为改进在重大自然灾害发生时应急物资库供应能力的不足,提升救灾物资供应的时效、种类和均衡性,提出由非灾时提前认证的协议应急物资供应商参与的多主体供应模式,并以供应偏差影响度最小和供应总耗时最少为目标,运用供应链理论方法构建了多周期多目标混合整数的应急物资供应模型。以青海玉树7.1级地震为例,采用分层序列法进行多目标转化,以CPLEX求解器编程求出物资调配方案,验证模型的可行性,并将计算结果与实际供应数据进行了对比。研究结果表明:协议供应商参与的多主体供应模式可增加应急物资储备的种类和数量,可实现物资持续供应,在灾害发生初期即可满足物资需求,并且降低了物资库供应因远途运输造成的缺货压力,实现了按需均衡供应,避免了物资过量造成的灾区拥堵;该供应模式不仅有效地改善了物资库供应的不足,提高了供应精准性,使应急物资供应更高效稳定,而且也可应用于其他类型的自然灾害救灾,为政府的减灾救灾决策提供帮助。