基于傳導(dǎo)機(jī)制的中國玉米價(jià)格與原油價(jià)格因果關(guān)系研究*

蘇志偉 陳中天

(中國海洋大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，山東 青島 266100)

基于傳導(dǎo)機(jī)制的中國玉米價(jià)格與原油價(jià)格因果關(guān)系研究*

蘇志偉 陳中天

(中國海洋大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，山東 青島 266100)

為了探究在考慮以玉米乙醇為傳導(dǎo)機(jī)制的中國玉米價(jià)格與原油價(jià)格間的因果關(guān)系，本文首先探討了基于玉米乙醇生產(chǎn)的玉米與原油間價(jià)格傳導(dǎo)機(jī)制的理論，并通過使用拔靴檢驗(yàn)及滾動(dòng)窗口因果關(guān)系檢驗(yàn)等方法，對2007年1月至2015年6月中國玉米出口價(jià)格月度數(shù)據(jù)與布倫特原油現(xiàn)貨價(jià)格月度數(shù)據(jù)進(jìn)行了檢驗(yàn)。結(jié)合相關(guān)理論基礎(chǔ)的檢驗(yàn)結(jié)果表示，中國玉米價(jià)格與原油價(jià)格在數(shù)據(jù)的時(shí)間區(qū)間內(nèi)全樣本檢驗(yàn)不存在因果關(guān)系但存在結(jié)構(gòu)性變動(dòng)，參數(shù)存在不穩(wěn)定性，而在分樣本拔靴滾動(dòng)窗口檢驗(yàn)結(jié)果中表示二者在一定時(shí)間區(qū)間內(nèi)存在雙向的因果關(guān)系，原油價(jià)格對玉米價(jià)格影響更為顯著。

拔靴檢驗(yàn)；玉米價(jià)格；原油價(jià)格；滾動(dòng)窗口檢驗(yàn)

二十世紀(jì)末，以玉米為原料提煉生產(chǎn)的玉米乙醇開始應(yīng)用于汽車燃油、工業(yè)燃料等領(lǐng)域，并沿用至今，由于其燃燒的高效性和環(huán)保性，通常與通用燃油進(jìn)行混合使用。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，玉米乙醇產(chǎn)量大幅增加，帶動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)快速增長，同時(shí)將農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)與能源行業(yè)緊密聯(lián)系在一起，促成共同發(fā)展的同時(shí)也帶來了一系列問題。近年來，國際能源問題和糧食危機(jī)問題逐漸凸顯，而環(huán)境問題也愈發(fā)受到廣泛關(guān)注，玉米乙醇作為新一代清潔能源的代表產(chǎn)物之一，其出現(xiàn)將幾大問題的制衡關(guān)系集中到了一點(diǎn)，其直觀表現(xiàn)即是在玉米價(jià)格和原油價(jià)格間建立了價(jià)格傳導(dǎo)關(guān)系。中國作為世界第二大經(jīng)濟(jì)體以及第二大玉米生產(chǎn)和消費(fèi)國，對玉米乙醇的使用也深刻影響著國際農(nóng)產(chǎn)品和能源市場。因此，本文將從中國玉米乙醇生產(chǎn)和發(fā)展對于玉米價(jià)格和原油價(jià)格的傳導(dǎo)機(jī)制入手，通過使用拔靴檢驗(yàn)、滾動(dòng)窗口檢驗(yàn)等計(jì)量模型，剖析中國玉米價(jià)格與原油價(jià)格間的因果關(guān)系，并針對檢驗(yàn)結(jié)果和實(shí)際情況提出政策性建議。

一、玉米乙醇的研究現(xiàn)狀和理論架構(gòu)

(一)國內(nèi)外玉米乙醇研究及使用現(xiàn)狀

1、國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀

目前國內(nèi)外對于玉米價(jià)格及原油價(jià)格的因果關(guān)系檢驗(yàn)，以及農(nóng)產(chǎn)品市場和能源市場相關(guān)變量的波動(dòng)性驗(yàn)證，一般都會(huì)通過加入玉米乙醇或燃料乙醇這一變量來建立連接。針對三變量的波動(dòng)效應(yīng)或因果關(guān)系研究也被一些學(xué)者所采用。根據(jù)吳海霞及葛巖等的研究，自2008年金融危機(jī)后，世界性的能源和糧食問題逐漸暴露，原油、玉米及燃料乙醇的動(dòng)態(tài)相關(guān)性逐漸凸顯，相關(guān)市場間的協(xié)調(diào)程度增強(qiáng)。[1]張兵兵的研究顯示，自1997年至2014年，國際能源市場的價(jià)格波動(dòng)與國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品市場價(jià)格波動(dòng)之間存在長期的協(xié)整關(guān)系，具體市場間價(jià)格波動(dòng)的沖擊效應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的不同也會(huì)存在差異。[2]肖小勇使用BEKK-GARCH(1,1)模型驗(yàn)證了原油價(jià)格與玉米價(jià)格間存在顯著的雙向波動(dòng)溢出效應(yīng)。[3]祝福云及高燕霞驗(yàn)證闡述了國際原油價(jià)格對我國部分農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格的貢獻(xiàn)作用，其中對大豆貢獻(xiàn)度較高，對玉米貢獻(xiàn)度較小。[4]在國內(nèi)的實(shí)證研究中，主要偏向于測定能源和農(nóng)產(chǎn)品市場或玉米及原油間的長期因果關(guān)系或波動(dòng)效應(yīng)，而對于短期情況下變量間的因果關(guān)系變動(dòng)則涉及較少。國外學(xué)者的研究主要集中在對玉米及原油供給需求方面的變動(dòng)分析上，Babcock認(rèn)為，在農(nóng)產(chǎn)品供給不變甚至減少的情況下，玉米乙醇的使用將會(huì)導(dǎo)致原料玉米的需求上升，從而對農(nóng)產(chǎn)品市場價(jià)格的上漲產(chǎn)生長遠(yuǎn)影響。[5]Thompson指出，美國玉米乙醇的使用導(dǎo)致玉米的需求量大大上升，從而引發(fā)連鎖反應(yīng)，對于土地價(jià)格的上漲、農(nóng)民收入的增加都產(chǎn)生了帶動(dòng)作用，同時(shí)也引發(fā)了能源市場和農(nóng)產(chǎn)品市場的進(jìn)一步聯(lián)結(jié)。[6]

整體上來看，國內(nèi)外學(xué)者對于玉米價(jià)格與原油價(jià)格的因果關(guān)系以及農(nóng)產(chǎn)品市場和能源市場的聯(lián)動(dòng)關(guān)系均已進(jìn)行了較多的研究。但首先國內(nèi)外在這一題目下的實(shí)證檢驗(yàn)大多使用的是長期因果關(guān)系的檢驗(yàn)方法，對于短期內(nèi)變量間的波動(dòng)和因果關(guān)系探究較少，本文將使用滾動(dòng)窗口拔靴分樣本檢驗(yàn)在此方面進(jìn)行進(jìn)一步的探究。其次國內(nèi)外對于市場間及產(chǎn)品間傳導(dǎo)機(jī)制的研究較少，本文也將在傳導(dǎo)機(jī)制方面進(jìn)行一定的闡釋。

2、玉米乙醇使用現(xiàn)狀

二十世紀(jì)末至二十一世紀(jì)初，再生能源和清潔能源的開發(fā)成為緩解環(huán)境污染和能源危機(jī)的重要方式。世界各國也在不同程度上加大了對生物能源方面的投入和研究。目前在這一領(lǐng)域較為常用的能源類型為生物柴油與燃料乙醇。生物柴油取材于生物油脂等生產(chǎn)余料，目前其發(fā)展規(guī)模較小；燃料乙醇一般以玉米、甘蔗、木薯等為原料制取乙醇，目前玉米乙醇的產(chǎn)量和用量較多。美國在二十世紀(jì)末正式開始推廣玉米乙醇的生產(chǎn)和使用技術(shù)，主要用于車用燃料的部分替代，即90%的燃料汽油與10%的玉米乙醇進(jìn)行混合使用。到目前為止，該技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上緩解了美國工業(yè)進(jìn)程中能源緊張的問題，并且由于在乙醇汽油燃燒后產(chǎn)生的廢氣中，一氧化碳含量比普通汽油降低30.8%，碳?xì)浠衔锝档土?0%，因此在車用燃油中添加一定比例的玉米乙醇也將會(huì)在一定程度上緩解環(huán)境污染的狀況。但是，由于美國是世界最大的玉米生產(chǎn)和出口國，因此大量將玉米應(yīng)用于乙醇生產(chǎn)和車用燃油引發(fā)了人們對于玉米供應(yīng)和糧食安全的擔(dān)憂。對此，美國在2007年頒布的《新能源法案》中指出，在玉米乙醇的生產(chǎn)過程中將使用非糧用玉米，并且注重研發(fā)領(lǐng)域，提高玉米乙醇的燃燒效率。美國與巴西在燃料乙醇領(lǐng)域開發(fā)時(shí)間較早，從目前來看技術(shù)發(fā)展程度較為完備。

中國從1998年開始引入和推廣玉米乙醇技術(shù)，玉米乙醇技術(shù)的推廣也緩解了中國在工業(yè)化進(jìn)程中日益增加的能源壓力和環(huán)境壓力。但是，由于中國在面臨能源及環(huán)境問題的同時(shí)糧食供應(yīng)壓力也相對較大，因此玉米乙醇技術(shù)在中國的發(fā)展一直飽受爭議。在玉米乙醇技術(shù)發(fā)展之初國內(nèi)的思路是玉米原料的供應(yīng)以陳糧為主，一方面減少糧食儲(chǔ)備的損失和儲(chǔ)藏成本，另一方面緩解能源壓力。然而，隨著技術(shù)的完善和市場的拓展，玉米乙醇對于原料玉米的需求量大大增加，并且受政府補(bǔ)貼及免稅政策的扶持，玉米乙醇的生產(chǎn)一時(shí)間受到了廣泛的追捧，陳糧的供應(yīng)已無法滿足日益增加的生產(chǎn)量。2010年上半年，我國首次出現(xiàn)玉米凈進(jìn)口狀況，伴隨而來的是國內(nèi)玉米價(jià)格的普遍上漲，用于車用玉米乙醇生產(chǎn)的企業(yè)將新上市的玉米搶購一空，導(dǎo)致飼料行業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的相關(guān)產(chǎn)品價(jià)格上漲，一時(shí)間，“汽車與百姓爭玉米”的說法甚囂塵上。

(二)玉米與原油價(jià)格傳導(dǎo)機(jī)制理論研究

隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展的完善和拓展，各產(chǎn)業(yè)間產(chǎn)業(yè)鏈的聯(lián)結(jié)和合并成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。玉米乙醇作為連接玉米價(jià)格與原油價(jià)格的重要節(jié)點(diǎn)，一方面其自身生產(chǎn)的變化對農(nóng)產(chǎn)品市場與能源市場的價(jià)格變動(dòng)產(chǎn)生較大影響，另一方面玉米價(jià)格與石油價(jià)格的變動(dòng)也將會(huì)對玉米乙醇的生產(chǎn)和發(fā)展策略產(chǎn)生影響。

如圖1所示，從靜態(tài)關(guān)系來看，玉米價(jià)格同原油價(jià)格一樣，既分別從屬于農(nóng)產(chǎn)品市場與能源市場的價(jià)格集合中，又是玉米乙醇價(jià)格的構(gòu)成要素，決定著玉米乙醇的生產(chǎn)策略。從動(dòng)態(tài)關(guān)系來看，我們將分兩種情況討論該鏈條的傳導(dǎo)影響關(guān)系。

圖1 玉米與原油價(jià)格傳導(dǎo)機(jī)制

第一種情況是由玉米價(jià)格主導(dǎo)的傳導(dǎo)鏈，如果玉米價(jià)格普遍上漲(可能是由農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格普遍上漲引發(fā))，則制取玉米乙醇的成本上升，玉米乙醇價(jià)格上漲，由于玉米乙醇目前很大程度上應(yīng)用于汽車燃油的混合制備中，因此這一部分玉米乙醇的價(jià)格上漲也會(huì)推高汽油價(jià)格，從而影響到原油價(jià)格，使原油價(jià)格上漲，根據(jù)替代品效應(yīng)，能源市場的整體價(jià)格水平將會(huì)上漲。第二種情況是由原油價(jià)格主導(dǎo)的傳導(dǎo)鏈，如果原油出現(xiàn)價(jià)格上漲的情況(可能是因?yàn)槟茉词袌銎毡榈膬r(jià)格上漲情況)，那么以原油為原料的汽車燃料價(jià)格將會(huì)普遍上漲，作為汽車燃料的構(gòu)成部分，車用汽油價(jià)格的上漲意味著制取玉米乙醇的利潤上漲，根據(jù)供求關(guān)系原理，這一利潤上漲的情況將會(huì)導(dǎo)致玉米需求量提高，玉米價(jià)格上漲，由于玉米是農(nóng)產(chǎn)品市場的重要組成部分，根據(jù)替代品效應(yīng)，其他可替代玉米的農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格也會(huì)由于需求量的增加出現(xiàn)普遍上漲的情況。

在這一傳導(dǎo)機(jī)制下，農(nóng)產(chǎn)品市場與能源市場的價(jià)格與供求關(guān)系將通過玉米價(jià)格與原油價(jià)格以及玉米乙醇的生產(chǎn)聯(lián)系起來，然而這一聯(lián)系在便利價(jià)格預(yù)測的同時(shí)帶來的是更多的社會(huì)問題，如糧食危機(jī)與能源危機(jī)，簡言之，如果對玉米價(jià)格與石油價(jià)格及其之間的聯(lián)系不加以關(guān)注，農(nóng)產(chǎn)品市場與能源市場的價(jià)格將會(huì)出現(xiàn)更多不確定因素，人為追逐利潤和控制價(jià)格的行為將會(huì)導(dǎo)致玉米過多應(yīng)用于玉米乙醇生產(chǎn)，從而導(dǎo)致應(yīng)用于飼料與糧食的玉米數(shù)量減少，造成糧食短缺、畜產(chǎn)品價(jià)格上漲等消極影響。因此，把握玉米價(jià)格與原油價(jià)格間相互影響關(guān)系，將會(huì)是制定玉米乙醇生產(chǎn)策略、維持農(nóng)產(chǎn)品市場與能源市場價(jià)格及供求穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。此處僅從理論上為玉米價(jià)格和原油價(jià)格及其傳導(dǎo)關(guān)系提供了支持，數(shù)理支持和實(shí)證研究將在后文詳述。

(三)玉米乙醇生產(chǎn)理論模型

從前文論述中可知，玉米價(jià)格與原油價(jià)格的連接點(diǎn)是玉米乙醇的生產(chǎn)，因此，從玉米乙醇的生產(chǎn)過程中也可以找到這一價(jià)格傳導(dǎo)機(jī)制的理論支撐。目前玉米乙醇生產(chǎn)的成本與產(chǎn)出基本遵循固定的生產(chǎn)模型，從這一生產(chǎn)模型可以直觀地了解玉米作為生產(chǎn)原料與作為產(chǎn)成品的車用汽油的價(jià)格關(guān)系，進(jìn)而推出與原油價(jià)格的關(guān)系。

在假設(shè)其他方面成本收益不便的前提下，由該生產(chǎn)模型可知，一蒲式耳玉米轉(zhuǎn)變?yōu)槠蛯?huì)耗費(fèi)C0單位的固定成本，并產(chǎn)出β加侖乙醇和δ蒲式耳副產(chǎn)品。其中生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的副產(chǎn)品可以以一定比例的玉米價(jià)格返銷玉米市場。設(shè)玉米市場價(jià)格為PC，玉米乙醇市場價(jià)格為PE，即該生產(chǎn)模型下的總產(chǎn)出收益為βPE+δPC。由此可以得出玉米乙醇生產(chǎn)的利潤模型，設(shè)臨界利潤為R，臨界利潤并不等于絕對利潤，它更多表達(dá)的是供需層面的偏重選擇，當(dāng)實(shí)際利潤高于臨界利潤時(shí)，市場以增加該商品供給為主，反之則增加需求減少供給。則R=βPE+(δ-1)PC-C0。假設(shè)市場中其他條件不變，當(dāng)進(jìn)行玉米乙醇生產(chǎn)的利潤為正時(shí)，即R>0，則根據(jù)供求關(guān)系原理，玉米乙醇的供給將持續(xù)增加，市場出現(xiàn)供過于求的局面，其臨界利潤也會(huì)持續(xù)降低，直至降為零。反之，若初始生產(chǎn)利潤為負(fù)，玉米乙醇將會(huì)出現(xiàn)供給下降，需求過剩，利潤上升至均衡狀態(tài)的現(xiàn)象。因此，在市場均衡的條件下，R=0，我們可將公式調(diào)整為：

PC=(βPE-C0)/(1-δ)

(1)

至此我們從數(shù)量上建立了玉米與玉米乙醇之間的價(jià)格關(guān)系，從生產(chǎn)的下一環(huán)節(jié)來看，玉米乙醇通常會(huì)先與原油或汽油進(jìn)行混合再投入使用，因此玉米乙醇的價(jià)格是構(gòu)成汽油乃至原油的重要部分，設(shè)原油價(jià)格為PO，價(jià)格系數(shù)為λ，則可得出以下公式：

PE=λPO

(2)

將公式(2)代入式(1)可得：

PC=(θPO-C0)/(1-δ)

(3)

其中，θ=λ·β，由于產(chǎn)出的玉米乙醇根據(jù)不同的用途，其混合比重也將不同，因此具體的價(jià)格換算應(yīng)當(dāng)參照不同的生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)際，本文主要探討其在汽油領(lǐng)域的應(yīng)用，則一般而言，λ=0.1，θ=0.1β。

在該理論模型的假設(shè)下，生產(chǎn)玉米乙醇在玉米價(jià)格與原油價(jià)格間建立了數(shù)量關(guān)系，而從實(shí)際的情況來看，玉米價(jià)格和原油價(jià)格對于玉米乙醇的生產(chǎn)確實(shí)產(chǎn)生了較大的制約關(guān)系，受價(jià)格波動(dòng)和生產(chǎn)技術(shù)成本的影響，目前中國的玉米乙醇生產(chǎn)企業(yè)主要需要依靠政府補(bǔ)貼與稅收減免政策生存，相關(guān)狀況將在后文中詳細(xì)論述。

二、中國玉米價(jià)格與原油價(jià)格關(guān)系的實(shí)證研究

(一)數(shù)據(jù)選取

數(shù)據(jù)選取方面，本文選取的是2007年1月至2015年6月中國玉米出口價(jià)格月度數(shù)據(jù)與布倫特原油現(xiàn)貨價(jià)格月度數(shù)據(jù)。由于中國是世界第二大玉米出口國，且中國原油價(jià)格與布倫特原油相掛鉤，這兩方面的數(shù)據(jù)既可以反映出國際市場中玉米和原油的供求關(guān)系，又可以顯示出其在中國玉米乙醇生產(chǎn)條件下的變化關(guān)系。在數(shù)據(jù)使用上，由于實(shí)證方法中將使用滾動(dòng)窗口檢驗(yàn)的方式，因此會(huì)造成一定程度的數(shù)據(jù)損失，但并不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果與檢驗(yàn)精度。

(二)研究方法

本文使用拔靴因果關(guān)系檢驗(yàn)對中國玉米價(jià)格與國際原油價(jià)格進(jìn)行相互作用的因果關(guān)系檢驗(yàn)。該檢驗(yàn)方法基于格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)，運(yùn)用滾動(dòng)窗口的模式對全樣本和分樣本的因果關(guān)系分別進(jìn)行檢驗(yàn)并最終提出檢驗(yàn)結(jié)果。

格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)假設(shè)被檢驗(yàn)的時(shí)間序列是穩(wěn)定的。但是，當(dāng)這一假設(shè)前提不成立時(shí)，全樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)量將不再服從標(biāo)準(zhǔn)漸進(jìn)分布，對VAR模型的估計(jì)也將造成相當(dāng)?shù)睦щy。因此，本文主要通過使用RB(the residual-based bootstrap)方法修正的LR統(tǒng)計(jì)量來檢驗(yàn)玉米價(jià)格與原油價(jià)格間的關(guān)系。

以下方程表現(xiàn)了二元VAR(p)模型的生成，本文將利用這一方程闡述基于RB修正的LR統(tǒng)計(jì)量因果關(guān)系檢驗(yàn)。

yt=φ0+φ1yt-1+…φpyt-p+εt,t=1,2,…,T

(4)

其中，εt=(ε1t,ε2t)′是一個(gè)均值為零、協(xié)方差矩陣也為零的白噪聲。下標(biāo)中的p代表最佳滯后期，其是由施瓦茨信息準(zhǔn)則(SIC)決定的。如果將變量yt分為兩個(gè)分向量yt=(cornt,oilt)，則方程(4)就可以表示為：

(5)

根據(jù)方程(5)，通過施加限制φ12,k=0(k=1,2,…,p)就可以檢驗(yàn)原油價(jià)格不是玉米價(jià)格的格蘭杰原因的原假設(shè)；同樣，通過施加限制φ21,k=0(k=1,2,…,p)也可以檢驗(yàn)玉米價(jià)格不是原油價(jià)格的格蘭杰原因的原假設(shè)。如上所述，全樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)的結(jié)果可以通過基于RB的概率值p以及修正的LR統(tǒng)計(jì)量表現(xiàn)出來。如果第一個(gè)原假設(shè)φ12,k=0(k=1,2,…,p)被拒絕，則證明原油價(jià)格對玉米價(jià)格存在顯著的因果關(guān)系，這表明，原油價(jià)格能夠有效解釋玉米價(jià)格的變化。同樣，如果第二個(gè)原假設(shè)φ21,k=0(k=1,2,…,p)被拒絕，則證明玉米價(jià)格對原油價(jià)格存在顯著的因果關(guān)系，也就是說，玉米價(jià)格能夠有效解釋原油價(jià)格的變化。

在全樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)中，我們通常假設(shè)VAR模型中的參數(shù)不存在結(jié)構(gòu)性變動(dòng)，而在實(shí)際情況下，時(shí)間序列在全樣本區(qū)間內(nèi)的結(jié)構(gòu)性變動(dòng)是普遍存在的，這將導(dǎo)致全樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差，換言之，在全樣本區(qū)間內(nèi)，時(shí)間序列間的因果關(guān)系并非一成不變。因此，本文同時(shí)也將對參數(shù)穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)。在短期參數(shù)的穩(wěn)定性檢驗(yàn)中，本文使用Sup-F, Mean-F和Exp-F三個(gè)統(tǒng)計(jì)量來檢驗(yàn)?zāi)Ｐ椭械膮?shù)穩(wěn)定性。以上檢驗(yàn)是從LR統(tǒng)計(jì)序列得出的，它們可以用來檢驗(yàn)參數(shù)穩(wěn)定性以解決可能存在的未知時(shí)間點(diǎn)上的單結(jié)構(gòu)突變問題。由于以上檢驗(yàn)并不服從標(biāo)準(zhǔn)漸進(jìn)分布，臨界值和概率值是由參數(shù)自舉程序均值計(jì)算而來。具體來說，臨界值和概率值p是通過對從常參數(shù)VAR模型中產(chǎn)生的10000個(gè)樣本進(jìn)行蒙特卡洛模擬求均值而構(gòu)成的漸進(jìn)分布獲得的。除此之外，Sup-F, Mean-F和Exp-F三個(gè)統(tǒng)計(jì)量需要對樣本進(jìn)行雙邊15%的修整，因此，能夠應(yīng)用的是剩下的(0.15, 0.85)的區(qū)間。

由于虛擬變量和樣本分割等結(jié)構(gòu)性變動(dòng)檢驗(yàn)技術(shù)存在先驗(yàn)偏差，本文基于修正的拔靴估計(jì)，使用拔靴分樣本滾動(dòng)窗口因果關(guān)系檢驗(yàn)法，這一方法可以克服參數(shù)不穩(wěn)定性問題且能避免先驗(yàn)偏差。所謂分樣本滾動(dòng)窗口因果關(guān)系檢驗(yàn)，即將全樣本按照一定尺寸分割成小樣本進(jìn)行因果關(guān)系檢驗(yàn)，并將分成的小樣本從全樣本首端逐步滾動(dòng)，直至全樣本末端，其具體步驟如下：在長度為T的時(shí)間序列中設(shè)定分樣本長度為l，并設(shè)定每個(gè)分樣本的末端為τ=l,l+1, ...,T，那么則可以構(gòu)造出T-l個(gè)分樣本。根據(jù)基于RB的修正LR因果關(guān)系檢驗(yàn)，每一個(gè)分樣本都可以得出一個(gè)因果關(guān)系檢驗(yàn)的實(shí)證結(jié)果。將觀測到的所有概率值p和LR統(tǒng)計(jì)量按照時(shí)間順序匯總，就可以得到分樣本滾動(dòng)窗口因果關(guān)系檢驗(yàn)的結(jié)果。本文將使用這一方法檢驗(yàn)玉米價(jià)格與原油價(jià)格之間的關(guān)系，并觀察其相互關(guān)系是否隨時(shí)間變動(dòng)。方程(6)描述了原油價(jià)格對玉米價(jià)格的影響：

(6)

(7)

(三)實(shí)證結(jié)果

1、單位根檢驗(yàn)及全樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)

為了研究中國玉米價(jià)格與原油價(jià)格間關(guān)系，本文先對這兩個(gè)時(shí)間序列進(jìn)行單位根檢驗(yàn)，ADF檢驗(yàn)、NG檢驗(yàn)的檢驗(yàn)結(jié)果顯示，兩序列均在99%置信水平下拒絕原假設(shè)，不存在單位根，即兩個(gè)時(shí)間序列均為零階單整序列，因此可以進(jìn)行拔靴全樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)。拔靴全樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果如下見表1。

表1 拔靴全樣本格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)

由檢驗(yàn)結(jié)果可以看出，在全樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)中，統(tǒng)計(jì)量和P值結(jié)果并不能拒絕原假設(shè)條件，因此通過傳統(tǒng)全樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)的結(jié)果顯示玉米價(jià)格和原油價(jià)格間并不存在因果關(guān)系。然而，由于傳統(tǒng)檢驗(yàn)方式中通常會(huì)假設(shè)參數(shù)不存在結(jié)構(gòu)性變動(dòng)，而這一假設(shè)在實(shí)際情況中往往不成立，即在實(shí)際情況下序列往往會(huì)因?yàn)闀r(shí)間的改變而發(fā)生因果關(guān)系的變化。因此，在固定時(shí)間區(qū)間內(nèi)僅僅考慮單一的因果關(guān)系將會(huì)與實(shí)際情況產(chǎn)生偏差，對于參數(shù)的穩(wěn)定性檢驗(yàn)和結(jié)構(gòu)性變動(dòng)的確認(rèn)應(yīng)當(dāng)在因果關(guān)系檢驗(yàn)中予以考慮。

2、參數(shù)穩(wěn)定性檢驗(yàn)及結(jié)構(gòu)性變動(dòng)檢測

在參數(shù)穩(wěn)定性檢驗(yàn)過程中，如上文所述，本文將使用Sup-F, Mean-F和Exp-F三個(gè)統(tǒng)計(jì)量來檢驗(yàn)以上模型中的玉米價(jià)格和原油價(jià)格，并使用LC檢驗(yàn)來對VAR系統(tǒng)中的參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 參數(shù)穩(wěn)定性檢驗(yàn)

根據(jù)參數(shù)穩(wěn)定性檢驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在90%的置信水平下均無法拒絕參數(shù)不穩(wěn)定的原假設(shè)，因此檢驗(yàn)結(jié)果存在結(jié)構(gòu)性變動(dòng)，即全樣本分析無法準(zhǔn)確刻畫玉米價(jià)格和原油價(jià)格在完整時(shí)間序列上的精確因果關(guān)系，并且結(jié)果提供了強(qiáng)有力的證據(jù)表明VAR模型估計(jì)的參數(shù)使用全樣本數(shù)據(jù)在短期是不穩(wěn)定的，需要進(jìn)行分樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)。

3、滾動(dòng)窗口拔靴分樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)

通過參數(shù)穩(wěn)定性檢驗(yàn)，我們得出中國玉米價(jià)格與原油價(jià)格在實(shí)際情況中存在結(jié)構(gòu)性變動(dòng)，因此在選取的時(shí)間區(qū)間內(nèi)拔靴全樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)不能夠準(zhǔn)確刻畫出二者的因果關(guān)系。對此本文采取了滾動(dòng)窗口拔靴分樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)來檢測二者在2007年1月至2015年6月的因果關(guān)系及其正負(fù)相關(guān)情況。檢驗(yàn)結(jié)果見圖2、圖3。

圖2 拔靴分樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)P值圖(原油價(jià)格—玉米價(jià)格)

圖3 拔靴分樣本因果關(guān)系檢驗(yàn)P值圖(玉米價(jià)格—原油價(jià)格)

如圖2、圖3所示，由檢驗(yàn)結(jié)果我們可以看出，所有P值小于0.1的時(shí)間區(qū)間(紅線以下部分)表示拒絕二者無單向因果關(guān)系的原假設(shè)，即代表變量間存在單向因果關(guān)系。因此，中國原油價(jià)格在2010年7月至2012年5月、2013年1月、2015年1月至同年3月間對中國玉米價(jià)格存在因果關(guān)系影響；中國玉米價(jià)格在2010年7月至2011年10月以及2015年1月至同年3月對中國原油價(jià)格存在因果關(guān)系影響。二者之交集即使存在雙向因果關(guān)系的區(qū)間，即2010年7月至2011年10月以及2015年1月至3月。由此可以看出，在該時(shí)間區(qū)間內(nèi)，中國玉米價(jià)格與原油價(jià)格既不存在全樣本條件下的因果關(guān)系，也并非毫無因果關(guān)系，而是在特定時(shí)間區(qū)間內(nèi)存在單向或雙向的因果關(guān)系。因此必須進(jìn)行分樣本條件的檢測，才能使結(jié)果更加精確可信。

驗(yàn)證中國玉米價(jià)格與原油價(jià)格間的因果關(guān)系后，本文進(jìn)行了滾動(dòng)窗口系數(shù)和的拔靴估計(jì)來檢驗(yàn)中國玉米價(jià)格和原油價(jià)格間因果關(guān)系的影響方向。檢驗(yàn)結(jié)果見圖4、圖5。

圖4 滾動(dòng)窗口系數(shù)和的拔靴估計(jì)結(jié)果(原油價(jià)格—玉米價(jià)格)

圖5 滾動(dòng)窗口系數(shù)和的拔靴估計(jì)結(jié)果(玉米價(jià)格—原油價(jià)格)

如圖4、圖5所示，以零線作為臨界，當(dāng)滾動(dòng)窗口系數(shù)的均值在零線以上時(shí)，表明原油價(jià)格(玉米價(jià)格)對玉米價(jià)格(原油價(jià)格)存在正向因果關(guān)系，反之，若均值在零線以下，則證明存在負(fù)向因果關(guān)系。如果滾動(dòng)窗口系數(shù)的上下界與均值均高(低)于零線，則證明其存在非常顯著的正(負(fù))向因果關(guān)系。因此，由圖4圖5可知，在圖2圖3檢驗(yàn)所限定的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，中國原油價(jià)格對玉米價(jià)格的因果關(guān)系呈現(xiàn)出兩個(gè)階段的形式，在2010年7月至2012年5月的區(qū)間內(nèi)呈現(xiàn)顯著的正向影響關(guān)系，而在2015年1月至3月則呈現(xiàn)顯著的負(fù)向影響關(guān)系；而中國玉米價(jià)格對原油價(jià)格的因果關(guān)系影響存在但并不顯著，在2010年7月至2011年1月存在弱負(fù)向關(guān)系，在2011年1月至2011年10月存在弱正向關(guān)系。

三、實(shí)證結(jié)果分析與政策性建議

(一)實(shí)證結(jié)果分析

對于以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，本文給出以下分析觀點(diǎn):

首先，從核心傳導(dǎo)機(jī)制來看，玉米乙醇生產(chǎn)對于玉米價(jià)格和原油價(jià)格的影響是現(xiàn)實(shí)存在的。玉米乙醇行業(yè)從20世紀(jì)末興起，在21世紀(jì)初十年被推廣和發(fā)展，并在2010年前后達(dá)到高速發(fā)展，同時(shí)也引發(fā)了許多爭議。因此可以看出，玉米乙醇在21世紀(jì)初的生產(chǎn)和應(yīng)用達(dá)到較大規(guī)模，也促成了原油價(jià)格和玉米價(jià)格在2010年至2012年間存在的因果關(guān)系影響。

其次，從人為因素調(diào)整的角度看，中國玉米價(jià)格與原油價(jià)格的因果關(guān)系以及玉米乙醇的發(fā)展供求受到了深刻地人為因素調(diào)整。2008年世界金融危機(jī)后，中國政府投入4萬億救市資金，其中約有25%進(jìn)入了能源領(lǐng)域，包括玉米乙醇所在的能源行業(yè)*節(jié)選整理自國家能源局張國寶(2010)在《轉(zhuǎn)變發(fā)展方式 調(diào)整能源結(jié)構(gòu) 為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展提供能源保障》會(huì)議中的講話。，這一計(jì)劃不僅加速了玉米乙醇在中國的發(fā)展速度，也間接增加了中國玉米與原油的需求量與供應(yīng)量。與此同時(shí)，“十一五”規(guī)劃對玉米乙醇生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行了相當(dāng)程度的生產(chǎn)銷售補(bǔ)貼，促成和加深了以玉米乙醇為傳導(dǎo)的原油價(jià)格與玉米價(jià)格間的因果關(guān)系。這也就解釋了在2010年至2012年間中國玉米價(jià)格與原油價(jià)格間存在顯著正向因果關(guān)系的檢驗(yàn)結(jié)果。

最后，對于其他方面的影響和檢驗(yàn)細(xì)節(jié)的解釋，需考慮客觀影響因素和數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。按照前文所述，以玉米乙醇作為傳導(dǎo)機(jī)制的玉米價(jià)格和原油價(jià)格間的關(guān)系應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)正向因果關(guān)系的結(jié)果。然而，受美國2012年開始的干旱問題影響和世界糧食危機(jī)的加劇，聯(lián)合國在2012年正式提案暫緩玉米乙醇項(xiàng)目的發(fā)展，國內(nèi)也相應(yīng)地提出了對玉米乙醇行業(yè)的質(zhì)疑。因此在全球范圍內(nèi)受玉米供給下降、玉米乙醇行業(yè)的不景氣，以及至2015年初原油價(jià)格暴跌及美國的頁巖油革命等變動(dòng)的影響。玉米價(jià)格和原油價(jià)格間的因果關(guān)系在這一傳導(dǎo)機(jī)制上的各個(gè)環(huán)節(jié)上出現(xiàn)了一定程度的變動(dòng)，因此因果關(guān)系相對不明顯。并且，從數(shù)據(jù)本身來看，中國玉米出口量受玉米乙醇生產(chǎn)的限制也難以對原油價(jià)格有更加顯著的影響，因此在因果關(guān)系方面表現(xiàn)出的結(jié)果是弱相關(guān)的關(guān)系。但從整體來說，該檢驗(yàn)由玉米乙醇傳導(dǎo)機(jī)制入手，對中國玉米價(jià)格與石油價(jià)格間關(guān)系進(jìn)行了因果關(guān)系檢驗(yàn)，其結(jié)果本身是精確的。

(二)相關(guān)政策性建議

從理論研究到實(shí)證結(jié)果，均證實(shí)以玉米乙醇作為傳導(dǎo)機(jī)制的玉米價(jià)格和原油價(jià)格間存在客觀的因果關(guān)系，因此，針對這一傳導(dǎo)機(jī)制下的因果關(guān)系，本文提出以下政策建議。

第一，針對能源市場，應(yīng)當(dāng)在適宜條件下支持玉米乙醇行業(yè)的發(fā)展。玉米乙醇作為清潔能源和可再生能源的代表，對于緩解世界性的能源危機(jī)具有重要的作用。但是，過度發(fā)展玉米乙醇也會(huì)通過其對玉米價(jià)格和原油價(jià)格的傳導(dǎo)機(jī)制影響帶來許多負(fù)面效應(yīng)，如通過玉米乙醇生產(chǎn)與銷售進(jìn)行在能源市場與農(nóng)產(chǎn)品市場的套利行為，如果對玉米乙醇的生產(chǎn)不加限制，玉米價(jià)格與原油價(jià)格的因果關(guān)系越強(qiáng)，這種套利模式對農(nóng)產(chǎn)品市場與能源市場的穩(wěn)定性影響就會(huì)越大。因此，對于玉米乙醇的生產(chǎn)與發(fā)展，應(yīng)當(dāng)因地因時(shí)制宜。

第二，針對農(nóng)產(chǎn)品市場，要控制在玉米乙醇生產(chǎn)過程中對玉米的需求。如前文所述，玉米乙醇的生產(chǎn)實(shí)質(zhì)上是“汽車與人類爭玉米”的過程，如果玉米乙醇生產(chǎn)行業(yè)過度消費(fèi)玉米，將會(huì)使玉米及主要農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格以及連帶的畜產(chǎn)品價(jià)格上漲，市場供給不足，導(dǎo)致糧食危機(jī)的產(chǎn)生。因此，對于玉米乙醇的生產(chǎn)，由于傳導(dǎo)機(jī)制的存在，必須控制其對玉米的消費(fèi)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，并控制補(bǔ)貼比例。

第三，針對原油價(jià)格與玉米價(jià)格間的因果關(guān)系，要謹(jǐn)慎觀察，主動(dòng)調(diào)節(jié)，妥善利用。從微觀方面來講，原油價(jià)格與玉米價(jià)格間的因果關(guān)系一旦出現(xiàn)，就意味著跨市場套利的機(jī)會(huì)出現(xiàn)，因此，對于這一現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)在其出現(xiàn)時(shí)適當(dāng)利用；但同時(shí)，從宏觀方面來看，跨市場套利的機(jī)會(huì)一旦被濫用，就有可能導(dǎo)致玉米或原油資源的不合理分配，從而引發(fā)糧食危機(jī)或能源危機(jī)，因此，對于這一因果關(guān)系，必須防范在玉米乙醇發(fā)展較快的時(shí)間中農(nóng)產(chǎn)品市場和能源市場間的無限制套利行為。

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責(zé)任編輯：王明舜

The Research on Relationship Between the Corn Price and the Oil Price in China Based on the Transmission Mechanism

Su Zhiwei Chen Zhongtian

(College of Economics, Ocean University of China, Qingdao 266100, China)

This paper uses bootstrap Granger full-sample causality test and sub-sample rolling window estimation to test the causal link between the corn price and the oil price in China. The results show there is no causality between the corn price and the oil price in China through bootstrap full-sample Granger causality test. However, considering structural changes, the paper assesses the stability of parameters of the estimated vector autoregressive (VAR) models and finds that both the long-run and short-run relationships are unstable. Choosing a time-varying (bootstrap) rolling window approach to retest the dynamic cause, the paper finds that there are interactions between the corn price and the oil price in China. The influence from oil to corn is stronger than that from corn to oil. This conclusion meets the theory that the oil price and the corn price influence each other. These findings show that it is important to keep balance between the corn for commodity and the corn for ethanol.

bootstrap; corn price; oil price; rolling window

2016-09-05

蘇志偉(1973- )，男，臺灣人，中國海洋大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院教授，繁榮哲學(xué)社會(huì)科學(xué)人才工程特聘教授，博士生導(dǎo)師，教育部新世紀(jì)人才，主要從事應(yīng)用時(shí)間序列、國際金融與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究。

F323.7

A

1672-335X(2017)01-0070-07