國際石油市場(chǎng)與中國股市間的波動(dòng)率溢出分析

摘要：本文利用CCF檢驗(yàn)法即協(xié)相關(guān)函數(shù)檢驗(yàn)法來檢驗(yàn)國際原油市場(chǎng)與中國股票市場(chǎng)行業(yè)指數(shù)之間的波動(dòng)率溢出效應(yīng)，本文分析了國際原油市場(chǎng)與中國14個(gè)行業(yè)股票收益率的波動(dòng)率溢出效應(yīng)，結(jié)果顯示國際石油的價(jià)格對(duì)中國石油和天然氣、基礎(chǔ)資源、工業(yè)用品和服務(wù)、旅游和休閑、科技行業(yè)有顯著的波動(dòng)率信息溢出效應(yīng)，對(duì)其他行業(yè)則沒有信息溢出。

關(guān)鍵詞：波動(dòng)率溢出；CCF檢驗(yàn)； AR-t-EGARCH；原油市場(chǎng)

1、引言

石油作為一種稀缺能源，對(duì)各國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著舉足輕重的作用。中國石油儲(chǔ)存量少，進(jìn)口量每年不斷上升，進(jìn)口依存度也越來越高，到2010年中國石油進(jìn)口量已經(jīng)超過2億噸，對(duì)外依存度超過55%，如此高的對(duì)外依存度表明在中國石油這種商品與國際石油市場(chǎng)聯(lián)系非常緊密，與石油相關(guān)的行業(yè)容易受國際石油價(jià)格變動(dòng)的影響。分析國際石油價(jià)格和中國股票市場(chǎng)間的波動(dòng)溢出，對(duì)于政府在維護(hù)股票市場(chǎng)的穩(wěn)定和能源方面的政策制定也很重要。

從20世紀(jì)80年代開始，石油對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)和金融市場(chǎng)的影響就開始受到人們的關(guān)注，許多學(xué)者研究石油價(jià)格對(duì)一國經(jīng)濟(jì)可能產(chǎn)生的影響。如：（Jones and Kaul，1996；Park 和 Ratti，2008；Apergis 和 Miller2009)研究指出了消費(fèi)物價(jià)指數(shù)，利率，投資與消費(fèi)信心指數(shù)等一些影響經(jīng)濟(jì)增長的因素都受石油價(jià)格變動(dòng)的影響。對(duì)于新興市場(chǎng)，也有許多作者研究發(fā)現(xiàn)油價(jià)的變動(dòng)對(duì)股票市場(chǎng)能顯著的影響，如：Papapetrou（2001）；Narayan 和 Narayan（2010）。從這些文章中可以發(fā)現(xiàn)由于不同的國家由于對(duì)石油的依賴程度不一樣以及各國市場(chǎng)開放程度的差異，所以原油價(jià)格波動(dòng)對(duì)不同國家的金融市場(chǎng)的影響也不一樣。一些學(xué)者已經(jīng)將原油價(jià)格對(duì)金融市場(chǎng)的影擴(kuò)展到具體的行業(yè)。如Boyer 和 Filion (2007)研究指出加拿大的石油與天然氣行業(yè)的股票收益率會(huì)隨著原油價(jià)格的上升而上升， Malik 和 Ewing（2009）研究了石油市場(chǎng)和美國的五個(gè)行業(yè)之間的收益和波動(dòng)溢出的關(guān)系，結(jié)果得出它們之間的一些傳遞效應(yīng)。

本文運(yùn)用協(xié)相關(guān)函數(shù)即CCF檢驗(yàn)法檢測(cè)兩個(gè)市場(chǎng)間可能存在的信息溢出。該方法由Cheung和Ng（1996）年提出，Hong(2001)則在前者的基礎(chǔ)上創(chuàng)造出了一個(gè)新的統(tǒng)計(jì)量來檢驗(yàn)Granger因果關(guān)系。文章運(yùn)用此方法能有效的檢驗(yàn)出兩個(gè)市場(chǎng)之間的均值因果關(guān)系和方差因果關(guān)系。本文還將研究對(duì)象擴(kuò)展到一些具體行業(yè)，研究原油市場(chǎng)與這些行業(yè)之間的波動(dòng)率溢出關(guān)系。

文章結(jié)構(gòu)如下：第2部分介紹本文所用的CCF檢驗(yàn)方法和實(shí)證模型，第3部分實(shí)證分析，得出國際原油市場(chǎng)與中國股票市場(chǎng)整體的波動(dòng)溢出結(jié)果，第4部分具體分析國際原油市場(chǎng)與中國14個(gè)行業(yè)之間的波動(dòng)溢出關(guān)系，最后部分進(jìn)行總結(jié)。

2、實(shí)證模型

為了發(fā)掘出不同時(shí)間序列之間的相互影響，并能找出一個(gè)序列對(duì)另一個(gè)序列的預(yù)測(cè)能力，Granger（1969）年引入了均值-Granger因果關(guān)系概念，并于1980年提出廣義Granger因果關(guān)系，Granger（1986）中引入了方差-Granger因果關(guān)系，其均值-Granger因果關(guān)系的定義為：在信息集It-1的條件下，如果滿足（1）式，則稱Y在均值上是X的Granger原因。

(1)

其中Ix，t-1表示在t-1時(shí)刻時(shí)間序列X能獲得的信息集，μxt為X市場(chǎng)在t時(shí)刻的條件均值，下同。方差-Granger因果關(guān)系的定義為：在信息集It-1的條件下，如果滿足（2）式，則稱 Y在方差上是X的Granger原因。

(2)

已經(jīng)有很多學(xué)者研究出不同的方法來檢驗(yàn)市場(chǎng)間的波動(dòng)率溢出效應(yīng)，如Bollerslev(1990)提出的CCC-MGARCH模型，Engle和Kroner（1995）提出的BEKK-GARCH模型，還有Engle（2002）一文中提出的DCC-GARCH方法，Cheung和Ng(1996)則采用協(xié)相關(guān)函數(shù)（Cross-Correlation Function，CCF)來檢驗(yàn)兩個(gè)時(shí)間序列間的波動(dòng)率溢出效應(yīng)。

2.1 CCF檢驗(yàn)方法

傳統(tǒng)研究波動(dòng)率溢出所用的方法大都在多元GARCH框架下，對(duì)兩個(gè)序列殘差平方進(jìn)行回歸分析，而利用CCF方法進(jìn)行因果關(guān)系檢驗(yàn)時(shí)，只需要對(duì)每個(gè)時(shí)間序列單獨(dú)建立一元GARCH模型，得到自身的標(biāo)準(zhǔn)化殘差，從而避免了多元GARCH參數(shù)過多的問題以及估計(jì)結(jié)果收斂性等問題，而且還避免了多元GARCH因極大似然函數(shù)漸進(jìn)分布的不確定所帶來的影響。CCF檢驗(yàn)法最早由Cheung和Ng(1996)提出來檢驗(yàn)兩個(gè)時(shí)間序列之間的因果關(guān)系， Hong（2001）在Cheng和Ng(1996)基礎(chǔ)上構(gòu)建出一個(gè)新的基于核函數(shù)的統(tǒng)計(jì)量Q（M），本文選用Daniell核函數(shù)1，Cheung和Ng(1996)構(gòu)建的S-統(tǒng)計(jì)量和Hong（2001）Q-統(tǒng)計(jì)量都能做單向和雙向的Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)，本文選用Hong（2001）的檢驗(yàn)方法因?yàn)橐皇窃摲椒?gòu)建的Q-統(tǒng)計(jì)量對(duì)高階滯后的協(xié)相關(guān)系數(shù)賦予較小的權(quán)重，而S統(tǒng)計(jì)量對(duì)系數(shù)賦予相同的權(quán)重。二是Cheung和Ng(1996) 的S-統(tǒng)計(jì)量只能取較短的滯后期，而Hong（2001）的Q-統(tǒng)計(jì)量可以把滯后期擴(kuò)展到接近時(shí)間序列長度T，這樣的優(yōu)點(diǎn)在于充分考慮了投資者對(duì)信息反應(yīng)滯后的影響。

當(dāng)檢驗(yàn)序列ut是否是序列vt的Granger-方差原因時(shí)，原假設(shè)H0：序列ut不是序列vt的Granger-方差原因。此時(shí)我們采用單向Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量：

當(dāng)不確定在ut和vt中哪個(gè)是Granger原因時(shí)，原假設(shè)H0：序列ut不是序列vt的Granger-方差原因，同時(shí)序列vt也不是序列ut的Granger-方差原因。此時(shí)我們采用雙向Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量：

為滯后j期的樣本協(xié)方差函數(shù)，k（x）為核函數(shù)，M為有效滯后結(jié)尾階數(shù)。

Hong（2001）證明了在一些常規(guī)條件下，上述兩個(gè)統(tǒng)計(jì)量都收斂于標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，所以可以用標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的右側(cè)臨界值來判斷結(jié)果的顯著性。具體方法分為四步：第一，對(duì)收益率序列進(jìn)行建模，求出每個(gè)序列的擾動(dòng)項(xiàng)

，本文對(duì)每個(gè)時(shí)間序列采用AR（m）-EGARCH（p，q）-t模型。第二，計(jì)算經(jīng)過變形的兩個(gè)序列標(biāo)準(zhǔn)化殘差平方

與

之間的協(xié)相關(guān)函數(shù)值

。第三，選擇合適的核函數(shù)k（x）和M值，計(jì)算Ct（k）和Dt（k）。第四，估計(jì)出Q（M)統(tǒng)計(jì)量，與一定顯著性水平下的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布上尾值進(jìn)行比較，得出均值-Granger和方差-Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果。

2.2 AR-t-EGARCH模型

根據(jù)Hong的方法，我們要先估計(jì)出單個(gè)收益率的模型參數(shù)，然后進(jìn)行因果檢驗(yàn)，本文運(yùn)用Nelson（1991）中的指數(shù)Garch模型，它可以區(qū)分正的和負(fù)的擾動(dòng)對(duì)波動(dòng)率的不同影響，考慮到金融時(shí)間序列一般存在的尖峰厚尾特征，本文對(duì)新息采用服從t分布的形式。AR(m）-EGARCH(p，q）-t的均值方差方程如下：

3、股市行業(yè)實(shí)證分析

無論是投資者還是政策制定者他們對(duì)國際石油價(jià)格的波動(dòng)都會(huì)做出一定的反應(yīng)，由于對(duì)國際石油市場(chǎng)的過分依賴，油價(jià)的波動(dòng)勢(shì)必牽動(dòng)著相關(guān)行業(yè)。下面本文將對(duì)國際石油市場(chǎng)和中國的14個(gè)行業(yè)進(jìn)行信息溢出檢驗(yàn)。

3.1行業(yè)數(shù)據(jù)

由于行業(yè)數(shù)目較多，本文選取由道瓊斯第一財(cái)經(jīng)中國600行業(yè)領(lǐng)先指數(shù)中按照行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)（ICB）給中國股市劃分的14個(gè)行業(yè)來研究。石油的價(jià)格用Brent原油的每周現(xiàn)貨價(jià)格，數(shù)據(jù)取自美國能源情報(bào)署（EIA），14個(gè)行業(yè)指數(shù)數(shù)據(jù)用周收盤價(jià)，取自和道瓊斯第一財(cái)經(jīng)中國600行業(yè)領(lǐng)先指數(shù)，樣本的時(shí)間都為2001年1月5日至2011年10月10日，收益率為各自價(jià)格取對(duì)數(shù)后的差分再乘以100，各收益率的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)見表4.

從表1中可以看出，在樣本期內(nèi)石油和中國股票市場(chǎng)行業(yè)指數(shù)的收益均值大部分是正的，只有三個(gè)行業(yè)是負(fù)的。從標(biāo)準(zhǔn)差看，最小的是公用事業(yè)行業(yè)為3.85，最大的是基礎(chǔ)資源行業(yè)為4.79，這顯示中國股票市場(chǎng)行業(yè)的波動(dòng)比國際原油市場(chǎng)波動(dòng)都要大。偏度上則顯示既有左偏也有右偏。峰度上所有序列都大于3，從J-B統(tǒng)計(jì)量及其P值可以看出所有序列都呈現(xiàn)高峰后尾特征，說明這些序列的收益率都不服從正態(tài)分布。

3.2行業(yè)AR-t-EGARCH模型結(jié)果

對(duì)于中國具體的股票行業(yè)收益率，我們?nèi)圆捎肁R-t-EGARCH模型進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，然后進(jìn)行因果檢驗(yàn)，這也是考慮到利好的消息和利空的消息對(duì)市場(chǎng)的沖擊是不對(duì)稱的以及這些序列存在的高峰后尾現(xiàn)象。模型的參數(shù)估計(jì)結(jié)果見表5.

表中Q和Q2分別表示滯后20期的標(biāo)準(zhǔn)化殘差和標(biāo)準(zhǔn)化殘差平方Ljung-Box Q統(tǒng)計(jì)量，從該統(tǒng)計(jì)量的P值可以看出該模型是充分的。其中β＜1，說明模型是弱平穩(wěn)的，杠桿系數(shù) θ在不同行業(yè)有正有負(fù)，表明有的行業(yè)對(duì)利多消息反應(yīng)比較大，有的行業(yè)對(duì)利空消息反應(yīng)比較大。

3.3行業(yè)CCF檢驗(yàn)結(jié)果

這里運(yùn)用AR-t-EGARCH模型得出的結(jié)果來計(jì)算Hong(2001)的Q統(tǒng)計(jì)量，檢驗(yàn)國際石油市場(chǎng)與中國14個(gè)行業(yè)之間的Granger因果關(guān)系，結(jié)果參見表6，表7和表8。

ii）Q和Q2分別表示標(biāo)準(zhǔn)化殘差序列及其平方的Ljung-Box統(tǒng)計(jì)量，（）中數(shù)字表示相應(yīng) Q統(tǒng)計(jì)量的P值。

ii）M為有效滯后結(jié)尾階數(shù)，本文選取滯后10階和20階，～表示在此處M取的是30，下同。

3.4 行業(yè)實(shí)證結(jié)果分析

結(jié)果顯示在本文研究的14個(gè)行業(yè)中有5個(gè)行業(yè)與國際石油價(jià)格存在顯著的方差-Granger因果關(guān)系，而且從方向上看國際石油市場(chǎng)與石油和天然氣、旅游和休閑這兩個(gè)行業(yè)既存在雙向波動(dòng)率溢出，也存在由石油市場(chǎng)向這兩個(gè)行業(yè)的單向波動(dòng)率溢出，對(duì)于基礎(chǔ)資源、工業(yè)用品和服務(wù)以及科技行業(yè)則只存在由國際石油市場(chǎng)向這三個(gè)行業(yè)的單向波動(dòng)率溢出，結(jié)果顯示中國股票市場(chǎng)中還是有很多行業(yè)受國際石油價(jià)格變動(dòng)的影響的，這些行業(yè)股票收益會(huì)因?yàn)橛蛢r(jià)的波動(dòng)而波動(dòng)，國際石油市場(chǎng)對(duì)這些行業(yè)起到了信息先導(dǎo)的作用，這對(duì)投資者也有預(yù)警的功能。

本文研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)國際石油價(jià)格和中國石油和天然氣行業(yè)在5%和10%的顯著性水平下有同時(shí)的雙向波動(dòng)率溢出，在1%的顯著性水平下有由石油市場(chǎng)向中國石油和天然氣行業(yè)的單向波動(dòng)率溢出效應(yīng)，雙向波動(dòng)率溢出可能是因?yàn)樗鼈兪艿揭恍┕餐氖袌?chǎng)因素的影響，比如OPEC和國際能源署（IEA）對(duì)市場(chǎng)的干預(yù)，他們能直接控制石油的產(chǎn)量和存量，進(jìn)而對(duì)石油的價(jià)格產(chǎn)生影響，而這對(duì)中國那些從事原油和天然氣行業(yè)的公司來說會(huì)直接關(guān)系到他們的生產(chǎn)成本和收入。結(jié)果中的單向波動(dòng)率溢出則表示國際石油價(jià)格的變動(dòng)會(huì)向中國的石油和天然氣行業(yè)信息溢出，而反過來卻沒有，這進(jìn)一步說明了國際石油市場(chǎng)對(duì)中國的石油和天然氣行業(yè)有信息先導(dǎo)的作用，正如Huang等（1996）一文中指出石油股票的收益是和石油價(jià)格緊密相關(guān)的。

在基礎(chǔ)資源行業(yè)中，我們只發(fā)現(xiàn)從國際石油市場(chǎng)向基礎(chǔ)資源行業(yè)的單向波動(dòng)率溢出效應(yīng)，金洪飛（2010）一文中指出這是由于該行業(yè)中的采礦業(yè)和有色金屬工業(yè)都需要大量的能源，石油價(jià)格的變動(dòng)會(huì)對(duì)采礦業(yè)產(chǎn)生正負(fù)兩方面的影響。在工業(yè)用品和服務(wù)行業(yè)我們發(fā)現(xiàn)和基礎(chǔ)資源同樣的結(jié)果，也只存在從國際石油市場(chǎng)向工業(yè)用品和服務(wù)行業(yè)的單向信息溢出，我們知道工業(yè)用品和服務(wù)行業(yè)中包括國防工業(yè)產(chǎn)品、電子工業(yè)產(chǎn)品和一些交通運(yùn)輸行業(yè)，這些運(yùn)輸行業(yè)主要都是以石油作為燃料進(jìn)行動(dòng)力輸出的，它們對(duì)石油的依賴度非常的高，石油價(jià)格的每次變動(dòng)對(duì)從事這些行業(yè)的公司業(yè)績都有很大的影響。對(duì)于旅游和休閑行業(yè)，結(jié)果顯示在1%的顯著性水平上存在著國際石油市場(chǎng)和旅游與休閑行業(yè)雙向的波動(dòng)率溢出，而且也存在從國際石油市場(chǎng)向旅游與休閑行業(yè)的單向波動(dòng)率溢出。根據(jù)ICB行業(yè)分類基準(zhǔn)，航空客運(yùn)、公交公司等為出行和旅游提供服務(wù)的子行業(yè)都劃分為該行業(yè)，石油價(jià)格的上升給這些行業(yè)帶來的壓力是顯然的，油價(jià)的波動(dòng)給該行業(yè)帶來明顯的波動(dòng)，這再次說明從波動(dòng)率角度出發(fā)有時(shí)能挖掘出兩個(gè)市場(chǎng)之間的潛在聯(lián)系。最后我們還發(fā)現(xiàn)在10%的顯著性水平下，科技行業(yè)和石油市場(chǎng)之間在滯后20期后存在由石油市場(chǎng)向科技行業(yè)的單向信息溢出，但它們之間不存在雙向波動(dòng)率溢出.。

4、結(jié)論

當(dāng)考慮到中國一些具體的行業(yè)時(shí)，在我們選取的14個(gè)行業(yè)中發(fā)現(xiàn)有5個(gè)行業(yè)與國際石油價(jià)格存在非常顯著的方差-Granger因果關(guān)系，結(jié)果證明隨著中國的石油消費(fèi)對(duì)外依存度的不斷提高，國際石油價(jià)格的變化已經(jīng)對(duì)中國股票市場(chǎng)中的相關(guān)行業(yè)產(chǎn)生影響，這些行業(yè)已經(jīng)與國際石油市場(chǎng)有緊密的聯(lián)系。從實(shí)證結(jié)果來看，這種影響有三個(gè)特點(diǎn)：第一，它不是對(duì)所有行業(yè)有普遍影響，而只是對(duì)和石油有相關(guān)的行業(yè)產(chǎn)生信息溢出效應(yīng)。第二，目前這種影響從收益率均值上看結(jié)果還是不顯著的，但從波動(dòng)率上可以觀察到國際石油價(jià)格的變動(dòng)對(duì)中國石油和天然氣、基礎(chǔ)資源、工業(yè)用品和服務(wù)、旅游和休閑和科技行業(yè)有顯著的信息溢出。第三，實(shí)證結(jié)果顯示信息溢出的方向都是從石油市場(chǎng)到中國的具體行業(yè)的，而反向則不存在顯著的結(jié)果。

油價(jià)變動(dòng)對(duì)相關(guān)的行業(yè)有影響，從具體行業(yè)或者相關(guān)公司角度出發(fā)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的信息。本文采用的方法可以運(yùn)用到更多的行業(yè)中去，但從結(jié)論上看研究國際石油市場(chǎng)和中國從事石油相關(guān)產(chǎn)品的公司之間的信息溢出，可能會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)，這對(duì)投資者進(jìn)行資產(chǎn)組合管理和資產(chǎn)的套期保值提供更多的機(jī)會(huì)。

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