糧食價格波動分析

楊璇 張浩 崔夢宵

改革開放以來，我國糧食價格波動經歷了一個曲折過程，具有明顯的階段性。糧食價格波動的經濟效應主要是影響糧食生產、農民收入和市場價格總水平。本文利用ARCH、GARCH、TARCH和EGARCH等ARCH類模型對糧食價格的波動、波動的非對稱性進行了分析。并得出結論：可以利用價格波動的集簇性對未來的價格波動進行分析；要不斷完善糧食市場，引導市場參與主體理性投資；要特別關注價格波動規(guī)律并采取相應措施。

糧食價格

波動分析 ARCH類模型

引言

民以食為天，糧食是人類生存的主食品，是基本的物質基礎，更是一個國家的戰(zhàn)略物質。沒有糧食，就不要談國家的穩(wěn)定?；緶仫枱o法解決，其他的發(fā)展就只是空想，是空中樓閣。列寧說：真正的經濟基礎是糧食儲備，沒有它社會主義制度只是一個愿望。而不穩(wěn)定價格會導致糧源不足，在總量上不能滿足市場的需要。而且不能有個買賣雙方都接受的合理價格。因此，穩(wěn)定的糧食價格在實現(xiàn)糧食安全的過程中有舉足輕重的作用。

本文運用稻谷、小麥、玉米的月度價格數據，采用ARCH類模型，對糧食價格波動性進行分析，從而更好地掌握糧食市場價格規(guī)律，以更好地確保糧食價格基本穩(wěn)定，避免其大幅度波動，從而保障國家糧食安全。

文獻綜述

糧食價格波動問題一直備受關注，有很多學者從不同角度進行了研究。關于糧食價格波動的特點，馮云（2008）的研究表明，糧食價格波動具有集簇性和明顯的非對稱性。關于糧食價格波動的影響因素，Lapp and Smith（1992）認為，糧食價格波動水平直接和間接受到宏觀經濟政策特別是貨幣政策的影響；鐘甫寧（1995）強調了穩(wěn)定的政策和統(tǒng)一的市場對避免糧食價格人為波動的重要性；柯炳生（1996）認為，農戶的糧食儲備及其市場反應行為是造成糧食價格波動的重要原因之一；譚江林、羅光強（2009）的研究表明，通貨膨脹是糧食價格波動的Granger原因。關于糧食價格波動產生的影響，石敏俊、王妍、朱杏珍（2009）的研究表明，能源價格和糧食價格上漲及其帶來的飼料價格上漲和勞動力成本上升所導致的成本驅動效應對畜產品價格實際漲幅的影響在44%-59%之間；對加工食品價格的影響較為顯著，占加工食品價格實際漲幅的74%左右。能源價格上漲對CPI和物價總水平的拉動作用高于糧食價格波動的影響。受糧食價格上漲的影響，城鎮(zhèn)居民凈收益減少，農村居民凈收益增加。何蒲明、黎東升（2009）認為，中國糧食產量與價格波動均較大，并且價格波動比產量波動更大，對國家糧食安傘造成了不利影響；而糧食產量與糧食價格有密切的關系，糧食價格是糧食產量變化的原因。

從研究方法上來說，國外研究價格波動問題常常采用ARCH類模型。ARCH類模型能準確地模擬時間序列變量的波動，使人們能更加準確地把握波動（風險）。國內應用ARCH類模型的研究成果也比較豐富，現(xiàn)有的研究成果主要集中在股票市場和期貨市場方面。比如，陳千里（2002）利用GARCH類模型，以上證綜合指數為對象，對中國股市波動進行了實證研究，并在中國股市的背景下對集簇性和不對稱性的幾種經濟解釋進行了理論分析。華仁海、仲偉?。?003）運用ARCH類模型對中國期貨市場中期貨價格、收益、交易量、波動性相互之間的關系進行了動態(tài)分析。劉寧（2004）應用ARCH類模型對上海股市的波動進行了分析。唐衍偉、陳剛、張晨宏（2004）運用ARCH類模型對中國銅、大豆、小麥期貨市場的波動和有效性進行了研究。

總的來說，關于糧食價格波動和ARCH類模型應用的研究成果非常豐富，為本文的研究提供了參考和借鑒。但是，現(xiàn)有研究還有進一步拓展的空間：一是目前關于糧食價格波動的描述性分析較多，但計量分析較少；二是利用ARCH類模型研究糧食價格波動的成果很少，馮云（2008）的研究沒有分具體糧食品種，從實際情況看，不同糧食品種價格的波動存在差異，因而有必要細分品種來研究。

研究方法與數據說明

本文使用了2005年1月至2014年12月的集貿市場月度價格（元，公斤）數據，數據來源于國家統(tǒng)計局農村社會經濟調查司：《中國農產品價格調查年鑒》（2005-2014年，歷年），中國統(tǒng)計出版社。

主要研究方法如下：

（1）波動分析

1.ARCH模型

高頻金融時問序列數據建模后的殘差具有異方差特性和自相關性，這種特征被稱為“ARCH效應”。而ARCH自回歸條件異方差）?？梢暂^好的刻畫金融時問序列的“ARCH效應”，該模型假定隨機誤差項的條件方差與其誤差項滯后的平方有關。ARCH模型的核心思想是，誤差項在時刻T的方差依賴于時刻T-1的殘差平方的大小。因此，在ARCH模型中，要涉及兩個核心的模型回歸過程，即原始的回歸模型（常常被稱為條件均值回歸模型或均值方程）和方差的回歸模型（常被稱為異方差回歸模型或者方差方程）。ARCH模型由以下兩個方程組成：R_t= X'γ₀+ε_t（1）h_t=α₀+∑_αi=1α_iε_2t-i（2）

（1）式稱為均值方程，其中，R_t為被解釋變量，在本文中表示糧食價格收益率，X為解釋變量，在本文中只包括R_t的滯后項；（2）式稱為方差方程，其中，表示ε_t在t時刻的條件方差，在方差方程中它被定義為殘差滯后項的加權平方以確保條件方差h_tt>0?！?sub>α_i=1α_iε_2t-i為ARCH項，如果ARCH項0高度顯著，說明糧食價格收益率有顯著的波動集簇性。

2.GARCH模型

又稱廣義自回歸條件異方差模型，即在ARCH模型的基礎上，加入條件方差自身的滯后項就可得到：h_t=α₀+∑_qi=1α_iε_2t-i+∑_pj=1β_jh_t-j（3）

（3）式中，∑_qi=1α_iε_2t-1為ARCH項，∑_pj=1β_ih_t-1為GARCH項，p和q分別為它們的滯后階數，如果ARCH項和CARCH項都高度顯著，說明糧食價格收益率具有顯著的波動集簇性。為保證條件方差h_t非負，一般要求系數α≥0和β_j≥0，但這個系數的非負性要求只是保證模型有意義的充分條件而非必要條件。CARCH模型將波動來源劃分為兩部分：變量過去的波動h_t-i和外部沖擊ε_2t-i，而α_i和_jβ則分別反映了它們對本期波動h_t的作用強度。模型系數之和∑_qi=1α_i+∑_pj=1β_j的大小反映了波動的持續(xù)性，當它小于1時，說明沖擊的影響會逐漸消失，當它大于1時，說明沖出的影響不但不會消失，反而會擴散。相對于ARCH，GARCH模型的優(yōu)點在于：可以用較為簡單的GARCH模型來代表一個高階ARCH模型，從而使模型的識別和估計都變得比較容易。

（2）波動非對稱性分析

1 .TGARCH模型

TARCH模型由Rahemananjara andZokoian（1993）提出，條件方差方程為：h_t=α₀+α₁ε_2t-1+β₁h_t-1+φd_t-1ε_2t-1（4）

（4）式中，d_t-1是虛擬變量，當ε_t-1<0時，d_t-1，否則d_t-1=0。此模型中，價格上漲信息（ε_t≥0）對條件方差的影響為α₁，而價格下跌信息（ε_t<0）的影響為α₁+φ。如果φ≠0，表明波動具有非對稱性。當φ>0時，表明價格下跌信息引發(fā)的波動比價格上漲信息引發(fā)的波動大；當φ<0時，表明價格上漲信息引發(fā)的波動比價格下跌信息引發(fā)的波動大。

2.ECARCH模型

ECARCH模型由Nelson（1991）提出，其條件方差方程為：

（5）式中，價格上漲信息（ε_t-1≥0）對Lnh_t的影響為α+γ，價格下跌信息（ε_t-1<0）的影響為α-γ。如果γ≠0，表明波動具有非對稱性。當γ>O時，表明價格上漲信息引發(fā)的波動比價格下跌信息引發(fā)的波動大；當γ<0時，表明價格下跌信息引發(fā)的波動比價格上漲信息引發(fā)的波動大。

數據統(tǒng)計分析

價格收益率以相鄰月份糧食價格的對數一階差分表示，R_t= Lnp_t-Lnp_（t-1）2其中，p_t和p_（t-1）分別表示第t月和第t-1月的價格。

關于價格收益率的有關統(tǒng)計量分析如下：

結果表明：小麥、秈稻、粳稻價格收益率的峰度都高于正態(tài)分布的峰度值3，說明價格收益率具有尖峰和厚尾特征；JB正態(tài)性檢驗也證實了價格收益率顯著異于正態(tài)分布。小麥、秈稻、粳稻、價格存在波動的集聚現(xiàn)象和異方差效應。

模型結果估計

單位根檢驗平穩(wěn)性檢驗結果表明：小麥價格序列平穩(wěn)，秈稻和粳稻價格序列非平穩(wěn)，而收益率序列都平穩(wěn)。

（1）小麥

對小麥價格進行ARCH類模型估計，步驟如下：

1.根據分析結果建立均值模型Y_t=0.002700+0.356315Y_t-1

通過小麥殘差序列圖可得小麥殘差序列很可能存在ARCH效應。

2.CARCH模型估計結果：

根據p值判斷，ARCH和CARCH項都高度顯著，說明具有波動集簇性。

因此進行非對稱GARCH模型的估計。

3.根據TGARCH、EGARCH模型估計結果可知，各項系數在10%的顯著性水平下均顯著。這說明小麥價格波動具有顯著的非對稱性。

（2）秈稻

對秈稻價格進行ARCH類模型估計，步驟如下：

1.根據分析結果建立均值模型

Y_t=0.003258+0.344058Y_t-1

通過秈稻殘差序列圖可得秈稻殘差序列很可能存在ARCH效應。

2.CARCH模型估計結果：

根據p值判斷，ARCH和GARCH項都高度顯著，說明具有波動集簇性。

因此進行非對稱CARCH模型的估計。

3.根據TGARCH、EGARCH模型估計結果可知，各項系數在10%的顯著性水平下均顯著。這說明秈稻價格波動具有顯著的非對稱性。

（3）粳稻

對粳稻價格進行ARCH類模型估計，步驟如下：

1.根據分析結果建立均值模型

根據分析結果建立均值模型

r_t=0.003518+0.298560Y_t-1

通過粳稻殘差序列圖可得粳稻殘差序列很可能存在ARCH效應。

2.CARCH模型估計結果：

根據p值判斷，ARCH和CARCH項都高度顯著，說明具有波動集簇性。

因此進行非對稱CARCH模型的估計。

3.根據TGARCH、EGARCH模型估計結果可知，各項系數在10%的顯著性水平下均顯著。這說明粳稻價格波動具有顯著的非對稱性。

通過對小麥、秈稻、粳稻價格波動進行分析，得出以下結論：小麥和玉米價格波動具有顯著的集簇性。小麥價格波動具有非對稱性，即價格上漲信息引發(fā)的波動比價格下跌信息引發(fā)的波動大。

與現(xiàn)實相聯(lián)系，模型估計結果表明：一是，小麥、秈稻、粳稻市場大的價格波動后面往往跟隨著大的價格波動，小的價格波動后面經常跟隨著小的價格波動，這說明，小麥、玉米價格波動在一定程度上是可以預測的。小的價格波動影響較小，但大的價格波動會對糧食產業(yè)發(fā)展、居民生活、宏觀經濟產生較大的影響，為穩(wěn)定糧食市場，大的價格波動不可不防。二是，糧食市場沒有體現(xiàn)出高風險高回報、低風險低回報的特征，這說明，中國糧食市場的大部分交易者在做決策時非理性因素大于理性因素，中國糧食市場有待進一步發(fā)展和完善。三是，對糧食市場來說，價格上漲信息引發(fā)的波動比價格下跌信息引發(fā)的波動大。為穩(wěn)定糧食市場，要特別關注引起糧食價格上漲的因素并采取相應措施。

總結和討論

國內糧食價格的變化關系直接到農民和消費者的切身利益。為維護人民群眾的切身利益和國家糧食安全，中國政府對國內糧食市場實行嚴格宏觀調控：建立了儲備糧制度、糧食價格托市制度等，同時對糧食進口實行嚴格的配額管理。通過這些制度，中國國內糧食市場價格受國際糧食市場影響較小。國內糧食價格能夠充分反映中國國內糧食的供給和需求情況。糧食價格指數是衡量糧食價格變動程度的重要指標。“十三五”期間（2016-2020年）是中國全面建成小康社會的重要時期，分析和預測“十三五”期間各年國內糧食價格指數，使國家根據糧食價格的變化，采取必要的措施對糧食市場進行宏觀調控，制定合理的國家糧食政策，做到未雨綢繆，是保持國民經濟持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展，維護人民群眾的切身利益的重要手段。

[1]馮云.《中國糧食價格波動的實證分析》，《價格月刊》2008年第2期。

[2]鐘甫寧.《穩(wěn)定的政策和統(tǒng)一的市場對我國糧食政策的影響》，《中國農村經濟》1995年第7期。

[3]柯炳生，《中國農戶糧食儲備及其對市場的影響》，《中國農村觀察》1996年第6期。

[4]譚江林，羅光強.《糧食價格波動與通貨膨脹關系的實證研究》，《價格月刊》2009年第3期。

[5]石敏俊，王妍，朱杏珍.《能源價格波動與糧食價格波動對城鄉(xiāng)經濟關系的影響——基于城鄉(xiāng)投入產出模型》，《中國農村經濟》2009年第5期。

[6]何蒲明，黎東升.《基于糧食安全的糧食產量和價格波動實證研究》，《農業(yè)技術經濟》2009年第2期。

[7]陳千里.《中國股市波動集簇性和不對稱性研究》，《湖北大學學報（自然科學版）》2002年（第24卷）第3期。

[8]華仁海，仲偉俊.《我國期貨市場期貨價格收益、交易量、波動性關系的動態(tài)分析》，《統(tǒng)計研究》2003年第7期。

[9]唐衍偉，陳剛，張晨宏.《我國期貨市場的波動性與有效性——基于三大交易市場的實證分析》，《財貿研究》2004年第5期。

[10]劉寧.《對上海股票市場波動性的ARCH研究》，《蘭州大學學報（自然科學版）》2004年（第40卷）第6期。