在两级物流服务商参与的供应链系统中存在一条由制造商与零售商构成的产品供应链(PSC)和另一条由物流服务集成商和物流服务提供商构成的物流服务供应链(LSSC)。通过分析两方合作、多方合作等不同决策模式下的博弈情形，得出在两方合作决策模式下，对于LSSC来讲，集中决策属于占优战略，而当物流服务水平敏感系数与零售价格敏感系数满足一定条件时，PSC会选择集中决策；系统集中决策模式、三方合作决策模式、两方合作决策模式下的系统总利润、物流服务水平和产品销量依次递减；采用Nash谈判模型及最小核心法设计了不同合作模式下的供应链利益分配机制，实现供应链协调；最后，通过数值分析验证了相关命题的研究结论和利益分配机制的有效性，并在此基础上提出了未来可深入研究的领域与方向。