原油期貨對農(nóng)產(chǎn)品期貨價格的非對稱效應(yīng)研究

王寧博 馬有財

本文以國際原油期貨和大豆、玉米、小麥和棉花四種農(nóng)產(chǎn)品期貨價格為研究對象，樣本涵蓋了過去近二十年的數(shù)據(jù)。首先對數(shù)據(jù)進(jìn)行小波降噪處理，其次使用分位數(shù)回歸探究原油期貨對這四種農(nóng)產(chǎn)品期貨價格的非對稱影響。研究結(jié)果表明，原油價格對這四種農(nóng)產(chǎn)品期貨的影響在不同分位數(shù)下都呈現(xiàn)出先下降后上升的情況。由此可知在極端情況下或外部環(huán)境劇烈動蕩使得農(nóng)產(chǎn)品期貨價格大幅變動時，農(nóng)產(chǎn)品期貨價格更易受到原油價格的沖擊。

一 、引言

近年來，中國參與全球貿(mào)易的范圍迅速擴(kuò)大，伴隨著中國地緣影響力提升，全球地緣政治風(fēng)險和經(jīng)濟(jì)政策不確定性不斷增加，極大程度上增加了國際原油和中國農(nóng)產(chǎn)品價格波動。由于國內(nèi)和國際市場之間的密切聯(lián)系，農(nóng)產(chǎn)品市場逐漸形成競爭環(huán)境。原油是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要能源，其價格變化將不可避免地導(dǎo)致國際市場上農(nóng)產(chǎn)品的變化。作為世界上最大的原油和農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)口國，弄清楚原油期貨市場與中國農(nóng)產(chǎn)品期貨市場之間的影響特征至關(guān)重要。理論上，國際原油價格可以通過三種主要方式影響中國農(nóng)產(chǎn)品價格：一是國際原油的上漲會導(dǎo)致國際農(nóng)產(chǎn)品價格朝著同一方向變化，由于進(jìn)口成本上升，這種轉(zhuǎn)變推高了國內(nèi)價格水平；二是作為原油凈進(jìn)口國，當(dāng)國際原油價格上漲時，中國的油價將上漲。油價上漲給生產(chǎn)、加工和運(yùn)輸帶來額外成本；三是我國多年來一直鼓勵發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，由農(nóng)業(yè)原料生產(chǎn)的生物燃料正逐漸取代石油。一旦原油價格大幅上漲，中國將減少對石油的需求，轉(zhuǎn)而使用生物燃料。因此，了解原油價格變化對農(nóng)產(chǎn)品市場的影響至關(guān)重要。

許多實證研究表明，國際原油價格對農(nóng)產(chǎn)品價格有重大影響。Katrakilidis等（2018）研究結(jié)果表明，原油與農(nóng)產(chǎn)品價格長期和短期都存在強(qiáng)烈的依賴性，但生物燃料不能替代原油，并保護(hù)經(jīng)濟(jì)體免受原油波動的影響。Gokmenoglu等（2021）研究表明，油價上漲可能會相應(yīng)推高農(nóng)產(chǎn)品價格。Zafeiriou等（2018）；Eissa和 Refai（2019）研究結(jié)果表明，從長遠(yuǎn)來看，農(nóng)產(chǎn)品和原油是協(xié)同運(yùn)動的。Taghizadeh等（2019）研究結(jié)果表明能源價格和食品價格對油價沖擊有積極響應(yīng)。另一方面，一些學(xué)者持相反的觀點(diǎn)，認(rèn)為國際原油和農(nóng)產(chǎn)品之間的價格沒有相關(guān)性。Reboredo（2012）研究表明原油和農(nóng)產(chǎn)品價格之間沒有發(fā)現(xiàn)極端的市場依賴性，表明原油對農(nóng)產(chǎn)品的影響是中性的。Qiu等（2012）實證結(jié)果支持了這樣一種假設(shè)，即需求和供應(yīng)的基本面市場力量是食品價格波動的主要驅(qū)動因素，而石油、汽油和乙醇市場的沖擊從長遠(yuǎn)來看并沒有波及糧食價格。

在期貨市場上，劉慶富和王海民（2006）研究發(fā)現(xiàn)期現(xiàn)貨市場均扮演著重要的價格發(fā)現(xiàn)角色，且期貨市場在價格發(fā)現(xiàn)中處于主導(dǎo)地位。彭新宇、樊海利（2019）研究發(fā)現(xiàn)國際原油價格與中國大宗農(nóng)產(chǎn)品價格之間存在長期的協(xié)整關(guān)系，且對不同大宗農(nóng)產(chǎn)品價格波動的貢獻(xiàn)率不同。郭玉晶等（2015）發(fā)現(xiàn)國際原油期貨市場與大豆、玉米期貨市場之間波動存在雙向溢出效應(yīng)，而與小麥期貨市場僅存在單向溢出效應(yīng)，與棉花期貨市場之間不存在顯著的波動溢出效應(yīng)。Liu等（2019）研究發(fā)現(xiàn)在不同的農(nóng)產(chǎn)品期貨價格下，與原油期貨價格的相關(guān)性程度不同。Luo和Ji（2018）分析美國原油期貨與中國農(nóng)產(chǎn)品期貨之間的連通性特征，結(jié)果驗證了杠桿波動率跨市場傳遞的存在。

本文主要運(yùn)用分位數(shù)方法來探究在不同分位數(shù)下，也即投資者對農(nóng)產(chǎn)品期貨價格不同預(yù)期情況下，國際原油市場對中國農(nóng)產(chǎn)品市場的非對稱性影響。這將有利于對相關(guān)部門制定有助于控制風(fēng)險和穩(wěn)定農(nóng)產(chǎn)品市場的相關(guān)政策起到支持作用。

二、數(shù)據(jù)與研究方法

（一）數(shù)據(jù)來源

目前，國際上通用的國際原油期貨合約主要為紐約商品交易所 （NYMEX） 的WTI原油期貨合約以及洲際交易所 （ICE） 的Brent原油期貨合約。本文選取紐約商品交易所 （NYMEX） 的WTI原油期貨合約作為國際原油期貨合約代表。中國農(nóng)產(chǎn)品期貨合約則選擇具有代表性的大豆、小麥、玉米和棉花期貨作為代表，以各期貨合約上市日期至2022年9月20日作為樣本進(jìn)行分析。為減輕數(shù)據(jù)波動而不改變兩種價格之間可能存在的關(guān)系， 考慮到原油期貨價格是由美元結(jié)算，按照歷史日度美元對人民幣匯率把原油期貨價格轉(zhuǎn)換為人民幣價格。其次所有期貨收盤價格都是日度數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行小波消噪處理。最后，對所有期貨數(shù)據(jù)取對數(shù)處理并且所有期貨合約的日收益率由對數(shù)收益率計算得出：

（1）

其中i=WTI、BRT、DD、XM、YM和MH， 各期貨日度收益率記為RWTI、RBRT、RDD、RXM、RYM和RMH，其中期貨合約價格和匯率數(shù)據(jù)均自于Wind數(shù)據(jù)庫， 數(shù)據(jù)運(yùn)用Stata17以及Matlab2022軟件進(jìn)行處理。

（二）小波降噪

金融序列中低頻信號中一般具有有效信息，高頻信號通常含有噪聲。因此可以應(yīng)用小波變換提取出金融序列中的低頻信號，也即有效信息。我們基于張燕和楊洋（2012）的小波降噪方法，小波變換重構(gòu)公式為：

其中，為尺度系數(shù)；為小波系數(shù)；和分別為對應(yīng)于尺度函數(shù)φ（x）和小波函數(shù)ψ（x）的低通和高通濾波器。

為了建立合理的模型，我們對原油期貨數(shù)據(jù)和大豆、小麥、棉花和玉米期貨數(shù)據(jù)進(jìn)行四層分解，分解結(jié)果如圖1所示，分解后的序列數(shù)據(jù)與分解前的序列數(shù)據(jù)保持相同的波動趨勢。

（三）分位數(shù)方法

分位數(shù)回歸在計量經(jīng)濟(jì)學(xué)中已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用，根據(jù)不同的分位點(diǎn)得到對應(yīng)的回歸方程，可以直觀地描述自變量對因變量分布的變化（Wei等，2006）。式（3）表示在第分位點(diǎn)下得到的回歸方程，即分位數(shù)回歸模型的基本定義為：

式中：Yi為農(nóng)產(chǎn)品期貨；X為原油期貨，為分位數(shù)回歸模型第i個參數(shù)值；為模型的誤差項。

三、實證結(jié)果與分析

本文根據(jù)以上收集到的價格序列，借助matlab軟件對國際原油、大豆、玉米、棉花和小麥期貨價格進(jìn)行小波降噪，如圖1所示。從圖中我們可以看出降噪后的國際原油、大豆、玉米、棉花和小麥期貨價格序列基本符合降噪前的波動趨勢。在過去的二十年里，對于原油期貨來說，其價格劇烈波動，從最低點(diǎn)93元/噸反復(fù)波動到了995元/噸，漲幅達(dá)到1070%，大豆由2437元/噸波動到5880元/噸，漲幅達(dá)到238%，小麥由1426元/噸波動到3645元/噸，漲幅達(dá)到256%，玉米由1127元/噸波動到3044元/噸，漲幅達(dá)到271%，而棉花由9990元/噸波動到34245元/噸，漲幅達(dá)到343%，可以看出無論是原油價格還是中國農(nóng)產(chǎn)品期貨，其價格呈現(xiàn)出波動向上趨勢。同時我們觀察其價格走勢圖，2008年原油期貨遭遇大跌，大豆價格也有相同趨勢，而小麥、玉米和棉花也有不同程度的下跌，但不明顯。在 2014 年國際原油價格有一個大幅的下跌過程，我們在農(nóng)產(chǎn)品期貨價格圖中可以看到大豆、棉花和玉米價格在 2014 年和 2015 年也均有一個大幅的下跌過程，而小麥期貨價格在 2014 年雖然有下跌，但下跌過程不明顯。同時在2020年是原油價格再次下跌，但大豆、小麥、玉米和棉花從價格時序圖上價格波動并不明顯。因此還需進(jìn)一步探究原油期貨價格和這四種農(nóng)產(chǎn)品期貨價格的相關(guān)特點(diǎn)。

表1是對原油和中國農(nóng)產(chǎn)品期貨的描述性統(tǒng)計，在樣本期間，國際原油價格和大豆、玉米、小麥和棉花期貨收益率的均值都為負(fù)。從標(biāo)準(zhǔn)差上來看，玉米和國際原油收益率的標(biāo)準(zhǔn)差是最大的，其次是大豆、棉花和小麥期貨，這表明相比農(nóng)產(chǎn)品價格波動，國際原油價格的波動更能引起人們的關(guān)注。在表1中ADF檢驗都顯著，因此期貨數(shù)據(jù)的收益率都為平穩(wěn)時間序列數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步觀察表2，原油期貨與農(nóng)產(chǎn)品期貨之間的相關(guān)性分析，可以發(fā)現(xiàn)原油期貨與玉米之間的相關(guān)系數(shù)顯著性較弱，而與其他期貨數(shù)據(jù)都十分顯著。除此之外，各農(nóng)產(chǎn)品期貨相關(guān)系數(shù)也十分顯著，可以說明農(nóng)產(chǎn)品期貨之間也存在顯著的相關(guān)性，價格變動呈現(xiàn)出相同的波動向上趨勢。

表3是WTI原油對中國農(nóng)產(chǎn)品期貨的回歸結(jié)果，從均值回歸中可以發(fā)現(xiàn)原油對除玉米之外的其他三種農(nóng)產(chǎn)品期貨都有顯著影響，其中對大豆和棉花的影響最為顯著。從分位數(shù)回歸中可以看出，對于農(nóng)產(chǎn)品期貨來說，在低分位數(shù)和高分位數(shù)下，原油其影響要顯著大于中分位數(shù)，四種農(nóng)產(chǎn)品的分位數(shù)系數(shù)都呈現(xiàn)出先下降后上升的情況?？梢哉f明投資者預(yù)期農(nóng)產(chǎn)品期貨價格未來收益出現(xiàn)波動時，農(nóng)產(chǎn)品期貨更容易遭受原油價格變動等外部因素的影響。其中，大豆和棉花受到原油價格波動的影響最大，對小麥影響較少，而玉米只有在極端情況下產(chǎn)生影響?？赡艿脑蚴切←満陀衩鬃鳛榧Z食期貨，而中國一直奉行平穩(wěn)糧價的政策，一方面不會使得糧食價格波動過大，其次在受到外部因素沖擊時，政府將會對期貨市場政策干預(yù)。而大豆和棉花作為經(jīng)濟(jì)作物，其價格波動更易受到外部因素影響，并且其價格走勢會服從市場因素進(jìn)行波動。玉米作為制作生物乙醇燃料的原材料，而原油價格波動對其影響要明顯弱于其他農(nóng)產(chǎn)品，從側(cè)面說明，原油作為世界能源的地位仍是不可替代的。

四、穩(wěn)健性檢驗

為進(jìn)一步驗證結(jié)果的穩(wěn)健性，本文采用Brent原油期貨對中國農(nóng)產(chǎn)品期貨的影響分析。通過對比分析各項數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)穩(wěn)健性檢驗結(jié)果與實證結(jié)果是一致。即四種農(nóng)產(chǎn)品的分位數(shù)系數(shù)都呈現(xiàn)出先下降后上升的情況，并且在高分位數(shù)與低分位數(shù)時的系數(shù)值要明顯大于中分位數(shù)。對于糧食期貨的小麥和玉米的影響較少，而對于作為經(jīng)濟(jì)作物的大豆和棉花影響較大。

五、結(jié)論與建議

（一）研究結(jié)論

本文以原油期貨和大豆、玉米、小麥和棉花四種中國農(nóng)產(chǎn)品期貨價格數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實證研究國際油價對中國農(nóng)產(chǎn)品期貨價格的非對稱效應(yīng)。研究結(jié)果表明，原油對中國農(nóng)產(chǎn)品期貨具有顯著的影響，其中作為經(jīng)濟(jì)作物的大豆和棉花受到的影響最大，而作為糧食期貨的小麥和玉米受到的沖擊較小。同時，在不同分位數(shù)下，原油帶來的影響也不相同，在低分為數(shù)和高分位數(shù)下的影響要大于中分位數(shù)。由此可知在極端情況下或外部環(huán)境劇烈動蕩使得期貨價格大幅變動時，農(nóng)產(chǎn)品期貨價格更易受到原油價格的沖擊，進(jìn)而引發(fā)期貨市場發(fā)生系統(tǒng)性風(fēng)險的可能。

（二）政策建議

通過本文的研究，結(jié)合國際原油價格波動對農(nóng)產(chǎn)品期貨價格的非對稱影響以及我國農(nóng)產(chǎn)品期貨市場的狀況，提出以下一些建議： 一是國際油價變動會對農(nóng)產(chǎn)品期貨價格產(chǎn)生非對稱沖擊，特別是在極端情況下。因此國家、企業(yè)和投資者應(yīng)該重視我國農(nóng)產(chǎn)品期貨價格的波動，防范國際原油價格大幅變動連帶的系統(tǒng)性風(fēng)險。二是農(nóng)產(chǎn)品期貨價格能夠讓政府和農(nóng)民形成對農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)貨價格的理性預(yù)期，而期貨市場可以實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)的資源配置作用。我國應(yīng)大力支持國有糧食企業(yè)、國有農(nóng)場、產(chǎn)業(yè)化的農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)積極參與期貨市場的交易，從而推進(jìn)我國農(nóng)產(chǎn)品期貨市場更好地實現(xiàn)其對農(nóng)業(yè)資源配置的功能。三是 建立并實施與國際原油期貨價格波動掛鉤的農(nóng)產(chǎn)品補(bǔ)貼制度，保護(hù)農(nóng)民種植積極性，增加農(nóng)業(yè)投資，通過技術(shù)創(chuàng)新提高生產(chǎn)力，確保中國農(nóng)業(yè)健康發(fā)展。同時大力開發(fā)新能源，減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中對原油的過度依賴，以減少原油價格過度波動對農(nóng)業(yè)期貨市場的可能影響。

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作者單位：河南工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)貿(mào)易學(xué)院糧食經(jīng)濟(jì)研究中心，研究生在讀。