际错误。 共识机制（Consensus Mechanism）：利用PoW、PoA、PoS等协议在节点之间达成交易一致，保障网络的安全性和可信度。 加密通证（Crypto‑Token）：用来代表物流资产的数字凭证，例如车辆、仓储或运营权限，不仅实现所有权验证，还可通过智能合约进行自动支付和资源共享。
此外，区块链的核心属性包括透明性、自动化、验证性、可追溯性。这些属性是物流性能的关键纽带：透明性消除信息不对称；自动化提升作业效率；验证性减少欺诈；可追溯性支撑质量监控和法规遵从。
为了便于衡量区块链在物流中的性能提升，可构建如下指标：
敏捷性提升率：
其中 和 分别是引入区块链前后在第 个物流环节上的响应时间， 越大表示敏捷性提升越明显。
交易吞吐量（TPS）：
表示单位时间内区块链网络可处理的交易数量。
能耗模型：
其中 是参与共识的第 个节点的功率， 为运行时间，说明传统 PoW 机制的能耗与节点数和运行时间成正比。在 PoS 或 PoA 等轻量共识机制中能耗则显著降低。
3.2 区块链属性与物流需求的交互
作者在图 5 中总结了区块链核心技术、其赋予的属性、相应的物流需求以及应用领域的关系。图 5 表明，分布式账本、智能合约、共识机制和加密通证分别为数据聚合、流程自动化、身份验证和交易透明性提供支撑，这些属性进一步对应物流的敏捷性、协作和网络韧性，并最终落实于绿色物流、物流融资、电商物流和商业物流等应用。
下图展示区块链技术、属性、物流要求及应用领域之间的关系。
3.2.1 物流敏捷性
敏捷性强调快速响应市场波动。区块链通过透明的去中心化账本提高物流数据的质量和数量，使决策者能够实时监控质量、包装、到货和交付等多维信息。智能合约可自动触发支付、库存更新和海关检查，减少延误并提高响应速度。此外，通证化的物流资源（如仓储能力、车队可用性）允许实时重新分配和动态调度。
3.2.2 物流协同
区块链增强的透明度和不可篡改性提高了多方信任，促进协作。智能合约确保交易条款自动执行，身份验证机制防止欺诈和机会主义行为。同时，通过通证化手段可设置角色和权限，实现细粒度访问控制，减轻协调摩擦。
3.2.3 网络韧性
韧性体现于在多方合作和不确定环境下保持服务连续性。区块链的验证与共识机制防止伪造和攻击，降低物流系统因数据错误而崩溃的风险。此外，区块链聚合信息可追溯，帮助构建长期备用供应网络，实现动态重构和弹性恢复。
四、关键应用：行业场景下的区块链创新
4.1 绿色物流
绿色物流追求循环经济、企业社会责任和环境减排。区块链结合物联网和大数据可以实时监测碳排放并确保数据透明。例如，Tan 等提出基于 IoT 和大数据的区块链框架，以解决绿色物流中实时数据共享问题；Wu 设计了区块链双链结构用于逆向绿色物流，确保产品可追溯并减少浪费。研究还发现区块链能降低“漂绿”现象，提升绿色投资与信任。然而，绿色物流面临技术成本与能耗高等挑战，需要评估区块链长期可持续性。
4.2 物流融资
物流融资为运输、库存和仓储等活动提供资金支持。区块链通过智能合约与数字通证改善中小企业的融资效率及风险管理。Li 等提出整合多代理系统和混合智能合约的区块链物流金融平台，以实现实时监督和动态质押管理。Guo 等基于区块链和物联网的方案减少信息不对称，提高融资运作效率。CargoX 的“智能提单”平台利用以太坊智能合约实现单证的安全数字传输，显著降低处理时间并提升透明度。研究指出仍需改进风险评估模型、保护隐私以及解决融资成本高等问题。
4.3 电商物流
电商物流涉及在线商品的仓储、运输与配送。区块链在电商物流中可优化资源共享、提升透明度并改善数据安全。例如，Hou 与 Zhou 结合区块链与大数据分析及 Adaboost 算法，实现成本降低和运营效率提升；Zhong 等研究区块链分配策略降低损失并促进闭环供应链的可持续发展。Chu 等则利用区块链协调合约缓解最后一公里物流的道德风险。但目前在规模化和跨平台适用性方面仍存在不足，亟需研究区块链与不完善物流基础设施的融合。
4.4 商业物流
商业物流涵盖企业间的采购、生产、运输和分销等过程。区块链通过智能合约和不可篡改的记录加强透明度和合作。Tan 和 Sundarakani 证明区块链能优化货运预订但成本和多方协同问题制约其应用；Ahmad 等利用 Hyperledger Fabric 在港口运营中提升可扩展性和标准化，但指出需继续发展。研究还关注用户行为因素、逆向物流及冷链物流的奖励机制。实践中，IBM Food Trust 通过区块链提高农产品从源头到零售的可追溯性，增强消费者信任，但存在小规模供应商难以接入及数据质量难保证的问题。
五、综述主题：研究趋势与挑战
通过对文献的梳理，作者总结了区块链赋能物流的三大研究主题。
5.1 主题一：利益相关方协同与领域定制化
研究表明，区块链解决方案日益趋向特定子领域定制化，如冷链物流需要高频物联网集成与温度记录，而物流融资强调审计和合同完整性。现有研究大多基于单一平台（如以太坊或Hyperledger Fabric），缺乏跨链互操作框架，导致不同企业形成“数据孤岛”。未来应关注跨链桥梁、原子交换等机制，并加强智能合约的安全性，以防止恶意攻击和系统崩溃。
5.2 主题二：系统与仿真方法的创新
为解决可扩展性和能耗问题，研究开始引入代理建模、数字孪生和离散事件仿真等系统方法。传统 PoW 共识存在吞吐量低、能耗高的问题，因此研究者尝试采用 Layer 2 解决方案（侧链、状态通道）或新共识机制（PoS、PoA、DPoS）来提升效率。同时，通过引入链下存储（如 IPFS、Hadoop）减轻主链负载，以及节点分片和联盟链等方案提高扩展性。未来需要研究安全通讯和身份管理机制，避免引入中心化组件时产生新的安全隐患。
5.3 主题三：区块链就绪的组织能力
区块链不再只是技术工具，而是提升物流敏捷性、协同和韧性的整体能力。然而，隐私保护、法规要求和经济成本成为阻碍普及的主要因素。现有的私有链或联盟链难以实现个性化权限控制，需结合细粒度访问控制、通证化一次性凭证以及链上链下分离存储等策略。组织内部需要明确激励机制和投资策略，同时培训员工以掌握新技能，否则高昂的成本和不确定收益会导致项目失败，如 Maersk 与 IBM 的 TradeLens 因商业可行性差而下架。
六、未来展望：从 Web 3.0 迈向 Agentic Web 4.0
作者指出，区块链与人工智能深度融合将引领物流行业迈向 Web 4.0 或 Agentic Web 时代。Web 1.0 是静态网页，缺乏互动；Web 2.0 实现互动与实时更新；Web 3.0 利用区块链构建去中心化的语义网络，但仍受可扩展性、能源效率和安全性等制约。Web 4.0 被视为融合区块链和生成式 AI 代理（具备学习、计划和决策能力）的新阶段，可利用多模态理解和自我强化实现复杂物流任务的自动化。图 6 展示了 Web 1.0 到 Web 4.0 的演化。
在此背景下，作者提出了 Web 4.0 赋能未来物流的概念框架（图7）。该框架把 物流4.0 需求（可持续化、定制化和智能化）与区块链技术（去中心化账本、智能合约、共识机制、加密通证）和生成式AI代理技术（提示工程、检索增强生成、微调、联邦学习、审计代理和网络爬虫）相结合，从而在跨链互操作、物流 ESG、组织适配三个维度提供研究方向。例如：
在跨链互操作方面，利用 AI 代理实现智能合约安全、动态跨链监管和法规遵从； 在物流ESG方面，通过代理自动化分类链上链下数据，开展能源审计和激励绿色实践； 在组织采纳方面，代理帮助解决隐私保护和专业壁垒，提升企业采用区块链的准备度。
此外，作者提出“代理法官”框架（图8），展示 AI 代理在环境、社会与治理（ESG）报告生成和动态分片中的应用场景。一方面，报告代理（大型语言模型）根据任务生成初稿，审计代理（视觉模型）给予反馈并完善报告；另一方面，分析代理根据网络拥堵和能源消耗信息，选择不同的共识分片（PoW、PoS、DPoS、PoA）以实现能源效率与安全性的平衡。这表明 AI 代理可与区块链智能合约互动，共同优化决策。
七、研究贡献与启示
7.1 研究贡献
本文首次从物流 4.0 视角对区块链应用进行了系统性综述，构建了核心技术—物流需求—应用领域的双轴框架，使读者能够理解技术属性与行业要求之间的关系。 通过文献计量分析揭示了区块链物流研究的发展趋势和热点，并指出学科间的交叉合作对推动研究至关重要。 总结了绿色物流、物流融资、电商物流和商业物流四大应用领域的关键成果与不足，为未来研究提供参考。 提炼出利益相关方协同、系统方法创新和组织能力建设三大主题，并指出跨链互操作、能源效率、隐私保护和经济激励等挑战。 提出了面向 Web 4.0 的未来框架，强调生成式 AI 代理在跨链互操作、ESG 审计和组织采纳中的作用，拓展了区块链研究的前瞻性视角。
7.2 管理启示
战略规划：企业应明确区块链在提高物流敏捷性、协同和韧性方面的作用，结合具体场景选择适用的技术架构和共识机制。 跨链合作：考虑到不同平台的优势与缺陷，组织应参与或构建跨链互操作框架，通过通用接口或原子交换实现数据与资产的安全交换。 技术与能耗权衡：在系统设计中应综合评估吞吐量、能耗和安全性，可以采用 Layer 2 解决方案或轻量共识机制降低能耗，并通过链下存储减轻主链压力。 隐私与合规管理：部署区块链时需提前规划数据分类与权限控制，引入细粒度访问控制、零知识证明等技术，确保符合全球隐私法规。 人才与激励机制：组织采纳区块链需要培训技术人员并制定激励计划，关注成本效益及投资回报，避免项目夭折的商业风险。 拥抱AI代理：结合生成式 AI 代理进行智能合约管理、审计与决策优化，能够释放 Web 4.0 的潜力，为物流行业提供可持续、智能化的发展路径。
通过对 113 篇文献的全面综述和分析，本文展现了区块链赋能物流 4.0 的现状、挑战与未来方向。随着 Web 4.0 时代的到来，区块链与 AI 的深度融合将为物流行业开辟全新的发展蓝图。
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推文编辑：单子叶
责任编辑：弓仪长
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.tre.2025.104269
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