中美股票市場與石油價格的溢出效應研究

【摘要】本文采用計量經濟學方法實證研究國際石油市場與股票市場的相互作用，在確定變結構點的基礎上，建立VAR和GARCH-BEKK模型驗證石油市場和股票市場是否存在收益率和波動性的相互溢出。美國股市相對較成熟、監管相對完善，而中國股市作為有著二十年歷史的新興市場，正逐步走向成熟和完善。通過比較研究，希望發現石油價格變化對中美股市是否有不同影響。

【關鍵詞】收益率 波動溢出 VAR GARCH-BEKK 變結構點

一、選題背景

根據現有國內外文獻，研究石油市場對股市影響的主要方法有三種：一是建立多因子模型，將石油價格作為影響股價因素引入；二是建立向量自回歸模型（VAR），研究二者的相互溢出效應；三是建立多元廣義自回歸異方差模型（MGARCH），分析股票價格和石油價格波動的相互溢出。

本文試圖探討石油市場與中美股票市場之間的信息傳遞影響，而市場之間的信息傳遞可通過收益率(或價格變化率)的均值溢出表示，或通過收益率的方差，即波動溢出表示。本文將建立VAR模型分析國際石油和中美股市收益率的相互溢出效應，建立二元GARCH模型分析國際石油和中美股票價格波動的相互溢出效應。

考慮到經濟形勢的變化可能會對指數收益率產生影響，本文將采用BarryHartigan (1993) 的馬爾科夫鏈蒙特卡洛模擬分塊積模型和BaiPerron(1998)的動態程序法對指數序列進行變結構點估計。

二、數據處理

中國自2003年開始成為世界第二大石油消費國，故本文以2003年1月2日到2011年4月8日的各市場日收盤數據為樣本，共計1931個觀測值。數據處理采取剔除法，剔除中美股價指數、石油期貨價格因節假日等因素而停牌的數據。使用的數據有: 美國標準普爾500股價指數收益率、經匯率調整后的上證綜合指數收益率、美國庫欣標油三個月到期期貨價格收益率。數據來源于雅虎財經、美國聯邦儲備銀行、美國能源情報署。

以第900個交易日左右為界，其后的各收益率序列波動性明顯增大，即經濟形勢的變化可能對指數收益率產生影響，故考慮各序列是否存在一個變結構點。由于標普500指數和石油期貨指數都是剔除部分數據的序列，故變結構點以上證綜合指數為基準，將樣本區間分為樣本1和樣本2兩段。根據估計結果，確定變結構點在第927個數據處，限于篇幅，變結構點的具體選擇方法本文不做詳細論述。

三、模型設定

均值溢出效應和波動溢出效應，由均值和方差體現。收益率R1，t和R2，t滿足以下均值和方差方程：

其中μi是資產收益列向量，μi為R1，t的條件期望， φi，j、θi，j為待估計系數，ξ1，t和ξ2，t為殘差序列，v1，t和v2，t都是標準高斯白噪聲序列，Ht是殘差項ξt的2 x2階條件方差及協方差矩陣，為一個二元GARCH (1，1)過程。Ω是個2 x2階的上三角矩陣，Γ和B是2 x2階參數矩陣，分別對應ARCH效應和GARCH效應。

本文的經驗研究將利用軟件R和MATLAB，按如下步驟進行：首先，估計由(1)式和(2)式組成的VAR模型，通過檢驗θi，j和φ2，j是否等于0來驗證股指收益率和石油期貨收益率是否存在均值溢出效應，并通過正交脈沖響應函數對收益率間的相互影響作用進行分析。

其次，采用極大似然法估計方程，用估計得到的VAR模型的殘差序列來估計(3)式構成的二元GARCH(1，1)-BEKK模型，使用R軟件執行優化過程。收斂準則是對函數和參數都設置為0.000001，Hessian 矩陣采用BFGS 算法迭代更新。我們構造Wald統計量，利用MATLAB編程進行計算，通過檢驗Γ和B非對角線元素是否為0來驗證各序列之間是否存在波動溢出。從統計量描述中已確認各序列都是非正態分布，因此，本文的模型估計將使用極大似然估計法進行估計。

四、結論

通過確定變結構點，將樣本分為樣本1 (2003.1.4-2006.12.29) 和樣本2(2007.1.4-2011.4.8) 建立VAR(2)和GARCH(1，1)—BEKK模型進行估計，我們得到如下結論：相對于美國股市，中國股市是非有效市場。

股票市場有效，則石油價格變化會影響股票收益率的變化。根據收益率的VAR模型，中國股市與石油市場之間不存在單向或雙向均值溢出，即無法預測中國股市收益率和石油價格變化率的相互作用關系。而美國股市和石油市場的VAR模型研究表明，石油價格并未明顯受美股影響，但石油價格波動上升會使美國股市收益率下降。因此，研究國際石油價格的變化將有助于預測美國股市收益率的變化。

根據二元GARCH-BEKK模型，中國股市和石油市場之間缺乏可觀測到的波動溢出，二者缺乏相互作用機制。相反，美國股市的波動會在一定程度上影響石油價格變化，而石油市場波動會在更大的程度上影響美股的走勢。因此，穩定的國際石油價格有助于穩定美國股市。

根據經驗研究結果，我們可以推斷：

（1）中國股市同國際石油市場脫節，投資者在確定股票價格時，有意或無意的忽視了石油價格這一重要因素，在一定程度上說明中國投資者缺乏能源意識。

（2）中國未來的經濟發展將會受到國際石油市場的影響和制約，石油價格風險應成為股票定價的一個重要因素。

參考文獻

[1]趙留彥，王一鳴. A、B 股之間的信息流動與波動溢出，金融研究，2003，（10）：37—52.

[2]Jones，Charles M，and Gautam Kaul. Oil and the Stock Markets，Journal of Finance，1996，51，463—91.

作者簡介：楊熹，男，四川人，西南財經大學金融學院研究生，研究方向：金融監管與微觀金融。