公茂剛 王學(xué)真 高 峰
國際糧價近年來波動異常,20062008年的大幅上漲給發(fā)展中國家的糧食安全帶來巨大沖擊,因此不少國家發(fā)生動亂和流血沖突。受2008年金融危機(jī)的影響,國際糧價逐漸回落;而自2010年8月份以來,國際糧價又開始了新一輪的上漲。糧食價格的波動不僅會影響到糧食供給的穩(wěn)定性,還會對人們的購買力水平進(jìn)而對糧食獲取能力產(chǎn)生影響。而糧食供給和糧食獲取是糧食安全的核心要素,因此,糧價的波動最終會給一國的糧食安全帶來巨大風(fēng)險。了解國際糧價的波動特征有助于采取相應(yīng)的措施穩(wěn)定糧價,避免糧價波動的國際傳導(dǎo)對國內(nèi)糧食市場進(jìn)而對糧食安全產(chǎn)生不利影響。
有關(guān)國際糧價的波動,國內(nèi)外許多學(xué)者從不同的角度都進(jìn)行過相關(guān)研究。Bigman et al(1983)運(yùn)用線性回歸方法驗證了芝加哥期貨交易所小麥、玉米、大豆的期貨價格與其現(xiàn)貨價格間關(guān)系密切①Bigman,D.,Goldfarb D.&Schechtman E.,“Futures Market Efficiency and the time content of the information sets”,.Journal of Futures Markets,1983,Vol.3,No.3,pp.321 334.。Gilbert (2006)的研究表明農(nóng)產(chǎn)品價格波動在20世紀(jì)60年代較低,但在70年代和80年代前半期較高,在20世紀(jì)80年代和90年代后半期回落,但仍遠(yuǎn)高于20世紀(jì)60年代的水平②Gilbert,C.L.,“Trends and volatility in agricultural commodity prices,In Agricultural commodity markets and trade”(eds A.Sarris&D.Hallam),Cheltenham,UK:Edward Elgar,2006,pp.31 60.。Cooke&Robles(2009)利用2002至2009年的月度數(shù)據(jù)分析了玉米、小麥、大米和大豆的國際價格變動情況及其原因,認(rèn)為國際糧價波動主要是由期貨市場上的金融投機(jī)行為導(dǎo)致③Cooke B.&Robles M.“Recent food price movements:a time series analysis”,IFPRI Discussion Paper,Washington,DC,2009.。Gilbert&Morgan(2010)利用GARCH(1,1)模型研究了2007 2009年的國際糧價波動模式,認(rèn)為在這3年間糧食價格呈現(xiàn)較高波動性,花生油、大豆和豆油的條件異方差顯著上升①Gilbert,C.L.&Morgan,C.W.“Has food price volatility risen?”,Discussion Paper,Trento,Italy,2010.。王文斌、戴金平(2009)認(rèn)為國際糧價波動與糧食產(chǎn)量、糧食消費(fèi)和糧食庫存的變化存在密切關(guān)聯(lián)②王文斌、戴金平:《國際糧食價格與其產(chǎn)量、消費(fèi)和庫存》,《國際貿(mào)易問題》2009年第5期。。
研究價格波動的主要方法是ARCH類模型。價格這類時間序列數(shù)據(jù)通常呈現(xiàn)出階段性的較大波動和階段性的相對穩(wěn)定,即存在條件異方差。在這種情況下,自回歸條件異方差模型能夠較好模擬時間序列的波動特征,從而可以較好的把握風(fēng)險。ARCH類模型較廣泛的應(yīng)用主要集中在股票價格和期貨類產(chǎn)品價格的研究領(lǐng)域。采用ARCH類模型對糧食價格波動進(jìn)行研究的還較少。本文將利用ARCH類模型對國際糧價波動特征進(jìn)行分析,驗證國際糧價波動是否具有集族性、非對稱性,以及不同品種糧食的價格波動的差異性。
GARCH模型是Bollerslev(1986)③Bollerslev,T.,“Generalized Autoregressive Conditional Heteroscedasticity”,Journal of Econometrics,1986,Vol.31,No.3,pp.307 327.在ARCH模型(Engle,1982)④Engle,R.F.,“Autoregressive Conditional Heteroscedasticity with Estimates of the Variance of United Kingdom Inflation”,Econometrica,1982,Vol.50,No.4,pp.987 1007.中加入了滯后的條件方差的移動平均項得到的。(1)式為均值方程,Yt在本文中表示各類糧食價格,Xt表示糧食價格的滯后項。(2)式為條件方差方程,為εt在t時刻的條件方差,為ARCH項(移動平均項)為GARCH項(自回歸項)。如果ARCH項和GARCH項高度顯著,說明國際糧食價格具有顯著的波動集族性。GARCH模型的波動來源分為兩部分,變量過去的波動和外部沖擊。模型系數(shù)αi和βj分別反映了這兩類波動來源對當(dāng)期波動的作用強(qiáng)度,而他們的和則反映了波動的持續(xù)性,當(dāng)小于1時,表明沖擊的影響會逐漸消失,當(dāng)大于1時,表明沖擊的影響不但不會消失,反而會擴(kuò)散。
GARCH M模型由Engle,Lilien和Robins(1987)提出⑤Engle,R.F.,Lilien,D.M.&Robins,R.P.,“Estimating Time Varying Risk Premia in the Term Structure:The ARCH M model”,Econometrica,1987,Vol.55,No.2,pp.391 407.。它是在GARCH模型中加入σ2t得到的,表示糧食價格的波動性對平均糧價的影響程度。
TARCH(門限ARCH)模型是由Glosten,Jagannathan,Runkle(1993)⑥Glosten,L.R.,Jagannathan,R.&Runkle,D.,“On the Relation between the Expected Value and the Volatility of the Nominal Excess Return on Stocks”,Journal of Finance,1993,Vol.48,No.5,pp.1779 1801.和Zakoian(1994)⑦Zakoian,J.,“Threshold Heteroskedastic Model”,Journal of Economic Dynamics and Control,1994 Vol.18,No.5,pp.931 955.分別獨(dú)立提出的。其條件方差的方程為:
在(4)式中,It-1是一個虛擬變量,當(dāng)εt-1<0時,It-1=1,當(dāng)εt-1≥0時,It-1=0,γIt-1ε2t-1項稱為非對稱效應(yīng)項。在TARCH模型中,上一期糧價上漲的信息(εt-1≥0)對當(dāng)期糧價波動影響力為α,上一期糧價下降的信息(εt-1<0)對當(dāng)期糧價波動影響力為α+γ。當(dāng)γ≠0時,表明波動具有非對稱性;當(dāng)γ>0時,表明糧價下降的信息引發(fā)的糧價波動程度要比糧價上漲的信息引發(fā)的波動程度大;當(dāng)γ<0時,則表明糧價上漲的信息引發(fā)的糧價波動程度要比糧價下降的信息引發(fā)的波動程度大。
EGARCH模型是由Nelson(1991)①Nelson,D.,“Conditional Heteroskedasticity in Asset Returns:A New Approach”,Econometrica,1991,Vol.59,No.2,pp.347 370.提出來的,它是一種能夠保證條件方差為正的對波動的非對稱性進(jìn)行分析的模型。其條件方差的方程為:
(5)式表明條件方差由指數(shù)形式確定,因此,不論參數(shù)取何值,σ2t都是正的。用Eviews分析時,其指定的條件方差為。當(dāng)γ≠0時,表明波動具有非對稱性;當(dāng)γ> 0時,表明糧價上漲信息引發(fā)的波動比糧價下降信息引發(fā)的波動更大;當(dāng)γ<0時,則正相反。
由于糧食的最主要構(gòu)成部分是谷物,本文將以世界谷物價格來分析國際糧食價格的波動狀況。同時為了更全面地反映不同種類糧食的國際價格的波動特征,本文將分別分析大米、小麥、玉米和大豆四種主要糧食的價格波動狀況。本文所采用的原始數(shù)據(jù)均來源于聯(lián)合國糧農(nóng)組織數(shù)據(jù)庫(http://www.fao.org)。谷物價格采用谷物價格指數(shù)來表示,該價格指數(shù)是以20022004年的平均價格為100來計算的,是大米、小麥、玉米三種主要糧食價格根據(jù)其貿(mào)易權(quán)重加權(quán)平均求得的。大米價格是根據(jù)泰國A1級白碎米曼谷FOB價和泰國100%B2級白米曼谷FOB價兩種交易價格計算得到。小麥價格是根據(jù)阿根廷小麥上游FOB價、美國2號硬紅冬小麥墨西哥灣FOB價和美國2號軟紅冬小麥墨西哥灣交貨價三種交易價格計算得到。玉米價格是根據(jù)阿根廷玉米上游FOB價和美國2號黃玉米墨西哥灣FOB價兩種交易價格計算得到,高粱價格是指美國2號黃高粱墨西哥灣FOB價格,大豆價格是指美國1號黃大豆墨西哥灣FOB價格。
在采用ARCH類模型作波動分析前,需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。由于價格的變動率更能反映價格的波動狀況,本文使用同期價格變動率,即t年某月的價格與t 1年同一月份相比的價格變動率。谷物(cereal)、大米(rice)、小麥(wheat)、玉米(maize)、高粱(sorghum)、大豆(soybean)的價格變動率分別見圖1 6。從圖中可以明顯看出國際糧食價格的變動率具有明顯的集族現(xiàn)象和異方差效用。各種糧食的國際價格變動率的描述性統(tǒng)計詳見表1。各類糧食的價格變動率的峰值都大于正態(tài)分布的峰值3,表明價格變動率具有明顯的尖峰厚尾的特征。有JB統(tǒng)計量可以看出,除高粱各類糧食的價格變動率都顯著的異于正態(tài)分布,高粱的價格變動率在10%的顯著性水平下也異于正態(tài)分布。
圖1 1991年1月 2011年6月世界谷物價格變動率
圖2 1990年1月 2011年8月國際大米價格變動率
圖3 1999年1月 2011年8月國際小麥價格變動率
圖4 1995年1月 2011年8月國際玉米價格變動率
圖5 2000年1月 2011年8月國際高糧價格變動率
圖6 1995年1月 2011年8月國際大豆價格變動率
表1 各種糧食國際價格變動率的描述性統(tǒng)計
對于時間序列數(shù)據(jù),為避免偽回歸的產(chǎn)生,需要對其作平穩(wěn)性檢驗。對各類糧食國際價格變動率的單位根檢驗如表2所示,從中可以看出,谷物、稻米、小麥和大豆的價格變動率在1%的顯著性水平下是平穩(wěn)的,玉米和高粱的價格變動率在5%的顯著性水平下是平穩(wěn)的。因此,各類糧食價格的變動率滿足平穩(wěn)性要求,可以進(jìn)行波動性分析。接下來需要對各類糧食國際價格變動率是否存在波動性進(jìn)行檢驗,表3的檢驗結(jié)果顯示,除大豆之外,其他各類糧食國際價格變動率的殘差序列都存在明顯的ARCH效應(yīng)。因此,對具有明顯ARCH效應(yīng)的谷物、稻米、小麥、玉米、高粱五類糧食的國際價格變動率構(gòu)建ARCH類模型,如表4所示。下面對谷物、稻米、小麥、玉米、高粱國際價格變動率的ARCH類模型結(jié)果做具體分析。
表2 各類糧食國際價格變動率的單位根檢驗
表3 各類糧食國際價格變動率波動性檢驗
表4 谷物、稻米、小麥、玉米、高粱國際價格變動率的ARCH類模型
續(xù)表4
在谷物、稻米、小麥、玉米、高粱國際價格波動率GARCH模型的方差方程中,GARCH項的系數(shù)都在1%的水平下顯著,除高粱的ARCH項在10%的水平下顯著外其他四者的ARCH項均在1%的水平下顯著,這說明五類糧食的國際價格變動率序列具有明顯的波動集族性,表明價格上一期的波動σ2t-1和外部沖擊ε2
t-1對當(dāng)期價格的波動具有明顯的效應(yīng)影響。而且ARCH項和GARCH項的系數(shù)之和分別依次為0.981、0.925、0.962、0.99、1.013,前四者接近于1,表明沖擊的影響是持久的;高粱兩系數(shù)之和大于1,表明沖擊的影響將會擴(kuò)散。在五類糧食國際價格變動率GARCH M模型的均值方程中的系數(shù)均不顯著,表明糧價的波動性對平均糧價沒有影響,即不存在高風(fēng)險高糧價的特征。在五類糧食國際價格變動率TARCH模型的方差方程中的系數(shù)均在1%的水平下顯著,由于前的系數(shù)顯著不為0,而且均為負(fù)值,表明各類糧食國際價格波動具有明顯的非對稱性,而且糧價上漲的信息引發(fā)的糧價波動程度要比糧價下降的信息引發(fā)的波動程度大。在五類糧食國際價格變動率EGARCH模型的方差方程中,除高粱的系數(shù)均在10%的水平下顯著外,其他均在1%的水平下顯著,從而表明國際糧價波動具有非對稱性;而且各系數(shù)均大于0,表明糧價上漲信息引發(fā)的波動比糧價下降信息引發(fā)的波動更大,這一點與TARCH模型的結(jié)論相同。French et al(1987)①French,K.R.,Schwert,G.W.&Stambaugh,R.E.,“Expected Stock Returns and Volatility”,Journal of Financial Economics,1987,Vol.19,pp.3 29.和Campbell&Hentschel(1992)②Campbell J Y.&Hentschel L.,“No News Is Good News An Asymmetric Model of Changing Volatility in Stock Returns”,Journal of Financial E-conomics,1992,Vol.31,pp.281 318.曾提出波動反饋效應(yīng)來說明波動的非對稱性,他們認(rèn)為價格下跌信息比價格上漲信息引發(fā)的波動更大。但他們研究的對象主要是股票價格,而糧食市場和股市存在較大差異,人們更關(guān)心糧價上漲信息③羅萬純、劉銳:《中國糧食價格波動分析:基于ARCH類模型》,《中國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)》2010年第4期。,這導(dǎo)致糧價上漲信息引發(fā)的波動比糧價下跌信息引發(fā)的波動更大。
通過上述分析,本文得出以下四點結(jié)論:
1.國際糧價波動存在明顯的集族性。代表整體糧價的谷物價格指數(shù)變動率具有顯著的ARCH效應(yīng),表明國際糧價波動具有集族性;而且除大豆外,稻米、小麥、玉米、高粱四類糧食的價格變動率也具有顯著ARCH效應(yīng)。
2.外部沖擊對國際糧價波動具有持久性影響。
3.國際糧食市場不存在高風(fēng)險高糧價的特征,糧價的波動性對平均糧價沒有影響。
4.國際糧價波動具有顯著的非對稱性,而且糧價上漲的信息引發(fā)的糧價波動要大于糧價下降的信息引發(fā)的波動。