國際棉花現貨價格波動及短期預測研究

閆慶華,劉維忠,秦 子

(新疆農業大學 經濟與貿易學院,新疆 烏魯木齊 830052)

國際棉花現貨價格波動及短期預測研究

閆慶華,劉維忠,秦 子

(新疆農業大學 經濟與貿易學院,新疆 烏魯木齊 830052)

隨著棉花市場化改革的不斷深入,我國棉花市場與國際棉花市場的聯系日益緊密,同時我國棉花現貨價格受國際棉花現貨價格的影響不斷加深。以2004/2005—2015/2016年國際棉花現貨價格(Cotlook FE-A)月度數據為依據,理論分析了國際棉花現貨價格的波動情況。基于ARIMA模型實證預測了短期內國際棉花現貨價格的波動趨勢,模型相對誤差在5%以下,預測值精度較高。模型預測結果顯示，短期內國際棉花現貨價格呈緩慢上漲趨勢,2017年5月將上升到12812.02元/t,比2016年12月增加了688.83元/t。基于國際棉花現貨價格的波動趨勢,提出防范國際棉花價格波動沖擊和保障中國棉花產業可持續發展的對策建議。

ARIMA模型;國際棉花價格;市場風險;短期趨勢

1 前言

當前全球棉花消費量呈現下降趨勢,但棉花因其天然纖維的良好特性仍占據全球纖維消費市場的重要地位[1]。改革開放以來,我國經濟發展迅速[2],特別是加入世界貿易組織(WTO)后,棉花市場與國際棉花市場的聯系日益緊密,棉紡織工業在這一時期得到了快速發展,成為全球最大的棉花消費國和棉花進口國[3]。2010/2011年我國實施了棉花臨時收儲政策,導致棉花庫存急劇增加,扭曲了國內棉花市場的定價機制[4],國內棉花現貨價格快速提升,國內外棉花價格差距進一步加大,在短期增加棉農收入的同時嚴重損害了棉花企業的利益,造成棉花企業“用棉難”現象的發生,迫使國內棉花企業大量采用“物美價廉”的進口棉花[5]。2014/2015年我國實施棉花目標價格改革政策,將我國棉花企業與農民推向市場,我國棉花現貨價格受國際棉花需求下降的影響大幅降低,棉花企業與植棉農戶損失慘重。如何在市場化條件下防范國際棉花現貨價格波動對我國棉花現貨價格造成嚴重沖擊,穩定我國棉花市場價格從而保障我國棉花企業與植棉農戶的利益顯得尤為重要。

2 國際棉花現貨價格波動分析

全球經濟危機爆發以來,國際棉花現貨價格波動劇烈,成為影響我國棉花現貨價格的重要因素之一。2004/2005—2006/2007年國際棉花現貨價格走勢平穩,平均價格達到10320.27元/t;2006/2007—2009/2010年國際棉花價格波動劇烈,2006/2007年以年均8%的增速快速增長到2007/2008年的10925.46元/t,增幅達到719.03元/t,但2009/2010年再次降低到9476.95元/t,降幅達到1448.52元/t;2009/2010年至今國際棉花現貨價格又快速從2009/2010年度的低谷中連續上漲到歷史高峰,達到2011/2012年的21943.79元/t,隨后世界棉花現貨價格持續走低,目前已回落到2006/2007年的水平,僅為9583.22元/t。我國棉花市場受國際棉花價格波動的影響較大,變化趨勢與國際棉花現貨價格變化基本一致,但棉花現貨價格一直處于較高水平,平均高出世界棉花現貨價格4000元/t左右,造成國內紡織企業等用棉企業的成本不斷增加[6]、國際競爭力始終不強等問題,嚴重影響了我國棉花產業的健康與可持續發展。由于美國棉花種植區域變化較小、棉花生產技術較高、棉花產量較穩定,且美國棉花除極少部分用于國內自給外大部分出口,因此美棉價格的波動較小(圖1)。

注:根據美國農業部(USDA)數據庫數據統計。

3 基于ARIMA模型的國際棉花現貨價格短期預測

國際棉花現貨價格的形成是一個復雜龐大的系統,不僅受到全球棉花產量、消費量、經濟發展景氣的影響[7],還受到世界主要產棉國與消費國的棉花種植面積、關稅政策等多種外部因素的影響。本文對國際棉花現貨價格的實證研究僅反映了國際棉花現貨價格短期內的發展趨勢,暫不涉及國際棉花現貨價格的形成機制。自回歸移動平均模型(ARIMA)作為一種用于時間序列預測且精度較高的分析模型[8],能對短期內國際棉花現貨價格的趨勢進行較準確的判斷,為我國棉花企業與植棉農戶提供可參考的價格信息。

3.1 數據來源

本研究數據來源美國農業部(USDA)數據庫公布的全球棉花價格相關數據(主要用于國際棉花價格的理論分析)和英國考特魯克(Cotlook)公司公布的全球棉花現貨價格指數(Cotlook FE-A)。

實證研究中使用的數據時間跨度為2004/2005—2015/2016年。一方面是由于我國于2002年正式加入世界貿易組織,國內市場與國外市場的聯系逐步加強,市場化進程不斷加快;另一方面是由于2004年英國考特魯克公司開始發布世界棉花現貨價格指數(Cotlook FE-A,文中指國際棉花亞洲CIF到岸價指數),因此采用2004/2005—2015/2016年的數據作為分析數據。數據間隔為月度;使用的數據均由國際標準單位轉換為中國標準單位后的數據,但由于匯率等因素導致數據與國內相關數據存在不完全一致的可能性。

3.2 模型簡介

ARIMA模型最早是由博克思(Box)與詹金斯(Jenkins)提出[9],是分析與預測時間序列問題較成熟的模型。ARIMA模型以單個變量為研究對象,重點分析研究對象的變化規律,然后進行預測。該模型共有三種形式,分別為自回歸模型(Autore-gressive Model)、移動平均模型(Moving Average Model)以及兩者的混合模型(ARMA),即自回歸移動平均模型。

AR(p)模型的表達式為:

Xt=c+a1Xt-1+a2Xt-2+…+apXt-p+εt

(1)

MA(q)模型的表達式為:

Xt=c+θ1εt-1+θ2εt-2+…+θqXt-q

(2)

ARMA(p,q)模型的表達式為:

Xt=c+a1Xt-1+a2Xt-2+…+apXt-p+εt+θ1εt-1+θ2εt-2+…+θqXt-q

(3)

ARMA模型建模主要分為以下四個步驟:一是由于ARMA要求序列必須是平穩的,因此建模之前要對時間序列的平穩性進行檢驗。若不平穩，可通過差分法逐步消除線性趨勢直至平穩。二是要對平穩后的時間序列進行ARMA模型的定階與參數估計。三是要檢驗模型的有效性。四是利用模型進行預測,得到原時間序列的未來趨勢。

3.3 國際棉花現貨價格預測模型構建

數據預處理:ARIMA模型的建立要求所分析的時間序列必須是平穩的,因此首先需要對棉花價格時間序列(Xt)進行平穩性處理。根據判斷國際棉花價格時間序列圖,采用觀察法判斷原始時間序列是非平穩的,整體具有明顯的線性趨勢。其次，運用單位根(ADF)檢驗法對原始序列進行了檢驗,結果表明(表1)序列Xt的單位根T檢驗統計量為-0.694673,在1%、5%、10%三種顯著性水平下,單位根檢驗的臨界值分別為-2.580366、-1.942952、-1.615307。顯然,上述單位根的T檢驗統計量明顯大于相應的DW臨界值,說明序列Xt存在單位根,因此可斷定序列Xt是不平穩的,需要進行差分后使序列逐步到達平穩。

表1 國際棉花現貨價格序列單位根(ADF)檢驗

對原始序列Xt進行一階差分得到序列DXt,并做該序列的1階差分圖(圖2),一階差分后的時間序列基本均勻分布在0刻度線上下兩側,因此可從序列圖中初步認為一階差分序列是平穩的。為了保證檢驗的科學有效性,再對序列DXt進行上述單位根(ADF)檢驗(表2),其中DXt序列的單位根T檢驗統計量為-8.724729,在1%、5%、10%三種顯著性水平下,DXt序列的單位根檢驗的臨界值分別為-3.473967、-2.880591、-2.577008。顯然,上述單位根的T檢驗統計量明顯小于相應的DW臨界值,說明序列DXt不存在單位根,因此可判定序列DXt是平穩序列,能滿足ARIMA模型的建模需要。

圖2 國際棉花現貨價格一階差分序列

表2 國際棉花現貨價格一階差分序列單位根(ADF)檢驗

模型識別:對Xt序列進行一階差分后得到平穩的DXt序列,因此可確定ARIMA(p,d,q)模型中d為1。模型中p與q一般通過一階差分序列圖和表來確定。根據表3,殘差自相關在滯后4期后趨于0但不都等于0,可取p(1,4),結合1階差分序列自相關圖(圖3)中殘差延遲次數為2時的殘差趨于0,因此選擇p=2;殘差偏自相關在滯后3期后趨于0但不都為0,因此q可取(1,3),結合一階差分序列偏自相關圖(圖3)中殘差延遲次數為3時的殘差趨于0,因此確定q=3。初步確定p=2、d=1、q=3為ARIMA的最優形式后對ARIMA(2,1,3)進行參數估計,結果見表4。AR(1)、AR(2)、MA(1)、MA(2)、MA(3)的參數在5%的置信區間內顯著不小于0。調整的R2達到0.939,說明序列93.9%都可通過ARIMA(2,1,3)進行說明。模型的解釋能力較良好,將各模型參數帶入式(3),最終得到ARIMA(2,1,3)模型的表達式為:

Xt=0.808+1.602Xt-1-0.650Xt-2+εt+1.355εt-1-0.401εt-2+0.0401Xt-3

(4)

表3 國際棉花現貨價格一階差分序列自(偏)相關狀況

圖3 國際棉花現貨價格一階差分序列自(偏)相關狀況

表4 模型參數估計

模型檢驗:確定國際棉花現貨價格ARIMA(2,1,3)模型后,必須對該模型進行檢驗,確定模型殘差序列的自相關與偏相關系數是否落入隨機區間后才能根據模型進行預測。因此,對模型殘差序列進行圖4的自相關圖與偏相關圖。從圖4可明顯看出，殘差自相關系數與殘差偏自相關系數均未出現拖尾或截尾的情況,系數均落在隨機區間以內,表明模型正確可靠,能對原始序列進行良好的擬合。殘差序列的自相關函數均在95%的置信區間內,因此不拒絕原假設,模型的殘差序列不存在自相關,近似于白噪聲序列,能顯著對變量進行模擬,且模型效果良好(圖5)。

圖4 模型殘差序列的自(偏)相關狀況

圖5 模型擬合

表5 國際棉花現貨價格短期預測單位(元/t)

3.4 預測

利用ARMA(2,1,3)模型對國際棉花現貨價格進行模擬與預測,模型的平均誤差為1.95%,說明模型的誤差較小,能較精確地對序列進行預測。2016年12月國際棉花現貨價格較11月份有所上升,但增幅僅有1%,達到12103.57元/t;2017年1月—5月國際棉花現貨價格呈緩慢上升的趨勢,分別達到12237.47元/t、12504.56元/t、12622.81元/t、12725.76元/t、12812.02元/t(以2016年12月1日美元兌人民幣匯率為準進行換算),表明在未來短期內國際棉花現貨價格呈現出小幅上漲的趨勢(表5)。

4 結論與討論

2004/2005年至今,國際棉花價格經歷了“大起大落”的劇烈波動，特別是全球經濟危機以來,全球經濟發展疲軟、棉花消費市場萎縮、國際棉花現貨價格大幅下降,導致我國依靠國外市場的出口型紡織企業大量減產、停產和瀕臨破產,同時棉花價格下降給植棉農戶造成了重大的損失,2013/2014年以來國際棉花現貨價格再一次呈現出持續降低的趨勢。

通過ARIMA模型對國際棉花現貨價格的預測結果來看,短期內國際棉花現貨價格呈現出緩慢回升的趨勢,2016/2017年1月國際棉花現貨價格將回升到12237.47元/t,但要上漲到2011/2012年的高位水平有較大差離。2016/2017年5月國際棉花現貨價格將上升為12812.02元/t,較2016年12月增幅達到688.83元/t。我國棉花現貨價格易受國際棉花現貨價格波動影響的主要原因集中在我國棉花國際現貨價格制定權缺失與風險應對措施單調等兩個方面,因此當前在國際棉花價格緩慢上漲、國際棉花需求逐漸回升的國際棉花市場趨勢下,保障我國棉花市場的穩定與可持續發展是十分重要的。

我們認為:①增強中國棉花的國際競爭力,積極謀求國際棉花價格定價權。我國棉花缺失國際棉花現貨價格的定價權,只能被動接受國際棉花現貨價格,究其原因是因為我國棉花競爭力不足。因此,一方面應在穩定棉花產量的前提下著重提升我國棉花品質,加大對棉花種子資源的培育與實驗,提升我國棉花的纖維長度與韌性,逐步優化我國棉花種植區域,大膽淘汰“不宜棉區”與“次宜棉區”,加大對“適宜棉區”的扶持力度;另一方面應積極更新棉花采摘與加工技術[10],減少棉花在機械采摘、加工過程中的受損程度,從而提升我國棉花的品質,在國際棉花市場競爭中取得質的優勢,扭轉國內棉花企業大力購買高品質外國棉花的趨勢,逐步建立以中國為中心的世界棉花生產—貿易格局,增強中國棉花的國際競爭力和國際棉花現貨價格的定價話語權。②合理規避棉花現貨風險,實現棉花市場“兩條腿走路”。一方面，應加強對世界棉花市場形勢的研究與判斷,正確引導植棉農戶的棉花生產行為,防范植棉農戶因國際棉花價格的短期上漲盲目擴大棉花種植面積,造成供大于求,“谷賤傷農”的現象;另一方面，由于國內企業大量使用“物美價廉”的國外棉花，導致我國用棉企業對外棉的依賴逐漸增強,增大了國內棉花市場受國際棉花價格波動沖擊的可能性。因此,在棉花企業生產活動中要合理配置國內外資源,減少對國外棉花的依賴,削弱國際棉花現貨風險的影響。此外,由于當前我國棉花市場仍然以現貨交易為主,缺乏及時預測與規避國際棉花現貨價格波動影響的手段，因此國際棉花現貨價格波動對我國棉花價格產生了較大的不利影響。根據棉花期貨貿易價格發現,套期保值等功能作為規避現貨市場風險和套期保值的工具在國外的應用已十分普遍和成熟,因此應大力建設中國棉花期貨市場,積極將中國棉花相關主體積極引入到棉花期貨市場中,豐富棉花期貨產品,將棉花保險與棉花期貨相結合,實現新型的棉花價格保障機制,從而實現現貨市場與期貨市場“兩條腿”走路,合理規避國際棉花現貨價格波動對我國棉花價格造成的不利影響。

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StudyonFluctuationofInternationalCottonSpotPriceandShortTermPrediction

YAN Qing-hua,LIU Wei-zhong,QIN Zi
(School of Economics and Business,Xinjiang Agricultural University,Urumqi 830052,China)

With the deepening of China′s market-oriented reform of cotton,the relationship between China′s cotton market and the international cotton market was becoming more and more closely.From 2004/2005 to 2015/2016 international cotton spot price (Cotlook FE-A)monthly data on the basis of theoretical analysis,this paper theoretically analyzed the fluctuations of international cotton spot price,then applied the ARIMA model to predict the fluctuation trend of international cotton spot price in the short term,the model relative error was below 5%,the predictive value of precision was high.Model prediction results showed that in the short term the international cotton spot prices showed a slow upward trend in May 2017 which wouldl rise to 12812.02yuan/t,an increase of up to 688.83yuan/t than December 2016.Based on the fluctuation trend of the international cotton spot price,this paper put forward some countermeasures and suggestions to prevent the impact of international cotton price fluctuation and ensure the sustainable development of China′s cotton industry.

ARIMA model;international cotton price;price forecasting;short-term trend

10.3969/j.issn.1005-8141.2017.05.013

F323.7

A

1005-8141(2017)05-0575-04

2017-03-27；

2017-04-15

國家社科基金青年項目(編號:16cjy023);自治區級研究生產學研聯合培養項目(編號:xjaucxy-yjs-20141020);新疆人文社科重點研究基地干旱區農村發展研究中心資助。

閆慶華(1991-),男,安徽省阜陽人,碩士研究生,研究方向為現代農業發展與政策、農產品貿易等。

劉維忠(1961-),男,新疆維吾爾自治區哈密人,教授,博士生導師,研究方向為農業經濟管理政策、財務管理等。