石油價(jià)格變動(dòng)對(duì)我國(guó)糧食價(jià)格影響的實(shí)證研究

董秀良，帥雯君，趙智麗

(1.吉林大學(xué) 管理學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130022;2.華僑大學(xué) 數(shù)量經(jīng)濟(jì)研究院，福建 廈門 361021;3.浙江大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院,浙江 杭州 310058

一、引言

近20年來(lái)，關(guān)于糧食價(jià)格問(wèn)題的研究從來(lái)都沒(méi)有像2006年爆發(fā)國(guó)際糧食價(jià)格危機(jī)以來(lái)如此吸引經(jīng)濟(jì)學(xué)家的研究興趣，探究糧食價(jià)格問(wèn)題已然成為學(xué)術(shù)界的熱點(diǎn)領(lǐng)域。我國(guó)作為糧食消費(fèi)大國(guó)和進(jìn)口大國(guó)，在糧食供需緊平衡愈發(fā)嚴(yán)峻的情況下，隨著糧食進(jìn)口的迅速增長(zhǎng)，國(guó)際糧食危機(jī)直接威脅到我國(guó)糧食的價(jià)格穩(wěn)定和供給安全。盡管導(dǎo)致本輪糧食價(jià)格上漲交織著多種因素，但石油價(jià)格上漲以及由此帶動(dòng)生物能源產(chǎn)能擴(kuò)張對(duì)糧食需求的沖擊無(wú)疑被大多數(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)家視為主要原因，因此研究清楚石油價(jià)格沖擊對(duì)糧食價(jià)格的影響機(jī)制既是判斷糧食市場(chǎng)變化的重要依據(jù)，同時(shí)也是研究如何穩(wěn)定國(guó)內(nèi)糧價(jià)的關(guān)鍵。

根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食與農(nóng)業(yè)組織(FAO)的統(tǒng)計(jì)資料，在2006—2008年世界糧食危機(jī)中，國(guó)際市場(chǎng)玉米價(jià)格從2006年6月到2008年6月的階段高點(diǎn)漲幅達(dá)155.87%，大豆?jié)q幅達(dá)151.36%，大米、小麥則分別在2008年4月和3月達(dá)到階段高點(diǎn)，漲幅達(dá)241.4%和179.81%。此后，隨著金融危機(jī)的蔓延，國(guó)際糧食價(jià)格跟隨石油價(jià)格一起迅速回落，然而，2010年7月之后，糧食價(jià)格再拾升勢(shì)，漲幅巨大，目前仍處于高位波動(dòng)之中。和以往相比，導(dǎo)致本輪國(guó)際糧食危機(jī)成因已經(jīng)發(fā)生了明顯的結(jié)構(gòu)變化，糧食供給和庫(kù)存等因素演變成了次要因素，相反，石油價(jià)格上漲帶來(lái)的成本沖擊和生物能源擴(kuò)張對(duì)糧食需求劇增則演變成了主因，其中石油價(jià)格上漲是問(wèn)題的關(guān)鍵。石油價(jià)格上漲沖擊之所以是關(guān)鍵因素，其根源在于：一是石油價(jià)格上漲直接推動(dòng)了糧食生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸?shù)瘸杀镜纳仙M(jìn)而傳導(dǎo)到糧食價(jià)格之中，Mitchell(2008)的研究指出，2002—2008 年間由于石油價(jià)格上漲導(dǎo)致了玉米、大豆和小麥生產(chǎn)成本增加了32.3%、25.6%和31.4%；二是引致需求的沖擊，即石油價(jià)格上漲帶動(dòng)了包括生物能源在內(nèi)的整體能源價(jià)格的上升，使乙醇汽油等生物能源價(jià)格超過(guò)了其生產(chǎn)的盈虧平衡點(diǎn)，刺激了生物能源產(chǎn)能急劇擴(kuò)張，造成了對(duì)糧食的需求巨大沖擊。借助于生物能源，石油價(jià)格對(duì)糧價(jià)形成的需求沖擊在短期內(nèi)打破糧食的供需平衡，從而迅速推動(dòng)了糧價(jià)上漲[1—2]。Mitchell(2008)指出美國(guó)和歐盟用于生產(chǎn)生物能源的谷物和油籽消耗量劇增是造成近年來(lái)糧食價(jià)格上漲最主要原因，并認(rèn)為生物能源產(chǎn)量增加直接或間接地對(duì)國(guó)際糧食價(jià)格起到了70%～75%的推動(dòng)作用[3]。Lipsky(2008)的研究表明，玉米價(jià)格上漲的70%和黃豆價(jià)格上漲40%歸因于生物能源[4]。在上述兩種機(jī)制的共同作用下，糧食價(jià)格的能源化特征得以形成，因此，對(duì)糧食價(jià)格和糧食安全的探究，石油價(jià)格沖擊無(wú)疑是關(guān)鍵的切入點(diǎn)。當(dāng)然，對(duì)于本輪國(guó)際糧食價(jià)格危機(jī)，美元貶值、市場(chǎng)投機(jī)、惡劣氣候?qū)е碌募Z食減產(chǎn)、出口限制等因素也起到了推波助瀾的作用。

近年來(lái)，盡管我國(guó)糧食供需一直處于緊平衡狀態(tài)，但我國(guó)糧食的自給率基本上保持在95%左右，加之，在本輪國(guó)際糧食價(jià)格危機(jī)期間，我國(guó)政府實(shí)施了一系列穩(wěn)定糧價(jià)的措施，使得國(guó)內(nèi)糧價(jià)上漲表現(xiàn)出溫和性、結(jié)構(gòu)性和可控性等特點(diǎn)，但我國(guó)糧食安全絕非是高枕無(wú)憂。海關(guān)總署的統(tǒng)計(jì)月報(bào)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)糧食進(jìn)口正進(jìn)入一個(gè)快速增長(zhǎng)時(shí)期，僅2012年上半年我國(guó)糧食進(jìn)口量就達(dá)4085萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)41.2%。2013年三大主糧的進(jìn)口量持續(xù)增加，全年僅大豆進(jìn)口就達(dá)6340萬(wàn)噸，對(duì)外依存度超過(guò)80%，政府已失去了對(duì)其價(jià)格的控制權(quán)。另一方面，石油價(jià)格上漲對(duì)我國(guó)這樣一個(gè)對(duì)外石油依存度較高的國(guó)家無(wú)疑具有較大的沖擊，這也迫使我國(guó)政府發(fā)展生物能源來(lái)替代化石能源，以緩解能源需求，并由此使我國(guó)成為世界乙醇汽油的主要生產(chǎn)國(guó)(其它為美國(guó)、巴西)。我國(guó)乙醇汽油主要以玉米等糧食作物為主原料，生物能源產(chǎn)業(yè)的迅速擴(kuò)張勢(shì)必導(dǎo)致玉米等能源型糧食作物需求的大幅增長(zhǎng)，2011年進(jìn)入了玉米的“全面進(jìn)口元年”，玉米的供需缺口在放大，進(jìn)口量持續(xù)增加，價(jià)格持續(xù)上漲，其上漲幅度遠(yuǎn)超小麥等非能源型糧食作物價(jià)格的漲幅。因此，與國(guó)際市場(chǎng)一樣，石油價(jià)格上漲以及由此帶動(dòng)的生物質(zhì)能源擴(kuò)張對(duì)糧食價(jià)格的沖擊同樣也是影響我國(guó)糧食價(jià)格的重要因素。

為了更好地把握國(guó)際石油價(jià)格沖擊對(duì)我國(guó)糧食價(jià)格的影響，本文采用平滑轉(zhuǎn)移條件相關(guān)多元GARCH類模型(STCC-MGARCH模型和DSTCC-MGARCH模型)，通過(guò)考察樣本期內(nèi)石油價(jià)格與我國(guó)不同糧食品種之間的動(dòng)態(tài)相關(guān)性以及區(qū)制性變化，以期把握石油價(jià)格與不同糧食品種價(jià)格之間變動(dòng)的協(xié)同運(yùn)動(dòng)性，從而更準(zhǔn)確地掌握國(guó)際石油價(jià)格上漲對(duì)我國(guó)糧食價(jià)格的影響。其研究意義有兩點(diǎn)：一是有助于把握國(guó)際石油價(jià)格上漲對(duì)我國(guó)不同糧食品種價(jià)格的沖擊情況、影響程度，了解國(guó)際油價(jià)與我國(guó)主要糧食價(jià)格之間的動(dòng)態(tài)時(shí)變關(guān)系的演變路徑；二是有助于對(duì)我國(guó)糧食價(jià)格波動(dòng)成因有更深刻的認(rèn)識(shí)，為政府有關(guān)部門把握糧食市場(chǎng)價(jià)格變動(dòng)提供預(yù)判信息，為保證國(guó)內(nèi)糧食供給安全提供科學(xué)依據(jù)。

二、文獻(xiàn)回顧

事實(shí)上，學(xué)術(shù)界關(guān)于石油價(jià)格與糧食價(jià)格關(guān)聯(lián)性研究由來(lái)已久，但由于過(guò)去二十多年的大部分時(shí)間里，世界糧食價(jià)格變化很小，因此糧食價(jià)格問(wèn)題并不被人們所重視，比如1991至2006年間美國(guó)的糧食價(jià)格每年僅上漲2.5%，甚至低于整體通貨膨脹水平。同時(shí)，盡管石油價(jià)格的漲跌影響到糧食成本，但由于石油價(jià)格較低，所以世界糧食價(jià)格與石油價(jià)格的聯(lián)動(dòng)也并不密切。然而，2006年國(guó)際糧食價(jià)格危機(jī)以來(lái)，隨著國(guó)際石油價(jià)格大幅攀升世界糧食也隨之快速上漲，并且呈現(xiàn)出與石油價(jià)格極其相似的走勢(shì)，二者之間的關(guān)系才再次引起研究者的興趣[5]。從近期的文獻(xiàn)看，相關(guān)實(shí)證研究主要包括兩類：

一是利用協(xié)整檢驗(yàn)和誤差修正模型研究石油價(jià)格與糧食價(jià)格的長(zhǎng)、短期影響關(guān)系。比如，Campiche等(2007)利用2003—2007年的數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)2006年以后，原油價(jià)格和玉米價(jià)格之間存在顯著的協(xié)整關(guān)系[6]。Saghain(2010)以原油、乙醇燃料、小麥、玉米和大豆價(jià)格為研究對(duì)象，應(yīng)用面板協(xié)整檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)它們之間存在兩個(gè)協(xié)整關(guān)系，原油價(jià)格影響了其他商品的長(zhǎng)期均衡價(jià)格，但乙醇價(jià)格僅對(duì)玉米價(jià)格產(chǎn)生影響[7]。Serra等(2011)的檢驗(yàn)結(jié)果顯示原油價(jià)格和汽油價(jià)格以及乙醇燃料價(jià)格和玉米價(jià)格之間均存在協(xié)整關(guān)系，VECM估計(jì)結(jié)果表明玉米價(jià)格對(duì)乙醇燃料市場(chǎng)的變動(dòng)有反應(yīng)而對(duì)汽油市場(chǎng)則沒(méi)有反應(yīng)，這說(shuō)明能源市場(chǎng)和糧食市場(chǎng)之間的聯(lián)系是通過(guò)生物燃料這一渠道來(lái)建立的[8]。此外，Chang和Su(2010)基于美國(guó)2000—2008年原油、玉米和大豆期貨價(jià)格的日數(shù)據(jù)，應(yīng)用VAR模型的脈沖影響分析研究原油價(jià)格和能源農(nóng)作物價(jià)格之間的短期因果關(guān)系，發(fā)現(xiàn)原油價(jià)格對(duì)糧價(jià)有較強(qiáng)的正的沖擊效應(yīng)[9]。Cha和Bae(2011)采用同樣的方法對(duì)1986—2008年的原油、生物乙醇、玉米價(jià)格季度數(shù)據(jù)的研究得到了相同的結(jié)論[10]。但Yu等(2006)以及Zhang等(2010)基于美國(guó)1989年3月—2007年12月的乙醇、玉米、大豆、汽油和豆油的每周批發(fā)價(jià)格數(shù)據(jù)的協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果則反對(duì)原油價(jià)格和糧價(jià)之間存在長(zhǎng)期均衡關(guān)系，他們認(rèn)為生物燃料的沖擊只是短暫的，長(zhǎng)期中石油價(jià)格對(duì)糧價(jià)的沖擊效應(yīng)并不顯著[11—12]。與此類似，Qiu等(2012)利用了SVAR模型，對(duì)1994—2010年間原油、乙醇和玉米價(jià)格的研究，認(rèn)為化石燃料和乙醇燃料對(duì)玉米價(jià)格均無(wú)顯著影響[13]。不過(guò)，Yu等(2006)、Zhang等(2010)、Qiu等(2012)的研究結(jié)論與前述其他學(xué)者的研究可能并不矛盾，因?yàn)樵谒麄兊难芯繕颖酒陂g大部分時(shí)間石油價(jià)格很低，且生物質(zhì)能源產(chǎn)能規(guī)模有限，以至于生物能源這個(gè)連接石油價(jià)格與糧食價(jià)格重要機(jī)制還沒(méi)有形成，因此，石油價(jià)格與糧食價(jià)格之間關(guān)系缺乏長(zhǎng)期均衡關(guān)系的結(jié)論不難理解，另外,由于選取的樣本期過(guò)長(zhǎng)，這會(huì)弱化近年來(lái)才顯示出的糧食能源化特征。

二是利用多元GARCH模型估計(jì)石油價(jià)格與主要糧食價(jià)格的動(dòng)態(tài)條件相關(guān)系數(shù)來(lái)考察石油價(jià)格對(duì)糧食價(jià)格的影響，這構(gòu)成了近期具有較高影響的研究方向。Busse等(2010)應(yīng)用動(dòng)態(tài)條件相關(guān)多元GARCH模型(即DCC-MGARCH)研究英國(guó)油菜籽和菜油、大豆和豆油以及原油價(jià)格波動(dòng)之間的相關(guān)性，這一模型可以進(jìn)一步考察序列相關(guān)性的動(dòng)態(tài)變化，結(jié)果表明在2007年糧食危機(jī)之后原油價(jià)格和相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格的相關(guān)度顯著增強(qiáng)，而油菜價(jià)格對(duì)石油價(jià)格的沖擊表明更加敏感[14]。Du和McPhail(2012)用相同的實(shí)證方法對(duì)美國(guó)數(shù)據(jù)的研究，同樣得到了二者條件相關(guān)性發(fā)生結(jié)構(gòu)性變化的結(jié)論[15]。此外，Slivennoinen和Thorpe(2013)選取美國(guó)1990年5月—2009年6月美國(guó)24種商品(包括谷物、能源作物、肉類、飼料、汽油和生物燃料等)價(jià)格月度數(shù)據(jù)，采用新近發(fā)展的雙狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量的平滑轉(zhuǎn)移條件相關(guān)多元GARCH模型(即DSTCC-MGARCH模型)，較好地刻畫了不同價(jià)格序列間相關(guān)性的動(dòng)態(tài)變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2000年以前石油和各種糧食期貨之間的價(jià)格幾乎不相關(guān)，而在2000年以后則表現(xiàn)出越來(lái)越強(qiáng)的相關(guān)性，尤其是糧食危機(jī)期間[16]。

國(guó)內(nèi)對(duì)于原油價(jià)格和糧食價(jià)格影響關(guān)系的實(shí)證研究還相對(duì)較少，在少數(shù)的實(shí)證研究文獻(xiàn)中，黃季焜等(2009)利用全球貿(mào)易與能源分析模型(GTAP-E)對(duì)引起糧價(jià)上漲的因素以及國(guó)內(nèi)外差異進(jìn)行了定量化分析，研究發(fā)現(xiàn)全球能源價(jià)格上漲、生物質(zhì)液體燃料擴(kuò)張導(dǎo)致了國(guó)際玉米價(jià)格上漲了30.6%和44.0%，而對(duì)大豆的研究結(jié)果與此基本類似。并且他們認(rèn)為如果沒(méi)有我國(guó)政府對(duì)國(guó)內(nèi)糧食價(jià)格的干預(yù)政策，石油價(jià)格上漲和生物燃料的發(fā)展也會(huì)使國(guó)內(nèi)玉米價(jià)格上升54.2%，而不是26.5%的實(shí)際水平[17]。楊志海等(2012)在改進(jìn)的耕地資源配置模型基礎(chǔ)上，選取1998年1月到2011年12月的原油、大米、玉米和小麥的月度數(shù)據(jù)，應(yīng)用ARDL-ECM模型對(duì)石油價(jià)格與糧食價(jià)格的短期影響和長(zhǎng)期均衡關(guān)系進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果表明石油價(jià)格對(duì)玉米、大豆和大米都具有顯著正向影響，且長(zhǎng)期影響明顯大于短期效應(yīng)[18]。盧福財(cái)和何文章(2013)以2002年1月至2011年12月世界原油期貨價(jià)格和我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品玉米、小麥、大豆以及豬肉價(jià)格的月度數(shù)據(jù)為例，運(yùn)用協(xié)整關(guān)系檢驗(yàn)、脈沖響應(yīng)分析和方差分解等計(jì)量方法對(duì)世界原油價(jià)格波動(dòng)與我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格變化關(guān)系進(jìn)行實(shí)證分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格影響的最大因素是其自身供求關(guān)系的變動(dòng)[19]。

考慮到目前國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中較多地使用協(xié)整檢驗(yàn)和誤差修正模型(ECM)作為研究工具[20]，但由于這類模型很少考慮到變量間時(shí)變性特征，在樣本期內(nèi)將模型參數(shù)視為不變參數(shù)，而一旦變量間關(guān)系發(fā)生時(shí)變則該類線性模型就會(huì)產(chǎn)生很大的估計(jì)誤差，只能給出變量間關(guān)系的粗略描述[21]，而且金融時(shí)間序列(包括本文所是用的期貨價(jià)格數(shù)據(jù))數(shù)據(jù)的收益率序列多呈現(xiàn)時(shí)變、波動(dòng)集群、尖峰厚尾性[22]。因此，在本文中我們將采用新近提出的平滑轉(zhuǎn)移條件相關(guān)STCC-MGARCH和DSTCC-MGARCH模型作為研究工具，以期動(dòng)態(tài)地把握國(guó)際石油價(jià)格沖擊對(duì)我國(guó)不同糧食品種價(jià)格的影響以及區(qū)制轉(zhuǎn)移特征。

三、實(shí)證模型、估計(jì)方法與檢驗(yàn)

(一)模型介紹

1.多元GARCH模型

考慮一個(gè)N×1維向量隨機(jī)過(guò)程{yi,t}，yi,t(i=1，2，…)為0均值的隨機(jī)變量，滿足：

yt=E(yt|Ωt-1)+εt

(1)

其中，Ωt-1表示t-1時(shí)刻前所有的信息流。則單變量yit的GARCH(p,q)模型為：

(2)

(3)

式(2)和式(3)分別表示條件均值方程和條件方差方程。擾動(dòng)項(xiàng)向量：

(4)

Ht是一個(gè)N×N維滿秩條件協(xié)方差矩陣，并且假設(shè)隨時(shí)間t的變化而變化，zt為N×1維白噪聲過(guò)程向量，即E(zt)=0，Var(zt)=IN。

條件協(xié)方差矩陣Ht可以分解成條件標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)角矩陣與條件相關(guān)矩陣的乘積：

Ht=DtPtDt

(5)

(6)

Pt=(ρij,t)，ρii=1

(7)

其中，條件相關(guān)矩陣P是白噪聲向量zt的條件協(xié)方差矩陣，即：

(8)

=Corr(εitεjt|Ωt-1)

(9)

當(dāng)Pt是正定型矩陣，且條件方差方程中αi0、αij和βij均大于0時(shí)，條件協(xié)方差矩陣Ht是正定的。為了完整估計(jì)式(2)和式(3)中的參數(shù)，必須要對(duì)式(7)的條件相關(guān)系數(shù)進(jìn)行限定。

2.STCC-MGARCH模型

對(duì)條件相關(guān)系數(shù)矩陣最簡(jiǎn)單的限定，是Pt=(ρij)，即常條件相關(guān)模型(Constant Conditional Correlation Multivariate GARCH，簡(jiǎn)稱CCC-MGARCH)。CCC-MGARCH最早由Bollerslev(1990)提出[23]，在模型中，條件相關(guān)矩陣Pt不隨時(shí)間變化。

盡管CCC-MGARCH簡(jiǎn)化了模型參數(shù)，但在許多經(jīng)驗(yàn)研究中，假設(shè)條件相關(guān)矩陣為常數(shù)過(guò)于嚴(yán)格，不切實(shí)際。Silvennoinen和Ter?svirta(2005)對(duì)CCC-MGARCH模型進(jìn)行了擴(kuò)展，提出了平滑轉(zhuǎn)移條件相關(guān)多元GARCH模型(Smooth Transition Conditional Correlation Multivariate GARCH，簡(jiǎn)稱STCC-MGARCH)[24]。STCC-MGARCH模型假定Pt隨時(shí)間推移在狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量st的作用下在兩個(gè)極值之間轉(zhuǎn)化，條件相關(guān)矩陣Pt可以寫成如下表達(dá)式：

Pt=(1-Gt)P1+GtP2,P1≠P2

(10)

P1和P2是正定相關(guān)矩陣，分別表示兩種極值狀態(tài)。Gt是一個(gè)值在0到1變化的單調(diào)函數(shù)。轉(zhuǎn)移函數(shù)Gt的定義如下：

(11)

其中，st為狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量，c是狀態(tài)轉(zhuǎn)移位置，γ表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移速率，且γ>0。當(dāng)st<>c時(shí)，轉(zhuǎn)移函數(shù)Gt漸進(jìn)于1，條件相關(guān)矩陣Pt趨向于另一極值狀態(tài)P2。狀態(tài)轉(zhuǎn)移速率γ決定著兩個(gè)極值狀態(tài)間的平滑路徑：γ值越大，Pt在狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量st接近于c時(shí)變化越劇烈。當(dāng)γ→時(shí)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移函數(shù)便是階躍函數(shù)。

3.DSTCC-MGARCH模型

Silvennoinen和Ter?svirta(2009)將式(10)中的單個(gè)轉(zhuǎn)移變量st擴(kuò)展為兩個(gè)，即雙平滑轉(zhuǎn)移條件相關(guān)多元GARCH模型(Double Smooth Transition Conditional Correlation Multivariate GARCH，簡(jiǎn)稱DSTCC-MGARCH)[25]。在DSTCC-MGARCH中，允許條件相關(guān)矩陣Pt在兩個(gè)st的作用下在4個(gè)極值之間平滑轉(zhuǎn)移。Pt的設(shè)定如下：

Pt=(1-G2t)((1-G1t)P11+G1tP21)+

G2t((1-G1t)P12+G1tP22)

(12)

其中，轉(zhuǎn)移函數(shù)Git的表達(dá)式為：

Git=G(sit;ci,γi)

=1,2

(13)

在雙平滑轉(zhuǎn)移條件相關(guān)MGARCH模型中，狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量sit既可以是隨機(jī)的也可以是非隨機(jī)的。其中一個(gè)轉(zhuǎn)移狀態(tài)變量可以表示一個(gè)日歷時(shí)間(calendar time)，如s1t=t/T，T表示樣本總區(qū)間。這樣的模型也稱之為TVSTCC(Time-Varying Smooth Transition Conditional Multivariate Correlation)-MGARCH模型，4種極值狀態(tài)解釋如下：樣本開始階段，當(dāng)轉(zhuǎn)移狀態(tài)變量s1t=t/Tc2時(shí)，則相反，條件相關(guān)系數(shù)更接近于P12。隨著時(shí)間的推移，當(dāng)t/T>c1時(shí)，樣本結(jié)束時(shí)對(duì)應(yīng)的極值狀態(tài)是P21和P22，轉(zhuǎn)移狀態(tài)變量s2t驅(qū)動(dòng)條件相關(guān)系數(shù)在這兩個(gè)矩陣之間平滑移動(dòng)。這表明包含時(shí)間狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量的DSTCC-GARCH模型允許極值狀態(tài)是時(shí)變的(這在DSTCC-GARCH中是不變的)。

(二)模型估計(jì)與檢驗(yàn)

1.STCC-MGARCH和DSTCC-MGARCH模型估計(jì)方法

目前對(duì)于STCC和DSTCCC-MGARCH模型的系數(shù)主要是采用極大似然法進(jìn)行估計(jì)。參照Silvennoinen和Ter?svirta(2005，2009)等人的研究，設(shè)zt為N×1維白噪聲過(guò)程，θ表示包含所有待估系數(shù)的向量，則t時(shí)期對(duì)數(shù)似然函數(shù)為：

2.STCC-MGARCH和DSTCC-MGARCH模型的檢驗(yàn)

在對(duì)STCC和DSTCC-MGARCH模型參數(shù)估計(jì)之前，必須對(duì)條件相關(guān)矩陣進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)相關(guān)矩陣是常數(shù)還是隨時(shí)間變化。根據(jù)Silvennoinen和Ter?svirta(2005)的研究，先將式(11)一階泰勒展開，可得：

Gt=G(st;c,γ)

則通過(guò)式(10)和式(15)可將Pt線性化：

(17)

(18)

Silvennoinen和Ter?svirta(2009)通過(guò)類似的方法對(duì)DSTCC-MGARCH模型進(jìn)行檢驗(yàn),STCC-MGARCH是原假設(shè)模型，DSTCC-MGARCH為備擇假設(shè)。原假設(shè)是式(13)另一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)移速率γ2=0，當(dāng)原假設(shè)被接受時(shí)，通過(guò)式(13)一階泰勒展開和式(12)可線性化為：

(20)

LM檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量可通過(guò)下列公式獲得：

三、樣本選取與模型選擇的LM檢驗(yàn)

(一)數(shù)據(jù)選取

本文選取國(guó)內(nèi)大豆(Bean)、玉米(Corn)、小麥(Wheat)和國(guó)際原油(Oil)的期貨每日結(jié)算價(jià)格數(shù)據(jù)作為研究樣本。其中大豆和玉米價(jià)格為大連商品交易所黃大豆1號(hào)期貨和玉米期貨每日結(jié)算價(jià)，小麥價(jià)格為鄭州商品交易所普通小麥期貨每日結(jié)算價(jià)，國(guó)際石油價(jià)格為紐約商業(yè)交易所(NYMEX)原油期貨每日結(jié)算價(jià)。由于玉米期貨于2004年9月21日于大連商品交易所上市，是上市時(shí)間最晚的，為了最大限度保全數(shù)據(jù)，本文選取價(jià)格樣本區(qū)間為2004年9月21日至2013年6月28日。由于節(jié)假日不同，國(guó)內(nèi)期貨市場(chǎng)與國(guó)際期貨市場(chǎng)開市時(shí)間存在不一致，為了對(duì)齊數(shù)據(jù)的日期，我們將某一未開市交易的市場(chǎng)空缺數(shù)據(jù)用其閉市前最近交易日數(shù)據(jù)代替，最終每個(gè)價(jià)格數(shù)據(jù)包含2206個(gè)樣本值。另外，由于每種期貨產(chǎn)品都有4到5種合約，不同合約到期日時(shí)間長(zhǎng)短不同，本文選取的4種期貨產(chǎn)品價(jià)格數(shù)據(jù)均為每種產(chǎn)品不同合約每日結(jié)算價(jià)格的平均值。大豆、玉米、小麥價(jià)格數(shù)據(jù)來(lái)源于Wind中國(guó)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，原油價(jià)格數(shù)據(jù)來(lái)源于EIA官網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)證研究使用的數(shù)據(jù)均為價(jià)格收益率。*注：4種期貨價(jià)格樣本時(shí)間為：2004年9月21至2013年6月28日，大豆、玉米、小麥價(jià)格數(shù)據(jù)來(lái)自Wind數(shù)據(jù)庫(kù)，單位為人民幣/噸；原油價(jià)格數(shù)據(jù)來(lái)源于EIA官網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，單位為美元/桶。

(二)統(tǒng)計(jì)描述

圖1給出了大豆、小麥、玉米和原油4種期貨每日結(jié)算價(jià)格走勢(shì)圖。可以發(fā)現(xiàn)近10年來(lái)，4種期貨價(jià)格總體上均呈上漲趨勢(shì)，大豆價(jià)格與原油價(jià)格以及玉米與原油價(jià)格走勢(shì)非常相似(由于坐標(biāo)刻度顯示的原因，似乎玉米價(jià)格上漲緩慢，其實(shí)不然)，尤其是在2008—2009年間幾乎同時(shí)達(dá)到了階段的波峰和波谷。而小麥在糧食危機(jī)初期上漲緩慢，但總體上一直保持著升的趨勢(shì)，以至于金融危機(jī)時(shí)期也僅隨石油價(jià)格下跌而微弱地下降，但隨后便再拾升勢(shì)，且漲幅巨大，目前仍處于高位震蕩。

圖1 4種期貨價(jià)格走勢(shì)圖①

表1列出了各期貨價(jià)格收益率的描述統(tǒng)計(jì)。從表中可見，4種期貨平均收益率均為正，玉米價(jià)格收益率最高，而國(guó)際油價(jià)收益率標(biāo)準(zhǔn)差和變化范圍最大，最大高達(dá)9.76%，最小為-10.86%。小麥價(jià)格收益率均值、中位值、標(biāo)準(zhǔn)差、最大值、最小值在4種產(chǎn)品中均最小，表明小麥期貨市場(chǎng)的價(jià)格變動(dòng)幅度較小。大豆和國(guó)際油價(jià)收益率則較低，價(jià)格波幅較大。4種期貨價(jià)格收益率均存在尖峰(峰度顯著大于3)偏尾(偏度顯著不為0)現(xiàn)象，且Jarque-Bera(JB)檢驗(yàn)均拒絕了序列服從高斯正態(tài)分布的原假設(shè)。通過(guò)對(duì)4種期貨價(jià)格收益率進(jìn)行ADF和KPSS單位根檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，均不存在單位根。通過(guò)滯后1階和10階ARCH-LM條件異方差檢驗(yàn)可知，4種序列均存在條件異方差自相關(guān)現(xiàn)象，這說(shuō)明本文采用多元GARCH類模型作為實(shí)證工具是合適的。

表1 各期貨價(jià)格收益率描述統(tǒng)計(jì)

注：均值、中位值、最大值和最小值均為%，價(jià)格收益率用價(jià)格對(duì)數(shù)后取差分表示。

(三)狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量選取與模型選擇的LM檢驗(yàn)

本文選取時(shí)間(t/T)、國(guó)際石油價(jià)格(Poil)和國(guó)際油價(jià)收益率(Oil)這三個(gè)變量作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量。這樣的選擇是出于以下三方面的考慮：首先，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)周期等因素會(huì)影響糧食和石油之間價(jià)格之間的關(guān)系，因而我們選取時(shí)間趨勢(shì)t/T作為轉(zhuǎn)移變量之一，其中T表示樣本容量，t/T則作為時(shí)間累積效應(yīng)的代理變量。其次，已有的研究表明，只有石油價(jià)格上漲到一定程度，使得生物質(zhì)能源價(jià)格超過(guò)其盈虧平衡點(diǎn)時(shí)，才能刺激生物能源產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)張，進(jìn)而對(duì)糧食需求產(chǎn)生較大的沖擊。石油價(jià)格可以顯示石油價(jià)格與糧食價(jià)格之間高(低)相關(guān)的區(qū)制，若石油價(jià)格相對(duì)較高，那么人們會(huì)更傾向發(fā)展生物燃料替代化石燃料，進(jìn)而增加能源型糧食作物的需求，反之，則更傾向于消費(fèi)化石燃料。為考察相關(guān)性變動(dòng)是否對(duì)油價(jià)敏感，則選取石油價(jià)格作為轉(zhuǎn)移變量之一。最后，為了考察石油價(jià)格上漲的時(shí)期石油與糧食價(jià)格間的相關(guān)性是否會(huì)比石油價(jià)格下跌的時(shí)期的相關(guān)性更大，我們進(jìn)一步選取石油價(jià)格收益率作轉(zhuǎn)移變量之一。考慮到國(guó)際市場(chǎng)和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)開市時(shí)間不同，為研究國(guó)際油價(jià)與國(guó)內(nèi)糧價(jià)之間相關(guān)性，在選擇國(guó)際油價(jià)(POilt-1)和國(guó)際油價(jià)收益率(Oilt-1)作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量時(shí)，均滯后一期。

表2 STCC-MGARCH模型LM檢驗(yàn)表

表3 DSTCC-MGARCH模型LM檢驗(yàn)表(1)

表2和表3給出了單平滑轉(zhuǎn)移STCC-MGARCH和雙平滑轉(zhuǎn)移DSTCC-MGARCH模型LM檢驗(yàn)結(jié)果。從表2中LM統(tǒng)計(jì)量所對(duì)應(yīng)的P值可知，Bean-Oil和Corn-Oil對(duì)應(yīng)的相伴概率P值均較小，總體上在5%水平下均拒絕常相關(guān)系數(shù)的原假設(shè)，說(shuō)明大豆、玉米與石油價(jià)格之間的相關(guān)系數(shù)具有顯著的區(qū)制變化特征。不過(guò)，針對(duì)Wheat-Oil的檢驗(yàn)卻是一個(gè)例外，即無(wú)論是以時(shí)間趨勢(shì)還是以石油價(jià)格或其收益率作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量，小麥和石油的價(jià)格收益率的STCC-MGARCH模型的LM檢驗(yàn)結(jié)果均不顯著，相伴概率P值均較大，即接受常相關(guān)系數(shù)的原假設(shè)，這表明小麥與石油價(jià)格間的相關(guān)性對(duì)時(shí)間趨勢(shì)和油價(jià)變動(dòng)并不敏感，但10%顯著水平下接受原假設(shè)，小麥與石油價(jià)格間的相關(guān)系數(shù)對(duì)石油價(jià)格收益率變動(dòng)有一定反應(yīng)。進(jìn)一步，我們采用雙平滑轉(zhuǎn)移的DSTCC-GARCH模型進(jìn)行檢驗(yàn)(表3)，總體結(jié)果與表2基本相似，Bean-Oil和Corn-Oil對(duì)應(yīng)的相伴概率P值在各狀態(tài)變量下均基本上接近于0，即便是1%水平下也拒絕原假設(shè)，說(shuō)明大豆、玉米與石油價(jià)格的相關(guān)性對(duì)時(shí)間趨勢(shì)、石油價(jià)格以及石油價(jià)格收益率變動(dòng)有顯著的反應(yīng)，存在區(qū)制轉(zhuǎn)移變化特征。小麥與石油價(jià)格相關(guān)性(Wheat-Oil項(xiàng))的檢驗(yàn)，當(dāng)雙轉(zhuǎn)移變量為t/T和Poilt-1時(shí)接受原假設(shè)，但當(dāng)雙轉(zhuǎn)移變量為t/T和Oilt-1以及Poilt-1和Oilt-1時(shí)分別在10%和1%水平下拒絕原假設(shè)，這可以認(rèn)為小麥對(duì)石油價(jià)格的變動(dòng)有輕微反應(yīng)的信號(hào)。此外，對(duì)于原假設(shè)是STCC模型的檢驗(yàn)(表4)，選擇不同的變量作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量為原假設(shè)，檢驗(yàn)結(jié)果各有不同，所以穩(wěn)健起見，本文后續(xù)的研究中將同時(shí)運(yùn)用STCC-GARCH和 DSTCC-GARCH模型研究石油價(jià)格與糧價(jià)之間動(dòng)態(tài)相關(guān)性分析的工具。

表4 DSTCC-MGARCH模型LM檢驗(yàn)表(2)

四、實(shí)證結(jié)果與討論

(一)STCC-MGARCH模型的條件相關(guān)系數(shù)估計(jì)結(jié)果

首先，我們考察單平滑轉(zhuǎn)移情況下石油價(jià)格分別與國(guó)內(nèi)大豆、玉米和小麥價(jià)格之間相關(guān)性，估計(jì)結(jié)果如表5所示，在表中5%水平下不顯著的參數(shù)顯示表示為缺失值，其余則均為統(tǒng)計(jì)顯著的。

1.當(dāng)轉(zhuǎn)移變量為時(shí)間趨勢(shì)時(shí)(表5中各欄第一行t/T所對(duì)應(yīng)部分，圖2)，我們可以看到，大豆與石油價(jià)格的相關(guān)系數(shù)在2006年12月份發(fā)生了區(qū)制轉(zhuǎn)移變化，在該時(shí)間點(diǎn)前后相關(guān)系數(shù)由0.16增加為0.24；而玉米價(jià)格與石油價(jià)格的相關(guān)系數(shù)則在2008年6月發(fā)生了區(qū)制轉(zhuǎn)移，在該時(shí)點(diǎn)前后相關(guān)系數(shù)由0.06增加為0.12。以上檢驗(yàn)均表明，在5%水平下，大豆、玉米與石油價(jià)格的關(guān)聯(lián)性均發(fā)生了較明顯的變化，條件相關(guān)系數(shù)在2006—2008年國(guó)際糧食危機(jī)期間顯著增強(qiáng)，只是發(fā)生轉(zhuǎn)移的時(shí)點(diǎn)并不一致而已。最后，對(duì)小麥與石油價(jià)格之間關(guān)聯(lián)性的檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，時(shí)間趨勢(shì)變量對(duì)小麥價(jià)格和石油價(jià)格之間的相關(guān)性無(wú)顯著影響，這也驗(yàn)證了之前小麥與石油價(jià)格之間常相關(guān)系數(shù)的結(jié)果。

表5 單平滑轉(zhuǎn)移條件相關(guān)STCC-MGARCH模型的相關(guān)性估計(jì)

注：大豆Bean、玉米Corn、小麥Wheat、國(guó)際原油Oil；表中的相關(guān)系數(shù)均為對(duì)于變量與原油價(jià)格的條件相關(guān)系數(shù)，下同；括號(hào)內(nèi)數(shù)值表示Bollerslev-Wooldridge QMLE標(biāo)準(zhǔn)誤；當(dāng)st=t/T時(shí)，c表示狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)移所對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，下同。

2.當(dāng)轉(zhuǎn)移變量為石油價(jià)格時(shí)(表5中各欄第二行Poil所對(duì)應(yīng)部分，圖3)，從檢驗(yàn)結(jié)果看，大豆、玉米和小麥與石油價(jià)格之間的相關(guān)性均在國(guó)際石油價(jià)格約為78美元/桶處發(fā)生了區(qū)制轉(zhuǎn)移(分別是78.71美元/桶、78.86美元/桶和78.70美元/桶)。當(dāng)石油價(jià)格小于78美元/桶時(shí)，石油價(jià)格與大豆、玉米、小麥之間價(jià)格的條件相關(guān)系數(shù)分別約為0.2、0.06、0.04，若石油價(jià)格大于78美元/桶時(shí)，石油與大豆、玉米、小麥價(jià)格之間的條件相關(guān)系數(shù)分別約為：0.23、0.12、0.06。這一結(jié)果表明兩點(diǎn)：(1)當(dāng)油價(jià)較低時(shí)，石油價(jià)格與各個(gè)糧食品種價(jià)格之間的相關(guān)性相對(duì)較低，而當(dāng)油價(jià)較高時(shí)，石油價(jià)格與各糧食品種價(jià)格之間的相關(guān)性相對(duì)較高，即石油價(jià)格和糧食價(jià)格的相關(guān)性會(huì)隨石油價(jià)格的上漲而增強(qiáng)，而隨著石油價(jià)格的下跌而減弱。這一點(diǎn)也恰恰說(shuō)明了對(duì)于2006年以來(lái)的糧食價(jià)格危機(jī)中，石油價(jià)格上漲以及由此導(dǎo)致的生物質(zhì)能源擴(kuò)張引致的對(duì)糧食需求急劇增加的沖擊確實(shí)是引起糧食價(jià)格主要因素。因?yàn)椋凑誅oornbosch(2007)等人的研究，當(dāng)石油價(jià)格較低時(shí)，生物質(zhì)能源難以與石油相競(jìng)爭(zhēng)，但如果石油價(jià)格高于生物能源生產(chǎn)的盈虧平衡點(diǎn)(70美元/桶)，或者是在政府補(bǔ)貼使得生產(chǎn)生物能源有利可圖時(shí)，大量的糧食就會(huì)被用來(lái)生產(chǎn)生物燃料[26]；(2)三種糧食與石油價(jià)格之間條件相關(guān)系數(shù)發(fā)生區(qū)制性轉(zhuǎn)移點(diǎn)前后變動(dòng)幅度不一。大豆與石油價(jià)格的條件相關(guān)系數(shù)在變化前后絕對(duì)值均較高，但變化幅度很小；玉米與石油價(jià)格之間的條件相關(guān)系數(shù)在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)前后由0.06上升到0.12，升幅在三種糧食品種中最大，這說(shuō)明我國(guó)玉米卻與國(guó)際市場(chǎng)一樣，受石油價(jià)格上漲沖擊最大；最后，小麥與石油價(jià)格的相關(guān)性在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)前后均最小，即二者之間總體上呈現(xiàn)為弱相關(guān)性，不過(guò)，在轉(zhuǎn)移點(diǎn)前后仍然表現(xiàn)出一定程度的增加，其原因在于，2006年以來(lái)隨著玉米價(jià)格的快速飆升，短時(shí)間內(nèi)在我國(guó)個(gè)別地區(qū)形成了玉米和小麥價(jià)格的倒掛，比如，在2007年6月至2008年9月和2011年5月至2012年10月兩個(gè)階段小麥價(jià)格均低于玉米價(jià)格，小麥被作為玉米替代原料被用來(lái)生產(chǎn)乙醇汽油和動(dòng)物飼料，從而引起了對(duì)其需求增加。但由于小麥作為主糧，我國(guó)自給率較高，而且價(jià)格受到政府嚴(yán)格的管控，價(jià)格變化不大，因此總體上就表現(xiàn)出與石油價(jià)格具有較低的相關(guān)性。

圖2 狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量為時(shí)間的STCC-GARCH區(qū)制轉(zhuǎn)移圖

圖3 狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量為石油價(jià)格的STCC-GARCH區(qū)制轉(zhuǎn)移圖

3.當(dāng)轉(zhuǎn)移變量為石油價(jià)格收益率時(shí)(表5中各欄第三行Oil 所對(duì)應(yīng)部分)，3種糧食與石油價(jià)格的條件相關(guān)性發(fā)生區(qū)制轉(zhuǎn)移的石油價(jià)格收益率臨界點(diǎn)均向上接近于0，且大豆對(duì)應(yīng)的臨界點(diǎn)的石油價(jià)格收益率小于玉米對(duì)應(yīng)的臨界點(diǎn)的油價(jià)收益率，而玉米對(duì)應(yīng)的臨界點(diǎn)的收益率又小于小麥對(duì)應(yīng)臨界點(diǎn)的收益率。在臨界點(diǎn)以上，3種糧食與石油價(jià)格之間的條件相關(guān)系數(shù)都比臨界點(diǎn)以下的條件相關(guān)系數(shù)要大，其中，大豆價(jià)格與石油價(jià)格的條件相關(guān)系數(shù)在臨界點(diǎn)兩邊都相對(duì)較大，但變化幅度很小；小麥價(jià)格與油價(jià)波動(dòng)相關(guān)性系數(shù)在臨界點(diǎn)兩邊的值都很小，但變化幅度較大。玉米價(jià)格與石油價(jià)格的條件相關(guān)系數(shù)在臨界點(diǎn)兩端的變化幅度相對(duì)較大。這說(shuō)明，當(dāng)石油價(jià)格向上變化也就是油價(jià)上漲時(shí)，3種糧食價(jià)格與石油價(jià)格的相關(guān)性都會(huì)增強(qiáng)；而當(dāng)油價(jià)下跌時(shí)，相關(guān)性則會(huì)減弱，而大豆價(jià)格與石油價(jià)格的相關(guān)性對(duì)油價(jià)收益率變動(dòng)也相對(duì)不敏感。這一結(jié)論與前面的分析基本相同。

(二)DSTCC-MGARCH模型的條件相關(guān)系數(shù)估計(jì)結(jié)果

下面我們進(jìn)一步利用雙狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件相關(guān)多元GARCH模型做進(jìn)一步研究，表6給出了對(duì)DSTCC-MGARCH模型進(jìn)行估計(jì)結(jié)果，從表中可以看出：

1.當(dāng)雙狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量(S1t和S2t)分別為時(shí)間趨勢(shì)和石油價(jià)格時(shí)(表6第一欄)，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，時(shí)間趨勢(shì)變動(dòng)和石油價(jià)格水平對(duì)小麥和石油的價(jià)格條件相關(guān)系數(shù)沒(méi)有影響。而大豆與石油價(jià)格相關(guān)性對(duì)時(shí)間趨勢(shì)和石油價(jià)格變動(dòng)均有所反應(yīng)，表現(xiàn)為在2007年11月發(fā)生了區(qū)制轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，此時(shí)點(diǎn)之后大豆與石油價(jià)格相關(guān)性有所提高。同樣，在國(guó)際石油為79.1美元/桶價(jià)格點(diǎn)之后，大豆與石油價(jià)格相關(guān)系數(shù)也有所增大，不過(guò)相對(duì)于時(shí)間趨勢(shì)，石油價(jià)格與大豆價(jià)格之間的相關(guān)性對(duì)石油價(jià)格水平的變動(dòng)略顯不敏感；而作為我國(guó)生物燃料主要原料的玉米與石油價(jià)格之間的相關(guān)性，既受時(shí)間變動(dòng)也受國(guó)際石油價(jià)格水平變化的影響，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，玉米與國(guó)際石油價(jià)格間的相關(guān)系數(shù)在2009年3月這個(gè)時(shí)間點(diǎn)處發(fā)生了區(qū)制轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，在該時(shí)點(diǎn)前后，相關(guān)系數(shù)大約從0.08變?yōu)?.12。此外，在對(duì)應(yīng)國(guó)際油價(jià)為79.05美元/桶處玉米與石油價(jià)格相關(guān)系數(shù)也發(fā)生了顯著的變化，相關(guān)系數(shù)約從0.1變?yōu)?.2，增幅近一倍，這說(shuō)明相對(duì)于時(shí)間趨勢(shì)變化，玉米與石油價(jià)格的相關(guān)性受石油價(jià)格沖擊影響更大，在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)之后二者價(jià)格走勢(shì)的關(guān)聯(lián)性和趨同性明顯提高，這可能正是由于隨著油價(jià)持續(xù)高漲，引致對(duì)玉米的需求迅速增加的結(jié)果，也說(shuō)明了生物燃料產(chǎn)能的擴(kuò)張使石油與玉米價(jià)格聯(lián)動(dòng)更加緊密，糧食能源化屬性增強(qiáng)。

表6 雙平滑轉(zhuǎn)移條件相關(guān)DSTCC-MGARCH模型的估計(jì)

2.若雙狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量為時(shí)間趨勢(shì)和石油價(jià)格收益率(表6第二欄)，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，時(shí)間變量對(duì)小麥與石油價(jià)格的相關(guān)性無(wú)顯著影響，但對(duì)石油價(jià)格收益率卻有一定反應(yīng)，對(duì)應(yīng)的石油價(jià)格收益率的臨界點(diǎn)約為0.75%，相關(guān)系數(shù)則約從0變?yōu)?.08，即當(dāng)石油價(jià)格以一定幅度上漲時(shí)，相關(guān)性會(huì)稍微增強(qiáng)，而油價(jià)上漲較小或者負(fù)增長(zhǎng)時(shí)，表現(xiàn)為較弱的相關(guān)性；大豆和石油價(jià)格的相關(guān)性整體表現(xiàn)較高，但其對(duì)油價(jià)收益率的變動(dòng)和時(shí)間變動(dòng)相對(duì)都不很敏感，表現(xiàn)為2007年中期前后相關(guān)系數(shù)雖有所提高，相關(guān)系數(shù)分別從0.17增加為0.18和由0.25變?yōu)?.26，變動(dòng)幅度不大；而玉米價(jià)格與石油價(jià)格的相關(guān)性在2008年底前后發(fā)生了較明顯的變化，2008年末期以前，當(dāng)石油價(jià)格收益率大于-0.18%時(shí)，相關(guān)系數(shù)由0.04變?yōu)?.14，增幅較大，而在2008年以后，當(dāng)石油價(jià)格收益率大于-0.18%時(shí)，相關(guān)系數(shù)約從0.14變?yōu)?.19，其相關(guān)系數(shù)盡管總體很大，但變動(dòng)幅度卻不大。這是因?yàn)?008年中期國(guó)際石油價(jià)格在達(dá)到階段高點(diǎn)之后，由于受國(guó)際金融危機(jī)的影響在短期內(nèi)發(fā)生了大幅下挫，直到2009年初才再次攀升，然而經(jīng)歷了2006以來(lái)國(guó)際糧食價(jià)格危機(jī)的影響，玉米的能源屬性已經(jīng)得到了加強(qiáng)，近年來(lái)國(guó)際市場(chǎng)石油價(jià)格盡管處于一個(gè)相對(duì)的高位，但價(jià)格變化較平穩(wěn)，體現(xiàn)在玉米和石油價(jià)格之間的條件相關(guān)系數(shù)上則表現(xiàn)為相關(guān)性很高，但變動(dòng)幅度變得溫和。

3.若雙狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量為石油價(jià)格水平和石油價(jià)格收益率(表6第三欄)，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小麥與石油價(jià)格的相關(guān)性對(duì)油價(jià)變動(dòng)不敏感，但是當(dāng)油價(jià)收益率超過(guò)門檻值之后，相關(guān)性會(huì)有所增強(qiáng)，但總體來(lái)說(shuō)，相關(guān)性都表現(xiàn)得較弱。大豆、玉米與石油價(jià)格的相關(guān)性與前面的檢驗(yàn)結(jié)果基本類似，其中，大豆與石油價(jià)格的相關(guān)性絕對(duì)值很高，但對(duì)石油價(jià)格及石油價(jià)格收益率的變動(dòng)其相關(guān)系數(shù)增幅不大。玉米與石油價(jià)格的相關(guān)性對(duì)石油價(jià)格水平和價(jià)格收益率變動(dòng)均較為敏感，尤其是隨著國(guó)際石油價(jià)格上漲超過(guò)臨界值78美元/桶時(shí)尤為明顯，此外，當(dāng)石油價(jià)格超過(guò)臨界值時(shí)，石油價(jià)格與玉米價(jià)格間的相關(guān)性系數(shù)增幅對(duì)價(jià)格收益率變動(dòng)與該相關(guān)系數(shù)對(duì)石油價(jià)格變化相比較，前者比后者變化更大，這說(shuō)明石油價(jià)格與玉米價(jià)格的聯(lián)動(dòng)性隨石油價(jià)格漲幅增加更為顯著。

(三)對(duì)實(shí)證結(jié)果的討論

通過(guò)上述實(shí)證檢驗(yàn)，不論是采用單平滑轉(zhuǎn)移還是雙平滑轉(zhuǎn)移條件相關(guān)多元GARCH模型進(jìn)行檢驗(yàn)，總體而言，在三種糧食品種中，大豆、玉米價(jià)格與石油價(jià)格間的相關(guān)系數(shù)均具有顯著的區(qū)制轉(zhuǎn)移特征。在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)(時(shí)間點(diǎn)、價(jià)格點(diǎn))前后，大豆價(jià)格與石油價(jià)格間的相關(guān)系數(shù)總體均較高，區(qū)制轉(zhuǎn)移前后相關(guān)系數(shù)增幅不大，這表明在整個(gè)樣本期，大豆與石油價(jià)格走勢(shì)相關(guān)度較高，價(jià)格間變動(dòng)的趨同性很強(qiáng)；玉米價(jià)格與石油價(jià)格之間的相關(guān)系數(shù)在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)前較低，但在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)之后相關(guān)系數(shù)顯著的增加，其增幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)大豆，這表明玉米在區(qū)制點(diǎn)之前與石油價(jià)格的關(guān)聯(lián)度和價(jià)格運(yùn)動(dòng)協(xié)同性不高，但在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)之后，二者之間的價(jià)格變得更加密切，價(jià)格走勢(shì)協(xié)同性明顯提高，這同時(shí)也說(shuō)明我國(guó)玉米價(jià)格受國(guó)際石油價(jià)格上漲沖擊最大；而小麥價(jià)格與石油價(jià)格之間相關(guān)系數(shù)總體較小，而且對(duì)時(shí)間趨勢(shì)變化基本上沒(méi)有表現(xiàn)出區(qū)制轉(zhuǎn)移，表現(xiàn)為弱相關(guān)性。但對(duì)應(yīng)于約78美元/桶的石油價(jià)格、以及石油價(jià)格收益率變動(dòng)的臨界值前后，其與石油價(jià)格之間的相關(guān)性均有所增加。

對(duì)于上述檢驗(yàn)結(jié)果，本文認(rèn)為玉米之所以受到國(guó)際石油價(jià)格沖擊最大，除了受石油價(jià)格上漲引起的成本沖擊外，最重要的原因就是由于石油價(jià)格上漲引起包括生物質(zhì)能源產(chǎn)能迅速擴(kuò)張進(jìn)而引致對(duì)玉米需求的急劇增加。因?yàn)椋绹?guó)和我國(guó)在內(nèi)，生產(chǎn)乙醇汽油的主要原料就是玉米，在石油價(jià)格較低時(shí)，該燃料乙醇產(chǎn)業(yè)很難有競(jìng)爭(zhēng)力，但是一旦石油價(jià)格上漲到一定程度使得生物質(zhì)能源價(jià)格超過(guò)其盈虧平衡點(diǎn)，再加之國(guó)家補(bǔ)貼政策(車用乙醇補(bǔ)貼1880元/噸)，就會(huì)極大地刺激主要乙醇汽油廠家產(chǎn)能的擴(kuò)張，這一點(diǎn)在2006年以來(lái)的國(guó)際糧食價(jià)格危機(jī)中表現(xiàn)的淋漓盡致。比如，按照每噸乙醇汽油需要消耗3.3噸玉米的口徑來(lái)計(jì)算，2006年與2005年相比，乙醇汽油消耗的玉米量就迅速增加了2.5倍，并一躍成為世界乙醇燃料第三大生產(chǎn)國(guó)(其它為美國(guó)和巴西)，而2006年與2002年相比，乙醇汽油所消耗玉米量則增加了近20倍。燃料乙醇對(duì)玉米需求的急劇增加，勢(shì)必導(dǎo)致價(jià)格的快速上升，從而表現(xiàn)為在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)或臨界值前后，石油價(jià)格與玉米價(jià)格的相關(guān)系數(shù)發(fā)生的區(qū)制性轉(zhuǎn)變，其相關(guān)系數(shù)增幅巨大；

對(duì)大豆而言，由于大豆是生產(chǎn)生物柴油的主要原料，尤其是在歐洲，其生產(chǎn)的生物柴油的主要原料就是大豆和菜籽，因而國(guó)際大豆與國(guó)際原油之間的價(jià)格相關(guān)性本身就很高。而我國(guó)大豆主要靠進(jìn)口，尤其是2006年國(guó)際糧食危機(jī)以來(lái)，大豆進(jìn)口量連年攀升，對(duì)外依存度持續(xù)增大，僅從2013年數(shù)據(jù)來(lái)看，我國(guó)大豆進(jìn)口量就達(dá)到6340萬(wàn)噸，對(duì)外依存度超過(guò)80%，其價(jià)格基本上與國(guó)際接軌，因此大豆價(jià)格與石油價(jià)格的聯(lián)動(dòng)性與國(guó)際市場(chǎng)相類似，表現(xiàn)為在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)或臨界值前后相關(guān)系數(shù)均較高。但我國(guó)基本上不使用大豆生產(chǎn)生物燃料，因而大豆價(jià)格受石油價(jià)格上漲沖擊的影響有限，在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)前后條件相關(guān)系數(shù)變化不大；

而小麥價(jià)格與石油價(jià)格的相關(guān)系數(shù)總體上對(duì)石油價(jià)格沖擊不敏感，這說(shuō)明我國(guó)小麥價(jià)格受石油沖擊很小，但當(dāng)石油價(jià)格達(dá)到78美元/桶或石油價(jià)格收益率超過(guò)臨界值之后，相關(guān)性會(huì)有所增強(qiáng)，我們認(rèn)為這主要是由于玉米價(jià)格上漲引起短期替代效應(yīng)和比價(jià)效應(yīng)所致。2006年以來(lái)隨著玉米價(jià)格的快速飆升，在我國(guó)個(gè)別時(shí)段形成了玉米和小麥價(jià)格的倒掛，導(dǎo)致了小麥被作為玉米替代原料，從而引起供需失衡，價(jià)格上升。但由于小麥作為主糧，我國(guó)自給率較高，且價(jià)格受到政府嚴(yán)格的管控，價(jià)格僅呈現(xiàn)溫和上漲，因此總體上就表現(xiàn)出與石油價(jià)格具有較低的相關(guān)性。

五、結(jié)論與啟示

國(guó)際石油價(jià)格上漲沖擊不僅是近年來(lái)影響世界糧食市場(chǎng)價(jià)格的重要因素，同時(shí)也對(duì)我國(guó)糧食價(jià)格的穩(wěn)定帶來(lái)了一定的沖擊。我國(guó)作為糧食消費(fèi)大國(guó)，在國(guó)內(nèi)糧食供需緊平衡愈發(fā)嚴(yán)峻的情況下，糧食價(jià)格穩(wěn)定和供給安全不僅關(guān)乎到人們的吃飯問(wèn)題，更關(guān)系到社會(huì)的安定。在糧食能源化趨勢(shì)日趨顯化的今天，國(guó)際石油價(jià)格已然成為了糧食價(jià)格最重要的指示器。研究清楚石油價(jià)格對(duì)不同糧食品種價(jià)格的影響不僅可以為提前預(yù)判糧食市場(chǎng)變化提供依據(jù)，而且也是制定穩(wěn)定國(guó)內(nèi)糧食價(jià)格政策必須面對(duì)的問(wèn)題。與以往文獻(xiàn)中大多數(shù)學(xué)者使用的VAR 模型以及在此基礎(chǔ)上建立的協(xié)整檢驗(yàn)、誤差修正模型等不變參數(shù)研究方法不同，本文采用了新近提出的單平滑轉(zhuǎn)移條件相關(guān)多元GARCH模型(STCC-MGARCH模型)和雙平滑轉(zhuǎn)移條件相關(guān)多元GARCH模型(DSTCC-MGARCH模型)，以國(guó)內(nèi)大豆、玉米、小麥的日交易數(shù)據(jù)，實(shí)證考察了國(guó)際糧食價(jià)格與我國(guó)主要糧食品種價(jià)格之間的區(qū)制相關(guān)性，并依此考察國(guó)際石油價(jià)格變化對(duì)我國(guó)不同糧食品種的影響，研究發(fā)現(xiàn)：

采用單平滑轉(zhuǎn)移和雙平滑轉(zhuǎn)移條件相關(guān)多元GARCH模型的檢驗(yàn)結(jié)果均表明，在所選的三種糧食品種中，石油價(jià)格上漲對(duì)我國(guó)大豆、玉米價(jià)格都帶來(lái)了一定的沖擊，表現(xiàn)為大豆、玉米價(jià)格與石油價(jià)格間的條件相關(guān)系數(shù)在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)或臨界值處發(fā)生了明顯的增加特征，這說(shuō)明這兩個(gè)糧食品種與石油價(jià)格走勢(shì)的協(xié)同性明顯提高，與石油關(guān)系更加密切，但相比較而言，在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)(或臨界值)前后，大豆價(jià)格與石油價(jià)格間的條件相關(guān)系數(shù)總體均較高，前后之間相關(guān)系數(shù)增幅不大；玉米價(jià)格與石油價(jià)格之間的條件相關(guān)系數(shù)在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)前較低，但在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)之后發(fā)生了顯著的增加，其增幅遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)大豆，這說(shuō)明我國(guó)玉米價(jià)格受國(guó)際石油價(jià)格上漲沖擊最大，玉米的能源化特征最為明顯；而小麥價(jià)格與石油價(jià)格之間的相關(guān)系數(shù)總體很小，其與石油價(jià)格的相關(guān)性在區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)(或臨界值)前后僅有微弱的增加，受石油價(jià)格沖擊的直接影響不大。

此外，本文一個(gè)重要發(fā)現(xiàn)是以石油價(jià)格作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移變量時(shí)，其對(duì)應(yīng)區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的國(guó)際石油價(jià)格約為78美元/桶，該區(qū)制轉(zhuǎn)移點(diǎn)可以視為我國(guó)乙醇汽油生產(chǎn)的盈虧平衡點(diǎn)。只要是國(guó)際原油價(jià)格超過(guò)該價(jià)格，我國(guó)乙醇汽油的產(chǎn)能就存在擴(kuò)張的經(jīng)濟(jì)動(dòng)因，生產(chǎn)廠家就會(huì)產(chǎn)生擴(kuò)大產(chǎn)能的沖動(dòng)。國(guó)外學(xué)者Doornbosch的研究表明，美國(guó)乙醇汽油生產(chǎn)的盈虧平衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的國(guó)際原油價(jià)格為70美元/桶，而我國(guó)高于該價(jià)格也在情理之中，因?yàn)槊绹?guó)是實(shí)際最大的玉米生產(chǎn)國(guó)和出口國(guó)，玉米具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，同時(shí)加之技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因此其乙醇汽油生產(chǎn)的盈虧平衡點(diǎn)低并不難理解。把握乙醇汽油生產(chǎn)的盈虧平衡點(diǎn)十分重要，因?yàn)橹挥惺蛢r(jià)格上漲帶動(dòng)了整個(gè)能源價(jià)格的上升，使乙醇汽油等生物能源價(jià)格超過(guò)了其盈虧平衡點(diǎn)，石油價(jià)格上漲對(duì)糧食價(jià)格沖擊的間接機(jī)制，即引致需求才能發(fā)生作用，因此掌握乙醇汽油的盈虧平衡點(diǎn)事實(shí)上也就可以從一個(gè)側(cè)面把握糧食市場(chǎng)需求以及價(jià)格情況。

最后，基于本文的實(shí)證檢驗(yàn)和國(guó)家糧食安全的角度看，在本輪國(guó)際糧食價(jià)格中，我國(guó)糧食價(jià)格總體上保持了平穩(wěn)的態(tài)勢(shì)，但是玉米受到石油價(jià)格上漲沖擊最大，這一點(diǎn)應(yīng)該有所警惕。因?yàn)椋M管玉米作為食用糧的地位已經(jīng)有所下降，其更多地用于工業(yè)用途和動(dòng)物飼料，但是玉米市場(chǎng)價(jià)格的波動(dòng)會(huì)直接通過(guò)成本因素傳導(dǎo)到其它商品的價(jià)格中，包括肉、雞、蛋、魚等農(nóng)副產(chǎn)品。此外，它還可以擠占效應(yīng)或替代效應(yīng)影響其它糧食作物的產(chǎn)量和價(jià)格，如近年來(lái)在我國(guó)玉米價(jià)格持續(xù)高企的情況下，由于種植玉米收益更高，導(dǎo)致了在黃淮、東北、西南地區(qū)出現(xiàn)將豆類的種植耕地轉(zhuǎn)向種植玉米的現(xiàn)象。同樣，在工業(yè)用途中，由于在個(gè)別時(shí)段出現(xiàn)了小麥與玉米價(jià)格的倒掛，小麥被用作玉米的替代原料情況也時(shí)有發(fā)生。這事實(shí)上都直接或間接地引致了“與人爭(zhēng)糧”、“與糧爭(zhēng)地”的問(wèn)題。從目前看，我國(guó)生產(chǎn)生物質(zhì)燃料利用玉米生產(chǎn)燃料乙醇技術(shù)最成熟，也最經(jīng)濟(jì)，但著眼于國(guó)家糧食安全，利用玉米生產(chǎn)燃料乙醇的產(chǎn)能大幅擴(kuò)張已不具合理性，發(fā)展非糧食生物能源可能是必由之路。而在政策扶持導(dǎo)向上，應(yīng)由過(guò)去幾年前大力發(fā)展玉米乙醇，轉(zhuǎn)向支持發(fā)展以木薯、甘薯、甜高粱等非糧作物制乙醇，并且積極推進(jìn)纖維素制乙醇的試點(diǎn)工作。

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