國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)外匯市場的多時(shí)間尺度溢出效應(yīng)
——基于小波分析和溢出指數(shù)模型的研究

宋清華 祝婧然,2

(1.中南財(cái)經(jīng)政法大學(xué)金融學(xué)院，湖北 武漢 430073；2.鹽城師范學(xué)院商學(xué)院，江蘇 鹽城 224007)

一、引言

中國作為原油進(jìn)口大國，2017年全年原油進(jìn)口總量突破4.2億噸，超過美國，成為全球第一大原油進(jìn)口國，2019年原油對(duì)外依存度超過70%，國際油價(jià)波動(dòng)已經(jīng)成為影響中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和金融市場穩(wěn)定的重要外部因素[1-2]。原油以美元計(jì)價(jià)和結(jié)算，國際油價(jià)波動(dòng)與美元匯率變化息息相關(guān)，并會(huì)對(duì)其他各國匯率產(chǎn)生沖擊?，F(xiàn)有的研究證實(shí)國際油價(jià)與各國匯率之間存在長期協(xié)整關(guān)系，二者之間的信息溢出具有時(shí)變性[3-4]。由于中國過去實(shí)行較為嚴(yán)格的外匯管控政策，國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的溢出影響相對(duì)較小[5]。2005年7月，中國推行人民幣匯率制度改革，由單一盯住美元轉(zhuǎn)為參考一籃子貨幣，人民幣匯率的國際化進(jìn)程不斷加快，國際油價(jià)波動(dòng)與人民幣匯率變化的聯(lián)動(dòng)性逐步增強(qiáng)。2015年8月，人民幣匯率制度再次改革，匯率形成機(jī)制進(jìn)一步市場化，資本賬戶開放程度逐漸擴(kuò)大，國際油價(jià)與人民幣匯率的負(fù)相關(guān)趨勢(shì)趨于明顯，二者聯(lián)動(dòng)性顯著提高。此后，在2016年人民幣加入SDR和2018-2019年中美貿(mào)易戰(zhàn)的共同影響下，國際油價(jià)與人民幣匯率之間的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)和時(shí)變差異日益凸顯[6]。國際油價(jià)可以通過國際收支和物價(jià)水平兩個(gè)路徑對(duì)中國外匯市場產(chǎn)生沖擊，進(jìn)而誘發(fā)匯率波動(dòng)，并可能導(dǎo)致國際收支失衡、國內(nèi)通貨膨脹和金融市場震蕩等情形的出現(xiàn)[1,6]。因此，基于中國原油對(duì)外依存度不斷攀升和中國外匯市場持續(xù)深化改革的發(fā)展現(xiàn)狀，深入分析國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率變化的綜合沖擊影響和動(dòng)態(tài)溢出差異具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

原油兼有商品、金融和政治三重屬性，簡單的供給需求變化并不是決定油價(jià)波動(dòng)的唯一因素，金融市場變化、地緣政治沖突等都會(huì)誘發(fā)國際油價(jià)的劇烈震蕩，進(jìn)而導(dǎo)致原油價(jià)格在不同的時(shí)間段或不同的波動(dòng)期內(nèi)呈現(xiàn)出顯著的波動(dòng)差異，即油價(jià)波動(dòng)表現(xiàn)出一定程度的多時(shí)間尺度特征，隨之油價(jià)波動(dòng)對(duì)匯率變化的沖擊影響也會(huì)呈現(xiàn)出多時(shí)間尺度差異[3]。那么，在原油市場不確定性顯著增強(qiáng)和人民幣匯率貶值壓力不斷增大的背景下，國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的多時(shí)間尺度影響差異及演變特征有哪些？不同波動(dòng)期下國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的溢出效應(yīng)與對(duì)其他國家匯率溢出效應(yīng)有什么差異？本文試圖基于小波分析和溢出指數(shù)模型構(gòu)建多時(shí)間尺度分析框架，將國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的沖擊影響及與對(duì)其他國家匯率的溢出差異進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)而對(duì)上述問題進(jìn)行全面探討與深入分析。

二、文獻(xiàn)綜述

(一)國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)其他國家匯率的溢出效應(yīng)

溢出效應(yīng)是指不同市場間打破信息隔閡，彼此之間信息發(fā)生相互傳遞及相互影響的過程[4]。溢出效應(yīng)通?？梢苑譃閮深?，第一類是均值溢出效應(yīng)，主要反映不同市場間價(jià)格信息的相互傳遞及影響，是價(jià)格一階矩溢出效應(yīng)，影響有正負(fù)之分。第二類是波動(dòng)溢出效應(yīng)，主要體現(xiàn)不同市場間風(fēng)險(xiǎn)信息的相互傳導(dǎo)及影響，是價(jià)格二階矩(或方差)溢出效應(yīng)，影響無正負(fù)之分，也被稱為風(fēng)險(xiǎn)溢出效應(yīng)[6]。溢出效應(yīng)存在于各類市場間，在金融市場中尤為普遍。本文的溢出效應(yīng)是均值溢出效應(yīng)，主要對(duì)原油市場與外匯市場間價(jià)格信息的相互傳導(dǎo)及相互影響進(jìn)行分析。

鑒于石油美元體系的構(gòu)建，原油市場價(jià)格及風(fēng)險(xiǎn)的變動(dòng)勢(shì)必誘發(fā)匯率的波動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致原油市場對(duì)外匯市場產(chǎn)生溢出效應(yīng)。由于原油以美元計(jì)價(jià)和結(jié)算，早期關(guān)于原油市場對(duì)外匯市場溢出效應(yīng)的研究主要圍繞油價(jià)波動(dòng)與美元匯率展開?；趪H收支和財(cái)富效應(yīng)的相關(guān)理論，Krugman(1981)[7]和Golub(1983)[8]構(gòu)建動(dòng)態(tài)局部均衡資產(chǎn)組合模型對(duì)原油價(jià)格與美元匯率之間的傳導(dǎo)機(jī)制進(jìn)行分析，從理論角度證實(shí)油價(jià)波動(dòng)對(duì)美元匯率會(huì)產(chǎn)生負(fù)向沖擊。后續(xù)的學(xué)者在此基礎(chǔ)上，引入向量自回歸模型、格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)等方法進(jìn)一步實(shí)證檢驗(yàn)并發(fā)現(xiàn)原油價(jià)格與美元匯率之間存在長期均衡關(guān)系。Chen和Chen(2007)[9]研究認(rèn)為油價(jià)波動(dòng)與美元匯率正相關(guān)，而Lizardo 和 Mollick(2010)[10]則發(fā)現(xiàn)油價(jià)上漲會(huì)導(dǎo)致美元匯率下降，相反的研究結(jié)論與不同的樣本觀察期和不同的國際金融環(huán)境有關(guān)。

國際油價(jià)波動(dòng)不僅會(huì)誘發(fā)美元匯率變化，還可以對(duì)其他國家的外匯市場產(chǎn)生沖擊。相關(guān)的文獻(xiàn)以實(shí)證研究為主，基于交易數(shù)據(jù)和計(jì)量模型來反映國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)各國匯率變化的沖擊影響。早期的研究大多從相對(duì)靜態(tài)的視角出發(fā)，研究發(fā)現(xiàn)，國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)不同國家的匯率變化具有顯著的溢出效應(yīng)，溢出效應(yīng)的大小及方向與該國在原油市場的地位、原油對(duì)外依存度和匯率制度安排設(shè)計(jì)等因素有關(guān)。Beckmann和Czudaj(2013)[11]認(rèn)為當(dāng)原油價(jià)格上漲時(shí)，美元對(duì)原油進(jìn)口國的貨幣升值，對(duì)原油出口國的貨幣貶值。Brayek等(2015)[12]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)一國原油對(duì)外依存度越高或者選用固定匯率制度時(shí)，則該國的外匯市場越容易受到國際油價(jià)波動(dòng)的沖擊。2016年之后，隨著原油供給端的調(diào)整和貿(mào)易單邊主義的抬頭，油價(jià)波動(dòng)時(shí)變差異日益凸顯，動(dòng)態(tài)和非對(duì)稱溢出效應(yīng)的研究逐漸增多。Mensi等(2017)[13]采用VMD分解和Copula模型相結(jié)合的方法研究發(fā)現(xiàn)，油價(jià)波動(dòng)對(duì)各國匯率的風(fēng)險(xiǎn)溢出具有持續(xù)性，對(duì)發(fā)達(dá)國家的風(fēng)險(xiǎn)溢出大于對(duì)發(fā)展中國家的風(fēng)險(xiǎn)溢出。與Mensi等的研究不同，Xu等(2019)[14]采用二元正態(tài)混合模型研究發(fā)現(xiàn)，油價(jià)波動(dòng)對(duì)發(fā)達(dá)國家和新興經(jīng)濟(jì)體國家外匯市場的溢出效應(yīng)具有非對(duì)稱性，金融危機(jī)后非對(duì)稱性溢出差異顯著增強(qiáng)，且對(duì)新興經(jīng)濟(jì)體的溢出大于對(duì)發(fā)達(dá)國家的溢出。

(二)國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的溢出效應(yīng)

2005年人民幣匯率市場化改革后，國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率溢出效應(yīng)的研究隨之增多。以中國2015年“8.11匯改”為分界點(diǎn)，前期的研究主要圍繞國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的影響路徑及二者線性相關(guān)關(guān)系展開。Huang和Guo (2007)[15]、劉凌(2011)[16]研究認(rèn)為油價(jià)波動(dòng)主要通過國際貿(mào)易和物價(jià)機(jī)制等渠道對(duì)人民幣匯率產(chǎn)生沖擊，同時(shí)分別構(gòu)建結(jié)構(gòu)向量自回歸模型和向量誤差修正模型研究發(fā)現(xiàn)，油價(jià)變化會(huì)導(dǎo)致人民幣匯率的小幅升值。郭智(2007)[5]研究發(fā)現(xiàn)，人民幣實(shí)際匯率的變化趨勢(shì)受到國際油價(jià)波動(dòng)的影響，二者負(fù)相關(guān)，但后者對(duì)前者的影響程度相對(duì)較低。張慶君(2011)[17]基于2001-2010年的數(shù)據(jù)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，國際油價(jià)與人民幣實(shí)際有效匯率顯著負(fù)相關(guān)，金融危機(jī)增強(qiáng)了二者價(jià)格變化的聯(lián)動(dòng)性。上述研究證實(shí)了國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率變化存在溢出效應(yīng)，但簡單的線性分析不能全面反映金融數(shù)據(jù)波動(dòng)集聚和尖峰厚尾的特征，也不能充分體現(xiàn)金融市場間溢出效應(yīng)的時(shí)變差異。

2015年“8.11”匯改后，人民幣匯率的國際化進(jìn)程進(jìn)一步加快，國際油價(jià)對(duì)人民幣匯率溢出效應(yīng)的研究逐步聚焦于動(dòng)態(tài)溢出影響的分析。一部分學(xué)者基于動(dòng)態(tài)模型研究證實(shí)國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的溢出影響具有時(shí)變差異性。劉凌等(2014)[18]較早提出時(shí)變動(dòng)態(tài)模型更容易捕捉國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的沖擊影響，并基于國際原油價(jià)格、人民幣名義匯率和香港人民幣一年期NDF收益率的相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建DCC-MVGARCH模型證實(shí)了上述結(jié)論。趙茜(2017)[1]構(gòu)建動(dòng)態(tài)局部均衡資產(chǎn)選擇模型，從理論和實(shí)證的角度研究發(fā)現(xiàn)，油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的影響具有顯著性和持久性，當(dāng)資本賬戶開放程度提高時(shí)，影響程度與波動(dòng)性會(huì)發(fā)生改變。另一部分學(xué)者對(duì)比分析國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)中國及對(duì)其它國家匯率的溢出差異，研究發(fā)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)事件沖擊和國家發(fā)展差異會(huì)對(duì)溢出效應(yīng)產(chǎn)生影響。Liu等(2017)[19]基于時(shí)變Copula模型對(duì)比分析國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)不同國家匯率的溢出效應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)油價(jià)波動(dòng)與各國匯率之間存在非對(duì)稱的弱相依關(guān)系，金融危機(jī)和市場化改革增強(qiáng)了油價(jià)波動(dòng)對(duì)新興經(jīng)濟(jì)體(特別是中國)的溢出效應(yīng)。Jiang等(2020)[20]基于分位數(shù)回歸進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)發(fā)達(dá)國家匯率的信息溢出強(qiáng)于對(duì)發(fā)展中國家信息溢出，對(duì)于人民幣匯率的溢出影響具有時(shí)變性。此外，Ma等(2019)[21]和Huang等(2020)[22]研究發(fā)現(xiàn)，中國國內(nèi)股票市場和商品期貨市場價(jià)格的變化會(huì)增強(qiáng)國際油價(jià)對(duì)人民幣匯率的溢出效應(yīng)，隨著時(shí)間推移，影響程度會(huì)減弱。

油價(jià)與匯率大多以時(shí)間序列呈現(xiàn)，因此對(duì)于二者之間溢出效應(yīng)的研究以時(shí)間序列方法為主。對(duì)于國際油價(jià)與人民幣匯率而言，早期的研究除基本理論推導(dǎo)外，實(shí)證方法以向量自回歸模型和GARCH族模型為主，輔之以格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)和方差分解等方法，重在分析國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率溢出效應(yīng)的大小及方向，相關(guān)的研究結(jié)論以線性結(jié)果為主[15-17]。隨著人民幣匯率制度改革的不斷深入和時(shí)變動(dòng)態(tài)方法被引入到金融時(shí)間序列領(lǐng)域，動(dòng)態(tài)沖擊影響和非對(duì)稱溢出效應(yīng)成為研究熱點(diǎn)，研究方法以小波分析和Copula模型為主，研究主要從不同波動(dòng)期或不同時(shí)頻域等層面探討國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的時(shí)變溢出差異[19-20]。

綜上所述，現(xiàn)有關(guān)于國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)匯率變化溢出效應(yīng)的研究，既有從相對(duì)靜態(tài)視角出發(fā)的理論傳導(dǎo)機(jī)制和線性溢出效應(yīng)分析，也有基于動(dòng)態(tài)視角探究油價(jià)波動(dòng)對(duì)不同國家匯率變化的沖擊影響和非對(duì)稱溢出效應(yīng)。但明確區(qū)分不同波動(dòng)期或不同時(shí)間尺度，分析油價(jià)波動(dòng)對(duì)匯率市場階段性溢出影響的文獻(xiàn)仍相對(duì)較少，同時(shí)將國際油價(jià)和各國匯率納入統(tǒng)一信息系統(tǒng)，從綜合系統(tǒng)的角度對(duì)比分析不同波動(dòng)期下國際油價(jià)變化對(duì)不同國家匯率溢出差異的文獻(xiàn)也較少。

鑒于此，本文以國際油價(jià)和金磚國家匯率為研究對(duì)象，基于小波分析和溢出指數(shù)模型構(gòu)建多時(shí)間尺度分析框架，在采用小波分析測(cè)度國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的多時(shí)間尺度沖擊的基礎(chǔ)上，構(gòu)建“國際油價(jià)-金磚國家匯率”的信息系統(tǒng)，運(yùn)用Diebold 和 Yilmaz溢出指數(shù)模型探究不同波動(dòng)期下國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)金磚國家匯率的溢出差異，進(jìn)而總結(jié)國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的多時(shí)間尺度影響特征及不同波動(dòng)期下的時(shí)變溢出差異。本文可能的邊際貢獻(xiàn)如下：第一，綜合分析不同時(shí)間尺度下，國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的沖擊影響，并總結(jié)歸納不同波動(dòng)期下溢出差異的演變特征。第二，對(duì)比分析國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)金磚國家匯率的整體和不同波動(dòng)期下的溢出效應(yīng)，從信息系統(tǒng)的角度進(jìn)一步明確國際油價(jià)變化對(duì)人民幣匯率的時(shí)變溢出差異。

三、國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)外匯市場的影響路徑及典型事實(shí)

(一)國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)外匯市場的影響路徑

20世紀(jì)70年代以來，隨著石油危機(jī)頻發(fā)和以美元為基礎(chǔ)的原油定價(jià)機(jī)制的確立，原油市場與外匯市場的相互影響及相互作用成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)?，F(xiàn)有文獻(xiàn)中關(guān)于原油市場對(duì)外匯市場影響路徑的探究尚沒有得到統(tǒng)一的結(jié)論，但普遍認(rèn)為油價(jià)波動(dòng)可以通過國際收支和物價(jià)水平等渠道對(duì)一國的匯率市場產(chǎn)生影響[6,23-25]。為了簡化分析并考慮中國作為原油市場上的主要進(jìn)口國，本文以原油價(jià)格上漲和原油進(jìn)口國為例進(jìn)行分析(見圖1)。

第一，國際油價(jià)波動(dòng)通過國際收支路徑影響外匯市場。當(dāng)原油價(jià)格上漲時(shí)，對(duì)于原油進(jìn)口國而言，首先，原油進(jìn)口成本上升，短期內(nèi)外匯需求會(huì)增加，可能造成外匯供小于求，進(jìn)而導(dǎo)致外匯升值，本幣貶值。其次，原材料的成本會(huì)上升，企業(yè)的生產(chǎn)成本會(huì)隨之增加，進(jìn)而導(dǎo)致企業(yè)產(chǎn)品價(jià)格上升，產(chǎn)品價(jià)格的國際競爭力下降，出口減少，外匯收入下降，可能促使國際收支惡化，并造成外匯升值，本幣貶值[6]。再次，原油進(jìn)口成本的上升增加了原油進(jìn)口國居民在原油消費(fèi)方面的開支，相當(dāng)于減少了原油進(jìn)口國的家庭收入，不利于原油進(jìn)口國的經(jīng)濟(jì)增長，原油進(jìn)口國貨幣貶值的預(yù)期會(huì)增加，國內(nèi)資本流向國際市場的概率加大，外幣需求進(jìn)一步增加，貨幣貶值的壓力隨之增大[23]。

第二，國際油價(jià)波動(dòng)通過物價(jià)水平路徑影響外匯市場。對(duì)于原油進(jìn)口國而言，首先，原油價(jià)格上漲會(huì)促使原油替代能源(如煤炭、水電、核電等)價(jià)格上漲，從而帶動(dòng)其他相關(guān)產(chǎn)品的成本或價(jià)格上漲，導(dǎo)致物價(jià)大范圍上漲，生產(chǎn)者價(jià)格指數(shù)(PPI)和消費(fèi)者價(jià)格指數(shù)(CPI)隨之抬升，造成輸入型通貨膨脹，本幣購買力下降，隨之本幣貶值[24]。其次，原油價(jià)格上漲會(huì)導(dǎo)致原油下游相關(guān)行業(yè)(如燃料、原油化工業(yè)等)生產(chǎn)成本上升，從而導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格上升，物價(jià)上漲，形成成本推動(dòng)型通貨膨脹，進(jìn)而導(dǎo)致本幣貶值[25]。

圖1 國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)外匯市場的影響路徑

(二)國際油價(jià)波動(dòng)影響人民幣匯率的典型事實(shí)

基于上述影響路徑的分析，對(duì)于中國外匯市場而言，國際油價(jià)波動(dòng)可以通過誘發(fā)國際收支和物價(jià)水平的變化，進(jìn)而影響人民幣的需求，導(dǎo)致人民幣匯率波動(dòng)。當(dāng)原油價(jià)格上漲時(shí)，一方面，為了滿足進(jìn)口需要，中國勢(shì)必要支付更多的外匯，進(jìn)而導(dǎo)致資本外泄，外匯儲(chǔ)備減少，資本賬戶可能出現(xiàn)赤字，造成國際收支不平衡并誘發(fā)匯率波動(dòng)[1]；另一方面，原油價(jià)格上漲可能促使原油相關(guān)產(chǎn)業(yè)成本提高，國內(nèi)物價(jià)水平上升，進(jìn)而導(dǎo)致通貨膨脹并誘發(fā)匯率波動(dòng)[6]。近年來，隨著國際政治經(jīng)濟(jì)不確定性的增強(qiáng)，國際油價(jià)波動(dòng)更加頻繁且階段性差異日益凸顯，同時(shí)隨著人民幣匯率國際化程度不斷提高和中國資本賬戶的進(jìn)一步開放，國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)中國外匯市場的沖擊影響日益復(fù)雜化，時(shí)變溢出效應(yīng)逐步增強(qiáng)。

為了進(jìn)一步分析二者之間的關(guān)系，本文繪制了Brent原油價(jià)格和人民幣匯率的變化趨勢(shì)圖(見圖2)。綜合而言，國際油價(jià)波動(dòng)與人民幣匯率變化之間存在溢出效應(yīng)，溢出影響的大小是動(dòng)態(tài)變化的且以2015年為分界線，重大風(fēng)險(xiǎn)事件對(duì)二者的變化趨勢(shì)會(huì)產(chǎn)生影響。2015年“8.11”匯改前，人民幣匯率整體呈上升的趨勢(shì)，油價(jià)與匯率的聯(lián)動(dòng)性相對(duì)較弱。2015年之后，人民幣匯率的國際化進(jìn)程加快，油價(jià)與匯率的聯(lián)動(dòng)性增強(qiáng)；2016年10月，人民幣加入SDR，油價(jià)與匯率之間的溢出影響進(jìn)一步增強(qiáng)。2018年以來，隨著中美貿(mào)易戰(zhàn)的加劇和新冠肺炎疫情的爆發(fā)，國際原油價(jià)格出現(xiàn)暴跌，原油市場與外匯市場的不確定性進(jìn)一步增強(qiáng)，油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的溢出影響更加復(fù)雜。二者價(jià)格聯(lián)動(dòng)性的變化充分表明國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的沖擊影響具有階段差異性，因此有必要對(duì)不同時(shí)間段或不同波動(dòng)期下的影響特征和溢出差異進(jìn)行具體分析，本文試圖探究并回答這一問題。

圖2 Brent原油現(xiàn)貨價(jià)格與人民幣匯率

四、模型與數(shù)據(jù)

(一)模型構(gòu)建

本文基于小波分析和溢出指數(shù)模型構(gòu)建多時(shí)間尺度分析框架。首先，從相對(duì)靜態(tài)的視角出發(fā)，采用極大重疊離散小波變換對(duì)國際油價(jià)和人民幣匯率進(jìn)行多時(shí)間尺度分解，在此基礎(chǔ)上運(yùn)用格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)對(duì)不同時(shí)間尺度下二者的因果關(guān)系進(jìn)行識(shí)別；其次，基于重大風(fēng)險(xiǎn)事件的沖擊和價(jià)格波動(dòng)的動(dòng)態(tài)相依性，采用交叉小波變換對(duì)國際油價(jià)和人民幣匯率在不同時(shí)間尺度下的領(lǐng)先-滯后關(guān)系進(jìn)行分析；最后，構(gòu)建“國際油價(jià)-金磚國家匯率”信息系統(tǒng)，采用Diebold 和Yilmaz溢出指數(shù)模型對(duì)不同波動(dòng)期下國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率溢出及對(duì)其他金磚國家匯率溢出的差異進(jìn)行對(duì)比分析，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用滾動(dòng)窗口的方法從動(dòng)態(tài)層面對(duì)溢出差異進(jìn)一步分析探討。

1.小波分析模型

(1)極大重疊離散小波變換

極大重疊離散小波變換是一個(gè)高度冗余的非正交小波變換，可以最大限度地降低數(shù)據(jù)信息的遺失，更加適用于金融時(shí)間序列的多時(shí)間尺度分析[26]。

(1)

(2)

(3)

其次，確定小波系數(shù)和尺度系數(shù)。假設(shè)X={Xt:t=0,…,N-1}為樣本數(shù)為N的原始時(shí)間序列數(shù)據(jù)，定義如下

(4)

(5)

(2)交叉小波變換

交叉小波變換是一種將連續(xù)小波變換和交叉譜分析相結(jié)合的多時(shí)間尺度分析技術(shù)。運(yùn)用交叉小波變換可以更好地從多時(shí)間尺度視角分析兩個(gè)時(shí)間序列的相關(guān)程度，定義如下

假設(shè)國際油價(jià)和人民幣匯率的小波函數(shù)分別為x(t)和y(t)，則小波交叉譜Wx,y(α,s)的表達(dá)式為

(6)

Torrence和Compo(1998)[27]進(jìn)一步提出相位差，可以對(duì)不同時(shí)間序列之間的領(lǐng)先-滯后關(guān)系進(jìn)行分析?；诖耍瑖H油價(jià)和人民幣匯率的小波函數(shù)x(t)和y(t)相位差的定義公式為

(7)

式(7)中，?()和R()分別表示小波函數(shù)的虛部和實(shí)部。φxy(α,s)表示國際油價(jià)和人民幣匯率的相位關(guān)系，取值范圍是[-π,π]。為了更加直觀地分析，本文借鑒Yang等(2017)[3]的方法，繪制交叉小波頻譜圖，圖中用箭頭代表小波相位差。當(dāng)x(t)和y(t)正相關(guān)時(shí)，箭頭指向右側(cè)，負(fù)相關(guān)時(shí)則指向左側(cè)。當(dāng)箭頭指向左上或者右下時(shí)，表示y(t)領(lǐng)先于x(t)；當(dāng)箭頭指向左下或右上時(shí)，表示x(t)領(lǐng)先于y(t)。

2.Diebold和Yilmaz溢出指數(shù)模型

區(qū)別于以往采用多元GARCH模型族中的DCC、BEKK分析不同市場間的溢出效應(yīng)，本文借鑒Malik和Umar(2019)[28]的思路，采用Diebold和Yilmaz (2012)[29]構(gòu)建的溢出指數(shù)模型對(duì)比分析國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)金磚國家匯率的溢出差異。Diebold和Yilmaz溢出指數(shù)模型基于VAR模型和方差分解構(gòu)建，內(nèi)容如下。

首先，本文基于研究需要構(gòu)建維度為N，滯后期為p的VAR模型

(8)

式(8)中，Yt=(y1,ty2,t,…,yN,t)，φi是一個(gè)N×N維的系數(shù)矩陣，εt∈(0,Σ)是一個(gè)獨(dú)立同分布的向量。

假設(shè)該VAR模型具有平穩(wěn)的協(xié)方差，則式(8)的移動(dòng)平均形式為

(9)

式(9)中，系數(shù)矩陣Ai滿足遞歸形式：Ai=φ1Ai-1+φ2Ai-2+…+φpAi-p，A0是一個(gè)N×N維的單位矩陣，當(dāng)i<0，A0=0。

其次，基于Koop等(1996)[30]及Pesaran和Shin(1998)[31]的方法，在VAR模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行方差分解，用以分析一個(gè)變量對(duì)另一個(gè)變量的解釋程度。借鑒Diebold和Yilmaz(2012)[29]的思路，定義自身方差份額為變量Yi的H步(方差分解的期數(shù))預(yù)測(cè)誤差方差中由于自身受到?jīng)_擊而引起的變化；定義波動(dòng)溢出效應(yīng)(或截面方差)為變量Yi的H步預(yù)測(cè)誤差方差中由于系統(tǒng)中其他變量Yj變化所引起的波動(dòng)部分，則H步的預(yù)測(cè)誤差方差分解為mij(H)，即變量Yj對(duì)變量Yi的方差分解為

(10)

(11)

最后，定義總溢出指數(shù)、方向性溢出指數(shù)、凈溢出指數(shù)和兩兩凈溢出指數(shù)。

總溢出指數(shù)表示整個(gè)系統(tǒng)中變量之間的相互解釋能力，計(jì)算公式為

(12)

方向性溢出指數(shù)表示系統(tǒng)內(nèi)某個(gè)變量對(duì)其他變量的影響程度或者受到其他變量的影響程度，如變量i對(duì)其他變量的方向性溢出指數(shù)的計(jì)算公式為

(13)

所有其他變量對(duì)變量的方向性溢出指數(shù)的計(jì)算公式為

(14)

凈溢出指數(shù)表示兩個(gè)方向性溢出指數(shù)的差，變量i對(duì)其他所有變量的凈溢出指數(shù)的計(jì)算公式為

Si(H)=S·i(H)-Si·(H)

(15)

兩兩變量間的凈溢出指數(shù)表示變量之間各自總溢出指數(shù)的差，可以用來衡量變量間凈配對(duì)的波動(dòng)溢出情況，計(jì)算公式為

(16)

本文的總溢出指數(shù)主要用來衡量油價(jià)與金磚國家匯率的總溢出效應(yīng)情況，當(dāng)總溢出指數(shù)越高時(shí)，說明油價(jià)與金磚國家匯率之間的聯(lián)系越緊密。方向性溢出指數(shù)主要是用來衡量油價(jià)與金磚國家匯率的定向溢出效應(yīng)，凈溢出指數(shù)則主要是反映凈溢出效應(yīng)。

(二)變量與數(shù)據(jù)

本文的研究對(duì)象為國際原油價(jià)格和金磚國家匯率，涉及的主要變量為Brent原油現(xiàn)貨價(jià)格(Brent)、人民幣兌美元匯率(CNY)、印度盧比兌美元匯率(INR)、巴西雷亞爾兌美元匯率(BRL)、俄羅斯盧布兌美元匯率(RUB)和南非蘭特兌美元匯率(ZAR)。Brent原油現(xiàn)貨價(jià)格是國際原油市場的基準(zhǔn)油價(jià)之一，也是中國主要進(jìn)口國的定價(jià)參考；金磚國家是全球新興經(jīng)濟(jì)體，也是原油市場的重要參與者和中國的重要貿(mào)易伙伴。鑒于原油的定價(jià)和結(jié)算均以美元為基礎(chǔ)，本文中金磚國家匯率均為與美元兌換的雙邊匯率，即匯率表示為單位美元的其他國家貨幣數(shù)，當(dāng)匯率上升時(shí)表示美元貶值。

樣本區(qū)間從2005年8月1日至2020年5月31日，剔除樣本區(qū)間內(nèi)因節(jié)假日和不同交易時(shí)間造成的數(shù)據(jù)缺失后共得到3 668組樣本值，所有的數(shù)據(jù)均來自Wind數(shù)據(jù)庫。樣本區(qū)間包含2008-2009年的全球金融危機(jī)、2015年中國“8.11”匯改、2016年10月人民幣加入SDR、2018-2019年中美貿(mào)易戰(zhàn)和2020年新冠肺炎疫情等原油市場和外匯市場的重大風(fēng)險(xiǎn)事件。為了便于對(duì)比分析，本文采用對(duì)數(shù)差分的方法計(jì)算國際原油價(jià)格與金磚國家匯率的對(duì)數(shù)收益，計(jì)算方法為ri,t=ln(pi,t/pi,t-1)=lnpi,t-lnpi,t-1，其中ri,t為對(duì)數(shù)收益率，pi,t為每日收盤價(jià)。

五、實(shí)證結(jié)果分析

(一)變量的描述性統(tǒng)計(jì)

表1給出了Brent原油現(xiàn)貨與金磚國家匯率的描述性統(tǒng)計(jì)。南非蘭特匯率的平均收益最大為0.027%，Brent原油現(xiàn)貨的平均收益最小為-0.016%，但其波動(dòng)程度最大，標(biāo)準(zhǔn)差為0.029。人民幣匯率的標(biāo)準(zhǔn)差最小為0.002，與中國外匯市場管控相對(duì)較嚴(yán)有關(guān)。除Brent原油現(xiàn)貨外，所有匯率均為右偏分布，同時(shí)Brent原油現(xiàn)貨與各國匯率均具有明顯的尖峰厚尾特征。對(duì)于Jarque-Bera統(tǒng)計(jì)量、Ljung-Box檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量和Lagrange-Multiplier統(tǒng)計(jì)量而言，所有變量均不服從正態(tài)分布且存在條件異方差性和自相關(guān)性。ADF檢驗(yàn)和PP檢驗(yàn)均在1%的水平下拒絕了原假設(shè)，說明Brent原油現(xiàn)貨和金磚國家匯率均是平穩(wěn)的，符合時(shí)間序列構(gòu)建VAR模型的需要。

表1 Brent原油現(xiàn)貨與金磚國家匯率的描述性統(tǒng)計(jì)

(二)基于小波分析的國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的溢出影響

1.國際油價(jià)與人民幣匯率的極大重疊離散小波分解

基于數(shù)據(jù)特點(diǎn)和式(5)，極大重疊離散小波變換的小波尺度設(shè)定為8，以2的整數(shù)次冪呈現(xiàn)。尺度1表示2～4天，尺度2表示4～8天，尺度3表示8～16天，尺度4表示16～32天，尺度5表示32～64天，尺度6表示64～128天，尺度7表示128～256天，尺度8表示256～512天。其中，尺度1至尺度3表示短期波動(dòng)，尺度4至尺度5表示中期波動(dòng)，尺度6至尺度8表示長期波動(dòng)。圖3和圖4分別給出了Brent原油現(xiàn)貨和人民幣匯率的極大重疊離散小波變換分解結(jié)果，每個(gè)圖包含9個(gè)小圖，分別為原始收益序列圖和8個(gè)時(shí)間尺度分解圖。

首先，從單一時(shí)間維度(即原始收益序列)來看，Brent原油現(xiàn)貨在2008-2009年全球金融危機(jī)、2015-2016年OPEC原油減產(chǎn)和全球經(jīng)濟(jì)衰退期間、2020年初新冠肺炎疫情爆發(fā)期間，波動(dòng)集聚較為明顯[32]。人民幣匯率波動(dòng)主要集中在三個(gè)時(shí)間段，分別為2007-2009年次貸危機(jī)和全球金融危機(jī)、2011-2013年歐債危機(jī)和2015-2020年“8.11”匯改和中美貿(mào)易戰(zhàn)。與前兩個(gè)時(shí)段相比，第三個(gè)時(shí)段的波動(dòng)集聚尤為凸顯，一方面表明2015年“8.11”匯改后人民幣匯率的國際化進(jìn)程不斷加快，另一方面，隨著人民幣加入SDR和中美貿(mào)易戰(zhàn)的開啟，國際金融和政治事件對(duì)人民幣匯率的沖擊力度不斷增強(qiáng)[21]。

其次，從多時(shí)間尺度(尺度1至尺度8)對(duì)比來看，Brent原油現(xiàn)貨與人民幣匯率短期波動(dòng)均較為劇烈，中長期而言，波動(dòng)程度逐步減弱。2015年“8.11”匯改后，各時(shí)間尺度下，國際油價(jià)與人民幣匯率的聯(lián)動(dòng)性顯著增強(qiáng)。此外，金融和政治事件加劇了國際油價(jià)和人民幣匯率的中短期波動(dòng)，并造成波動(dòng)集聚，但對(duì)長期而言，影響相對(duì)較小[22]。

最后，從波動(dòng)范圍來看，波動(dòng)區(qū)間逐步縮小，短期波動(dòng)的變動(dòng)單位主要集中在1%，中期波動(dòng)的變動(dòng)單位主要集中在1‰～1%，長期波動(dòng)則主要集中在1‰～1‰。波動(dòng)區(qū)間的變化表明短期的分解分量主要加劇波動(dòng)幅度，而長期的分解分量則主要影響波動(dòng)趨勢(shì)。

圖3 Brent原油現(xiàn)貨的極大重疊離散小波分解

圖4 人民幣匯率的極大重疊離散小波分解

2.國際油價(jià)與人民幣匯率的多時(shí)間尺度因果關(guān)系識(shí)別

在分析Brent原油現(xiàn)貨與人民幣匯率變化趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，本文采用格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)對(duì)不同時(shí)間尺度下二者的因果關(guān)系進(jìn)行識(shí)別，結(jié)果如表2所示。對(duì)角線上的數(shù)值表示在某一時(shí)間尺度下，Brent原油現(xiàn)貨的變化是否會(huì)對(duì)人民幣匯率的波動(dòng)產(chǎn)生影響；上三角和下三角區(qū)域表明在某一時(shí)間尺度下的Brent原油現(xiàn)貨的變化，是否會(huì)對(duì)人民幣匯率不同時(shí)間尺度下的波動(dòng)產(chǎn)生影響。

首先，對(duì)于原始收益序列，Brent原油現(xiàn)貨波動(dòng)是誘發(fā)人民幣匯率變化的格蘭杰原因。其次，不同時(shí)間尺度下，Brent原油現(xiàn)貨在尺度1下的短期波動(dòng)是人民幣匯率原始收益序列的格蘭杰原因，Brent原油現(xiàn)貨在尺度2的短期波動(dòng)是人民幣匯率在尺度2和尺度3下波動(dòng)的格蘭杰原因，Brent原油現(xiàn)貨在尺度3下的短期波動(dòng)和尺度4下的中期波動(dòng)均是人民幣匯率在尺度4和尺度5下波動(dòng)的格蘭杰原因，Brent原油現(xiàn)貨在尺度5下的中期波動(dòng)是人民幣匯率在尺度5下波動(dòng)的格蘭杰原因，Brent原油現(xiàn)貨在尺度6、7、8下的長期波動(dòng)均是人民幣匯率在尺度6、7、8下波動(dòng)的格蘭杰原因。此外，Brent原油在尺度7下的長期波動(dòng)還是人民幣匯率原始收益序列的格蘭杰原因[11]。

綜合而言，對(duì)于不同波動(dòng)期下的人民幣匯率，短期波動(dòng)最主要的誘因是Brent原油現(xiàn)貨尺度2(4～8天)的波動(dòng)，表明國際油價(jià)與人民幣匯率存在周度價(jià)格變化關(guān)聯(lián)性；中期波動(dòng)主要與Brent原油現(xiàn)貨尺度3和尺度4下的波動(dòng)有關(guān)，說明Brent原油現(xiàn)貨對(duì)人民幣匯率的影響具有持續(xù)性；長期波動(dòng)與Brent原油現(xiàn)貨的長期波動(dòng)緊密相關(guān)，說明隨著時(shí)間的推移，國際油價(jià)與人民幣匯率的價(jià)格聯(lián)動(dòng)性逐步增強(qiáng)[4]。

表2 多時(shí)間尺度下Brent原油現(xiàn)貨與人民幣匯率的格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果

3.國際油價(jià)與人民幣匯率的多時(shí)間尺度領(lǐng)先-滯后關(guān)系分析

為進(jìn)一步探究國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的動(dòng)態(tài)影響及二者之間的領(lǐng)先-滯后關(guān)系，本文基于式(6)和式(7)，采用交叉小波變換進(jìn)行分析。圖5 給出了Brent原油現(xiàn)貨與人民幣匯率交叉小波頻譜圖。圖中橫軸表示時(shí)間，以年份顯示；左軸表示時(shí)間尺度，右軸表示頻率，二者負(fù)相關(guān)。圖中的黑實(shí)線內(nèi)的區(qū)域是根據(jù)蒙特卡洛模擬估算出來的在5%水平上具有顯著性的區(qū)域。圖中顏色冷暖表示能量大小，顏色越暖，能量越大。黑色箭頭表示油價(jià)與匯率的相位關(guān)系。

第一，能量顯著區(qū)以2015年為分界，交叉小波功率的協(xié)方差隨著時(shí)間尺度的增加而變大。2015年之前能量顯著區(qū)主要集中在高尺度(128～1 024天)，2015年之后能量顯著區(qū)分布于三個(gè)時(shí)間尺度且以中高尺度(64～256天)為主。中高尺度能量顯著區(qū)較為集中表明Brent原油現(xiàn)貨與人民幣匯率的相互作用受長期的、持續(xù)性事件沖擊(如全球金融危機(jī))的影響較大，而受短期的、臨時(shí)性變化(如臨時(shí)性政策調(diào)整)的影響則較小[24]。此外，2015年之后，中低尺度相對(duì)高頻的交叉小波功率有所增強(qiáng)，說明，2015年“8.11”匯改加速了人民幣匯率的國際化進(jìn)程，中國外匯市場應(yīng)對(duì)國際原油市場中短期沖擊的反應(yīng)能力有所增強(qiáng)。

第二，Brent原油現(xiàn)貨對(duì)人民幣匯率的溢出在不同時(shí)間尺度上具有差異性，二者的領(lǐng)先-滯后關(guān)系是動(dòng)態(tài)變化的。首先，低尺度(2～16天)能量顯著區(qū)主要集中在兩個(gè)時(shí)間段，分別為2016年人民幣加入SDR和2020初新冠肺炎疫情爆發(fā)，箭頭方向多變，說明突發(fā)事件會(huì)增強(qiáng)國際油價(jià)與人民幣匯率的周度變化聯(lián)動(dòng)性，但引領(lǐng)關(guān)系復(fù)雜。其次，中高尺度(16～128天)能量顯著區(qū)集中于2015年之后。其中，2015-2016年匯率改革和2019年中美貿(mào)易戰(zhàn)期間，箭頭方向以向左、向下為主，說明Brent原油現(xiàn)貨變化領(lǐng)先于人民幣匯率變化；2020年新冠肺炎疫情期間，箭頭呈現(xiàn)右下趨勢(shì)，表明后者引領(lǐng)前者。箭頭方向的不同表明重大金融風(fēng)險(xiǎn)事件和公共衛(wèi)生事件對(duì)二者關(guān)系的影響有所差異[32]。最后，對(duì)于高尺度(128～1 024天)能量顯著區(qū)，2015年之前的全球金融危機(jī)與歐債危機(jī)期間，箭頭方向由向左、向下(128～256天)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橄蜃?、向?256～1 024天)，由Brent原油現(xiàn)貨變化領(lǐng)先于人民幣匯率變化轉(zhuǎn)變?yōu)楹笳哳I(lǐng)先于前者，表明Brent原油現(xiàn)貨與人民幣匯率在不同時(shí)間尺度上分布是不均勻的。2015年之后，箭頭方向以向左、向上為主，說明人民幣匯率變化領(lǐng)先于Brent原油現(xiàn)貨變化，表明高尺度區(qū)中國可以充分發(fā)揮其需求端的作用促使國際原油價(jià)格的波動(dòng)[20]。

圖5 Brent原油現(xiàn)貨與人民幣匯率交叉小波頻譜圖

(三)基于溢出指數(shù)模型的國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)金磚國家匯率的溢出差異

1. 國際油價(jià)與金磚國家匯率的靜態(tài)溢出指數(shù)分析

(1)總溢出指數(shù)、方向性溢出指數(shù)和凈溢出指數(shù)。表3給出了不同波動(dòng)期下Brent原油現(xiàn)貨與金磚國家匯率的溢出指數(shù)矩陣。矩陣中對(duì)角線的數(shù)值表示每個(gè)變量的變化受到自身變化的影響程度，體現(xiàn)了VAR模型的自相關(guān)性。除對(duì)角線外，每行的數(shù)據(jù)表示某個(gè)變量的變化受到其他變量變化的沖擊(或系統(tǒng)影響度)，每列的數(shù)據(jù)表示某個(gè)變量的變化對(duì)其他變量變化的影響(或貢獻(xiàn)率)，對(duì)角線之外的數(shù)據(jù)體現(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)部變量之間的相互關(guān)聯(lián)及影響程度。同時(shí)，本文基于式(12)至式(15)計(jì)算了總溢出指數(shù)(加粗表示)，每個(gè)變量受系統(tǒng)的平均影響程度(FROM)、對(duì)系統(tǒng)的平均貢獻(xiàn)度(TO)和凈溢出指數(shù)(NET)，當(dāng)凈溢出指數(shù)為正值時(shí)表示該變量為凈輸出者，為負(fù)值時(shí)表示該變量為凈接受者。鑒于不同波動(dòng)期分析的需要，本部分借鑒極大重疊離散小波變換的波動(dòng)期劃分，將樣本區(qū)間劃分為短期波動(dòng)(1～16天)、中期波動(dòng)(16～64天)和長期波動(dòng)(64天以上)，分別對(duì)應(yīng)原油市場與外匯市場的周度變化、月度變化和季度及年度變化。

對(duì)于原始收益序列而言，首先，系統(tǒng)內(nèi)總溢出指數(shù)為24.91%，表明國際油價(jià)與金磚國家匯率構(gòu)建的信息系統(tǒng)中有近四分之一的變動(dòng)是由變量之間的相互作用造成的，一定程度上體現(xiàn)了油價(jià)與匯率之間有較強(qiáng)的價(jià)格聯(lián)動(dòng)性。其次，對(duì)角線的數(shù)值均超過60%，說明油價(jià)和匯率自身的波動(dòng)影響其長期變化趨勢(shì)。再次，受系統(tǒng)平均影響程度(FROM)和對(duì)系統(tǒng)的平均貢獻(xiàn)度(TO)最高的均是南非蘭特匯率，分別為6.15%和7.36%，與南非主要依賴礦產(chǎn)出口的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)有關(guān)；最低的均是人民幣匯率，分別為1.65%和1.10%，與人民幣匯率國際化程度相對(duì)較低及中國作為原油需求大國但沒有原油定價(jià)權(quán)的國際地位相關(guān)；Brent原油現(xiàn)貨的溢出指數(shù)略大于人民幣匯率，分別為2.78%和2.34%，說明國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的綜合影響程度相對(duì)較低[33]。最后，Brent原油現(xiàn)貨、人民幣匯率、印度盧比匯率為凈接受者，其余為凈輸出者。一方面，對(duì)于Brent原油現(xiàn)貨而言，其價(jià)格的波動(dòng)容易受到金磚國家匯率變化的影響。另一方面，對(duì)于金磚國家而言，匯率變化對(duì)系統(tǒng)的凈溢出與該國在原油市場的地位有關(guān)，當(dāng)該國是原油出口國時(shí)，其匯率變化容易誘發(fā)系統(tǒng)的波動(dòng)，如巴西和俄羅斯；當(dāng)該國為原油進(jìn)口國時(shí)，其匯率波動(dòng)則容易受到系統(tǒng)變化的沖擊，如中國和印度。對(duì)于南非，盡管不是主要的原油出口國，但作為黃金(保值資產(chǎn))的主要出口國，其匯率的變化也會(huì)誘發(fā)系統(tǒng)的波動(dòng)[3]。

對(duì)于不同波動(dòng)期而言，首先，總溢出指數(shù)不斷增大，說明Brent原油現(xiàn)貨對(duì)金磚國家匯率的影響具有持續(xù)性，也表明隨著時(shí)間的推移，二者的相互影響及相互作用不斷增強(qiáng)[23]。其次，對(duì)于凈溢出指數(shù)，Brent原油現(xiàn)貨在短期波動(dòng)內(nèi)為凈輸出者，在中長期波動(dòng)內(nèi)為凈接受者，說明國際油價(jià)短期內(nèi)容易誘發(fā)系統(tǒng)的波動(dòng)，而中長期則容易受到系統(tǒng)波動(dòng)的影響，也表明Brent原油現(xiàn)貨對(duì)金磚國家匯率的影響具有階段差異性。人民幣匯率與印度盧比匯率在各波動(dòng)期內(nèi)的凈溢出方向與Brent原油現(xiàn)貨相同，短期波動(dòng)內(nèi)人民幣匯率的凈溢出大于印度盧比匯率，中長期而言則是后者大于前者，說明綜合國力較強(qiáng)的中國更容易誘發(fā)系統(tǒng)的波動(dòng)，而競爭力相對(duì)較弱的印度則更容易受到系統(tǒng)變化的沖擊。巴西雷亞爾匯率一直為凈輸出者，俄羅斯盧布匯率短期為凈接受者、中長期為凈輸出者，兩大原油出口國凈溢出的差異與各自金融市場的發(fā)達(dá)程度有關(guān)。南非蘭特匯率在中期波動(dòng)為凈輸出者，其余為凈接受者，這與其依賴能源出口的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和金融市場綜合實(shí)力相對(duì)較弱有關(guān)[22]。

表3 不同波動(dòng)期下Brent原油現(xiàn)貨與金磚國家匯率的溢出指數(shù)矩陣(%)

(2)國際油價(jià)與金磚國家匯率的兩兩凈溢出指數(shù)。為了更好地分析國際油價(jià)與金磚國家匯率之間的相互影響程度，本文基于式(16)計(jì)算了兩兩凈溢出指數(shù)，如表4所示。從原始收益序列來看，Brent原油現(xiàn)貨相對(duì)于人民幣匯率為凈接受者，相對(duì)于其他國家匯率為凈輸出者，說明國際油價(jià)波動(dòng)容易受到人民幣匯率變化的影響，同時(shí)也會(huì)誘發(fā)其他國家匯率變化[14]。Brent原油現(xiàn)貨與人民幣匯率的負(fù)向溢出與中國原油對(duì)外依存度高且經(jīng)濟(jì)體量大有關(guān)。金磚國家匯率之間除巴西雷亞爾匯率相對(duì)于俄羅斯盧布匯率為凈接受者，其余兩兩之間均為凈輸出者。巴西與俄羅斯之間的負(fù)向溢出主要是因?yàn)槎呔窃统隹趪a(chǎn)業(yè)之間存在競爭；其余國家匯率之間的正向溢出體現(xiàn)了不同國家外匯市場間的相互正向影響。

從不同波動(dòng)期來看，Brent原油現(xiàn)貨相對(duì)于人民幣匯率而言，短期內(nèi)為凈輸出者，中長期為凈接受者；相對(duì)于印度盧比匯率中短期為凈接受者，長期為凈輸出者；相對(duì)于巴西雷亞爾匯率和南非蘭特匯率短期為凈接受者，中長期為凈輸出者；相對(duì)于俄羅斯盧布匯率均為凈輸出者。凈溢出方向和數(shù)值的變化表明不同波動(dòng)期下Brent原油現(xiàn)貨對(duì)金磚國家匯率的溢出影響是動(dòng)態(tài)變化的[19]。此外，金磚國家之間匯率的凈溢出也是動(dòng)態(tài)變化的，體現(xiàn)了外匯市場間的相互關(guān)聯(lián)。

表4 不同波動(dòng)期下Brent原油現(xiàn)貨與金磚國家匯率的兩兩凈溢出指數(shù)矩陣(%)

2.國際油價(jià)與金磚國家匯率的動(dòng)態(tài)溢出效應(yīng)分析

靜態(tài)溢出指數(shù)能夠反映國際油價(jià)與金磚國家匯率之間及系統(tǒng)內(nèi)部的相互影響程度，但容易忽視因風(fēng)險(xiǎn)事件沖擊而誘發(fā)的系統(tǒng)波動(dòng)，不能有效地衡量國際油價(jià)與金磚國家匯率之間的動(dòng)態(tài)溢出效應(yīng)。因此，本文在上述分析的基礎(chǔ)上，借鑒Zhang(2017)[34]的方法，采用滾動(dòng)窗口的方法對(duì)Brent原油現(xiàn)貨與金磚國家匯率之間的溢出效應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。基于日度數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，本文的窗口期設(shè)定為100天。鑒于篇幅的限制，本文以動(dòng)態(tài)總溢出指數(shù)為例進(jìn)行分析。

圖6給出了Brent原油現(xiàn)貨與金磚國家匯率的動(dòng)態(tài)總溢出指數(shù)圖。對(duì)于原始收益序列而言，首先，總溢出具有波動(dòng)集聚性。除在2010年和2020年出現(xiàn)兩次超過80%的極值外，其余時(shí)間段的波動(dòng)范圍在25%～65%之間，整體溢出均值為40%，說明國際油價(jià)與金磚國家匯率之間的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)相對(duì)較強(qiáng)。其次，溢出效應(yīng)的變化趨勢(shì)與風(fēng)險(xiǎn)事件沖擊有關(guān)。一方面，金融危機(jī)后國際油價(jià)與金磚國家匯率之間的總溢出要強(qiáng)于危機(jī)前。金融危機(jī)爆發(fā)后，在美聯(lián)儲(chǔ)與金磚國家相對(duì)寬松的貨幣政策影響下，原油市場與外匯市場出現(xiàn)震蕩，國際油價(jià)與金磚國家匯率之間的聯(lián)動(dòng)性有所增強(qiáng)。另一方面，2015-2018年總溢出指數(shù)出現(xiàn)一段持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長的高峰期，這與人民幣匯率改革、“金磚+”合作新模式構(gòu)建和原油市場供需結(jié)構(gòu)調(diào)整等事件有關(guān)。

對(duì)于不同波動(dòng)期的動(dòng)態(tài)總溢出而言，波動(dòng)集聚更加明顯，溢出范圍有所差異，總溢出的變化趨勢(shì)與風(fēng)險(xiǎn)事件沖擊密切有關(guān)。首先，三個(gè)波動(dòng)期內(nèi)，動(dòng)態(tài)總溢出的極值均在80%左右，隨著時(shí)間尺度的增加，溢出極值出現(xiàn)的頻率加大。其次，除極值外，短期波動(dòng)的變化范圍與原始收益序列類似，波動(dòng)區(qū)間在29%～64%之間，中期波動(dòng)和長期波動(dòng)的變化范圍類似，均在38%～70%之間，中長期波動(dòng)的均值高于短期波動(dòng)，說明國際油價(jià)與金磚國家匯率之間的總溢出具有持續(xù)性。最后，總溢出指數(shù)的變化趨勢(shì)因金融危機(jī)、匯率改革、新冠肺炎疫情等風(fēng)險(xiǎn)事件的影響而發(fā)生改變。

圖6 Brent原油現(xiàn)貨與金磚國家匯率的動(dòng)態(tài)總溢出指數(shù)

(四)穩(wěn)健性檢驗(yàn)

國際原油市場的基準(zhǔn)油價(jià)除Brent原油現(xiàn)貨外，另一基準(zhǔn)油價(jià)為WTI原油現(xiàn)貨，樣本區(qū)間內(nèi)兩種基準(zhǔn)油價(jià)的相關(guān)系數(shù)為89.47%，因此，本文用WTI原油現(xiàn)貨替代Brent原油現(xiàn)貨進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn)。鑒于篇幅的限制，本文只給出了WTI原油現(xiàn)貨與人民幣匯率的交叉小波頻譜圖(見圖7)和不同波動(dòng)期下WTI原油現(xiàn)貨與金磚國家匯率的溢出指數(shù)矩陣(見表5)。從圖7可知，較高的協(xié)方差能量顯著區(qū)集中于中高尺度并以2015年為分界；WTI原油與人民幣匯率在不同時(shí)間尺度上分布是不均勻的，中尺度區(qū)WTI原油現(xiàn)貨領(lǐng)先于人民幣匯率的變化，高尺度區(qū)則是后者領(lǐng)先于前者?；诒?，隨著時(shí)間尺度的增加，WTI原油現(xiàn)貨與金磚國家匯率的總溢出不斷增大，系統(tǒng)內(nèi)國際油價(jià)與各國匯率的凈溢出是動(dòng)態(tài)變化的。分析結(jié)果與Brent原油現(xiàn)貨溢出效應(yīng)的相關(guān)結(jié)論基本類似，表明本文的研究結(jié)論是穩(wěn)健的。

表5 不同波動(dòng)期下WTI原油現(xiàn)貨與金磚國家匯率的溢出指數(shù)矩陣(%)

圖7 WTI原油現(xiàn)貨與人民幣匯率交叉小波頻譜圖

六、結(jié)論與政策建議

(一)研究結(jié)論

本文以國際原油價(jià)格和金磚國家匯率為研究對(duì)象，基于小波分析和溢出指數(shù)模型構(gòu)建多時(shí)間尺度分析框架，采用2005年8月1日至2020年5月31日的數(shù)據(jù)，在測(cè)度與分析國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的多時(shí)間尺度溢出影響的基礎(chǔ)上，構(gòu)建“國際油價(jià)-金磚國家匯率”信息系統(tǒng)，對(duì)比分析不同波動(dòng)期下國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)金磚國家匯率的溢出差異，進(jìn)而綜合定位不同波動(dòng)期下國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的溢出影響及演變特征。

基于上述研究，本文得出如下結(jié)論：(1)國際油價(jià)與人民幣匯率的短期波動(dòng)均較為劇烈，中長期波動(dòng)逐步減弱，重大風(fēng)險(xiǎn)事件沖擊短期內(nèi)加劇波動(dòng)幅度，中長期內(nèi)影響波動(dòng)趨勢(shì)。(2)國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的溢出效應(yīng)具有持續(xù)性。人民幣匯率的短期波動(dòng)主要受到國際油價(jià)尺度2下變化的影響，中期波動(dòng)與國際油價(jià)尺度3和尺度4下的波動(dòng)有關(guān)，長期波動(dòng)則與國際油價(jià)的長期波動(dòng)相關(guān)。(3)國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的溢出影響在不同時(shí)間尺度上具有差異性，二者的領(lǐng)先-滯后關(guān)系是動(dòng)態(tài)變化的。能量變化顯著區(qū)集中在中高尺度，中尺度區(qū)傾向于國際油價(jià)波動(dòng)領(lǐng)先于人民幣匯率變化，高尺度區(qū)主要表現(xiàn)為后者引領(lǐng)前者。(4)國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)金磚國家匯率的溢出效應(yīng)具有明顯差異。靜態(tài)溢出效應(yīng)方面，隨著時(shí)間尺度增加，國際油價(jià)對(duì)金磚國家匯率的總溢出不斷增大，油價(jià)與金磚國家匯率間的相互影響不斷增強(qiáng)。國際油價(jià)在短期內(nèi)為凈輸出者，中長期為凈接收者；中國和印度與國際油價(jià)的凈溢出方向相同，短期內(nèi)為凈輸出者，中長期為凈接受者；巴西、俄羅斯和南非在不同波動(dòng)期下傾向?yàn)閮糨敵稣摺?dòng)態(tài)溢出效應(yīng)方向國際油價(jià)對(duì)金磚國家匯率的溢出具有波動(dòng)集聚性和持續(xù)性，動(dòng)態(tài)溢出的變化趨勢(shì)與風(fēng)險(xiǎn)事件沖擊緊密相關(guān)。

(二)政策建議

探究不同波動(dòng)期下國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的溢出影響及與對(duì)其他金磚國家匯率的溢出差異，有助于我國更加靈活的調(diào)控外匯市場和應(yīng)對(duì)國際原油市場的沖擊。鑒于此，本文提出如下建議。

第一，提高我國應(yīng)對(duì)國際油價(jià)沖擊的能力，保持我國外匯市場的平穩(wěn)運(yùn)行。一方面，考慮國際原油市場不確定性的顯著增強(qiáng)和國際原油期現(xiàn)貨價(jià)格的頻繁波動(dòng)，政策方要更加精準(zhǔn)地分析和把握不同波動(dòng)期下國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率變化的溢出差異，要將長期的波動(dòng)趨勢(shì)和短期的波動(dòng)集聚充分結(jié)合，建立跟蹤觀測(cè)機(jī)制，針對(duì)不同波動(dòng)期下的特點(diǎn)制定相應(yīng)的管理策略，針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)事件的沖擊適時(shí)確定管理辦法并及時(shí)調(diào)整后續(xù)政策。另一方面，基于原油市場不同波動(dòng)期下的特點(diǎn)及國際油價(jià)對(duì)人民幣匯率的影響路徑，推動(dòng)外匯市場差異化監(jiān)管，有效篩選和整合各類市場信息，提高各類市場監(jiān)測(cè)效率和匯率政策實(shí)施效果，優(yōu)化應(yīng)對(duì)國際油價(jià)沖擊相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)管理工具和避險(xiǎn)手段，促進(jìn)各類人民幣能源金融衍生品交易，利用金融手段動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)外匯市場和人民幣匯率。

第二，完善人民幣匯率市場化形成機(jī)制，增強(qiáng)人民幣的避險(xiǎn)功能和國際地位。一方面，鑒于人民幣加入SDR和資本項(xiàng)目改革的穩(wěn)步推進(jìn)，我國應(yīng)不斷完善人民幣匯率形成機(jī)制，將國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)人民幣匯率的影響路徑及由此產(chǎn)生的匯率風(fēng)險(xiǎn)納入分析框架，同時(shí)穩(wěn)步推動(dòng)人民幣匯率改革及國際化進(jìn)程，確保匯率改革的連續(xù)性和有效性，科學(xué)應(yīng)對(duì)國際油價(jià)變動(dòng)帶來的持續(xù)性沖擊及風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，考慮國際單邊主義的興起和新冠肺炎疫情的沖擊，中國應(yīng)繼續(xù)深入挖掘人民幣的“避險(xiǎn)貨幣”和“隱性錨”功能，擴(kuò)大《貨幣互換協(xié)議》的深度和廣度，加強(qiáng)與其他國家外匯市場的協(xié)作。同時(shí)基于上海自貿(mào)區(qū)和海南自由貿(mào)易港的構(gòu)建，結(jié)合數(shù)字貨幣的發(fā)展需求及特點(diǎn)，有序推動(dòng)人民幣的自由兌換和本外幣賬戶一體化，在協(xié)同原油市場與外匯市場的基礎(chǔ)上，平衡好去美元化和穩(wěn)定人民幣匯率之間的關(guān)系，增強(qiáng)外匯市場的靈活性及應(yīng)對(duì)國際油價(jià)波動(dòng)溢出影響的能力。

第三，加強(qiáng)與原油出口國的經(jīng)貿(mào)合作與金融協(xié)同，促進(jìn)能源金融國際協(xié)作。一方面，考慮伊朗正式啟用人民幣代替美元和“中國-伊朗”25年戰(zhàn)略合作協(xié)議即將達(dá)成，我國應(yīng)加強(qiáng)同伊朗等原油出口國的經(jīng)貿(mào)合作，促進(jìn)與中東地區(qū)、俄羅斯等國家的金融協(xié)同，擴(kuò)大人民幣跨境支付的范圍及領(lǐng)域，促進(jìn)與能源相關(guān)的人民幣數(shù)字貨幣的應(yīng)用，推動(dòng)人民幣國內(nèi)循環(huán)和國際循環(huán)的有機(jī)融合。另一方面，鑒于中美兩國的政治博弈與人民幣和美元之間的貨幣博弈息息相關(guān)，我國需要在不斷增強(qiáng)自身綜合實(shí)力的基礎(chǔ)上，更加積極穩(wěn)妥地推進(jìn)“一帶一路”建設(shè)，加強(qiáng)與“一帶一路”沿線國家的產(chǎn)能合作，促進(jìn)“金磚+”合作新模式的有序運(yùn)行，穩(wěn)步推進(jìn)人民幣的可自由兌換，促進(jìn)更多的國家將人民幣納入儲(chǔ)備貨幣，促進(jìn)與人民幣相關(guān)的能源金融領(lǐng)域的國際協(xié)作，在防范和化解中美脫鉤及逆全球化過程中的各類匯率風(fēng)險(xiǎn)及能源風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)增強(qiáng)人民幣的國際競爭實(shí)力。

第四，穩(wěn)步推進(jìn)原油相關(guān)衍生產(chǎn)品的開發(fā)及運(yùn)用，增強(qiáng)中國在原油定價(jià)方面的話語權(quán)。一方面，鑒于上海原油期貨的問世和全球原油期貨交易總量第三的發(fā)展現(xiàn)狀，我國應(yīng)繼續(xù)推動(dòng)原油相關(guān)的衍生產(chǎn)品的開發(fā)及問世，著力打造以上海為中心的全球能源交易中心，擴(kuò)大原油相關(guān)金融產(chǎn)品的人民幣結(jié)算范圍，提升人民幣在現(xiàn)有原油定價(jià)體系中的作用，推動(dòng)以人民幣為基礎(chǔ)的原油定價(jià)體系的構(gòu)建，增強(qiáng)人民幣的在原油定價(jià)方面的地位及話語權(quán)。另一方面，完善中國能源市場建設(shè)，對(duì)接國家“十四五”發(fā)展規(guī)劃，提高能源利用效率，推動(dòng)原油替代能源的推廣應(yīng)用，促進(jìn)新能源的開發(fā)，逐步降低原油對(duì)外依存度，從能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的視角提升中國應(yīng)對(duì)國際原油價(jià)格波動(dòng)沖擊的能力。