基于ARCH類模型的我國油料價格波動特征研究

周曉梅 祁華清

摘要：運用ARCH類模型對我國三大主要油料大豆、花生和油菜籽價格波動的集簇性、風險報酬特征以及非對稱性進行實證檢驗。結果表明，大豆、花生和油菜籽的價格波動具有顯著的集簇性;大豆、花生和油菜籽市場沒有高風險高回報的特征;大豆、花生和油菜籽的價格波動具有非對稱性，且花生和油菜籽的價格波動具有杠桿效應。

關鍵詞：油料 價格波動 ARCH類模型

一、引言

食用植物油是我國居民日常生活中重要的必需品，具有比較強的消費剛性。2017年我國食用植物油消費量約為3187萬t，近5年年均消費增速達2.1%。[1]隨著人口的增長和生活水平的提高，我國油料消費總量還會繼續增加。除了供人食用外，油渣還是生豬、家禽養殖行業的主要飼料來源并且被廣泛用作工業生產原料，這些行業對油料的轉換性消費也在持續增長。一方面是油料日益增長的消費需求，而另一方面國內油料的供給卻長期面臨著巨大的缺口，在很大程度上依賴于進口，2016年我國油料自給率僅為30.8%，目前油料已成為我國對國際市場依存度最大的大宗農產品。故而國內外市場之間的相互影響越來越大，國際油料價格在某一時期上漲或下跌，都會使得國內油料價格在未來存在極大的不確定性。由于油料價格關乎國計民生，其價格波動，即便是暫時性的波動都會在一定程度上影響油料的生產經營和居民的日常消費，尤其是在油料產需缺口仍將保持高位的背景下，一旦發生頻繁、劇烈的波動，甚至會引發我國的糧食安全問題，影響社會穩定。

為防止油料價格劇烈波動，促進油料產業健康平穩發展，我國政府圍繞油料的生產、科技支撐、市場調控等積極出臺相關支持性政策，先后采取國家儲備油拍賣、降低進口大豆關稅、對部分大型產油企業進行補貼和實行臨時價格管制等一系列措施平抑價格波動。但由于農產品價格波動體系本身非常復雜且微妙，供求因素變動是價格長期變化的主要原因，與此同時，價格的波動還會受到短期隨機性因素如突發經濟事件、金融危機、政策變革等的影響，[2]使得政府宏觀調控難度加大，有些政策未能達到預期效果。故十分有必要對我國油料價格波動現象展開研究，為制定油料價格調控政策提供可借鑒與參考的理論解釋，以實現降低油料市場價格波動風險，保障油料的正常供給，維護廣大生產經營者和消費者的利益。

鑒于此，已有眾多學者對油料價格波動問題展開了研究，主要集中在兩方面：一是油料價格波動影響因素，王永剛（2006）[3]李敏（2012）[4]王教松（2012）[5]均認為大豆國內價格的變動受到國際價格的變動影響。龐貞燕（2013）[6]的研究表明期貨能夠較小幅度地減小豆油現貨市場的波動性，而棕櫚油期貨對其現貨價格的影響不顯著。任重（2016）[7]研究發現上期花生價格、上期花生產量、種植成本、大豆價格、居民收入對花生價格具有顯著性影響;二是油料價格波動特征和規律，莊巖（2012）[8]對主要農產品價格波動進行定量分析，其中發現大豆的價格波動不具備顯著的非對稱性且其市場不具有高風險高收益的特征。李婷（2014）[9]利用季節調整法、H-P 濾波等方法對木本食用油料油茶、核桃的季度收購價格進行波動性分析，結果表明這兩種木本食用油料的收購價格均呈現出上升的長期趨勢，具有明顯的季節性波動，且易受到外部因素的沖擊。柳蘇蕓等（2016）[10]研究發現國內外大豆期貨市場與現貨市場的價格波動具有非對稱性，現貨和期貨價格波動的衰減速度隨波動幅度的增加逐漸放緩。王吉恒（2016）[11]對大豆和菜籽期貨價格的波動進行了實證分析，結果表明大豆、菜籽期貨的價格波動具有顯著的集聚性以及大豆和菜籽期貨市場不具有高風險高回報的特征。趙一夫（2017）[12]研究認為中美大豆現貨價格波動均呈現非線性特征，具有明顯的區制轉換效應且價格波動的區制狀態具有較強的持續性。

在研究方法上，ARCH類模型能較為準確地模擬和反映出時間序列的波動軌跡和趨勢，使人們能夠對未來的波動走勢做出預測，主動掌握波動的潛在風險。它最初是研究金融市場波動的分析方法，之后在農產品價格領域中得到廣泛應用。羅萬純（2010）[13]利用ARCH類模型對糧食價格的波動進行了分析，結果表明秈稻、粳稻、大豆價格沒有顯著的異方差效應。康海琪（2016）[14]運用GARCH類模型證明中國生鮮乳價格波動具有集簇性、無高風險、高收益特征、負向信息對價格波動的沖擊更大。郭剛奇（2017）[15]運用ARCH類模型研究發現豬肉市場“風險報酬”特征明顯。陳子豪等（2017）[16]采用EGARCH和TARCH模型分析易腐農產品油桃的價格波動，證實其存在顯著的集簇性和非對稱性。

總的來說，現有研究還有進一步拓展的空間：一是對油料價格波動特征的研究多是集中在大豆上，涉及到其他油料的文獻較少，不便于理解和把握油料市場波動的全貌;二是少數對多種油料價格波動的研究是基于油料的期貨價格，而油料現貨價格波動究竟呈現何種特征目前尚無研究。為豐富和深化現有研究，本文借鑒已有文獻的研究方法，嘗試使用ARCH類模型，對我國三大主要油料——大豆、花生和油菜籽的價格波動進行計量分析，探究油料的價格波動是否具有集簇性、高風險高回報特征以及非對稱性。

二、研究方法

（一）ARCH模型

（二）數據描述性統計

從表1可以看出，大豆、花生和油菜籽的價格收益率偏度均不為0，峰度均高于正態分布的峰度3，分布相對于正態分布是凸起的，說明三種油料的價格收益率均具有典型的尖峰厚尾特征。并且三種序列均為右偏，表明油料價格指數存在急漲慢跌的現象。JB正態性檢驗結果顯示，大豆、花生和油菜籽的價格收益率序列均在1%顯著性水平上拒絕符合正態分布的原假設。

進行計量經濟分析要求時間序列具有平穩性。因此，首先應對大豆、花生和油菜籽價格收益率序列進行ADF單位根檢驗。表2的檢驗結果顯示，在1%，5%和10%的顯著性水平下，ST、PT和RT序列均通過了顯著性檢驗，說明三種油料的價格收益率序列是平穩的。

此外，從大豆、花生和油菜籽的價格收益率變化（圖1、圖2和圖3）可以看到一個大的波動后常常會伴隨著另一個大的波動，小的波動后常常伴隨著另一個小的波動，因此可初步推測三種油料的價格波動均存在集簇現象，即大豆、花生和油菜籽價格收益率序列可能具有ARCH效應。為判斷ARCH效應是否切實存在，需對收益率序列建立均值方程并對其殘差進行ARCH-LM檢驗。

（三）自相關檢驗

由圖4、圖5可知，ST、PT序列存在自相關，故需要在均值方程中建立ARMA模型消除自相關。根據自相關圖-偏自相關分析圖可知ST、PT序列的自相關函數和偏相關函數都表現為拖尾，故初步判斷可對序列ST、PT建立ARMA（p，q）模型。通過Eviews7.2多次估試驗比較后得出：對ST序列而言，ARMA（1，3）擬合效果最好。對PT序列而言，ARMA（1，1）擬合最好。

序列RT的自相關系數和偏相關系數顯著趨于0，說明不存在自相關，只需建立隨機游走模型。

（四）ARCH效應檢驗

分別對大豆、花生和油菜籽價格收益率的殘差序列進行 ARCH-LM 檢驗來判斷擬合后的均值方程的殘差項是否存在條件異方差，結果如表3所示。由此可得，P值在1%的置信區間下拒絕原假設，說明大豆、花生和油菜籽價格收益率的殘差序列均存在ARCH效應。ARCH-LM檢驗結果證實了大豆、花生和油菜籽價格波動具有顯著的集簇性的，油料價格的波動往往成群出現。

另外，在對ST、PT和RT進行ARCH-LM檢驗過程中，當滯后階數選擇2-12期時，ST、PT和RT檢驗結果仍能保持在1%的水平下顯著，說明ST、PT和RT殘差序列都存在高階ARCH 效應。

（五）ARCH類模型的建立

1. GARCH模型的結果分析

由上文可知，ST、PT和RT殘差序列都存在高階ARCH 效應，這是應該考慮采用GARCH （p，q）模型進行擬合。通常情況下，GARCH（1，1）模型就能夠很好地描述大量的時間序列數據。同時根據AIC和SC準則，選擇適合其的分布假設，估計結果如表4所示。

由GARCH模型含義可知，ARCH項系數代表外部沖擊，GARCH項系數代表上一期的預測方差。由GARCH（1，1）模型的估計結果可知，ST的ARCH項系數為0.793956，GARCH項系數為0.487404，ARCH項系數與GARCH項系數在1%水平下高度顯著，說明大豆收益率會同時受到外部沖擊和上一期預期方差的影響。這就意味著大豆的價格波動除了受到外部沖擊的影響以外，大豆過去的波動也會影響其本期價格的波動，即如果上期價格波動出乎意料地大，那么大豆市場主體將會增加對下期方差的預期。ST的ARCH項系數與GARCH系數之和大于1，表明大豆價格波動的影響較大且沖擊的影響將逐漸擴散;PT的ARCH項系數在5%水平下顯著，說明花生價格波動會受到外部沖擊的影響。PT的ARCH項系數為0.88961，GARCH系數為0.031077，二者之和小于1，說明花生價格波動持續時間不長，沖擊會逐步消失;RT的ARCH項系數為0.752935，GARCH項系數為0.194804，且均在1%水平下顯著，說明油菜籽價格波動會受到外部沖擊和上一期預測方差的影響。RT的ARCH項系數與GARCH項系數之和為0.947739，雖小于1但接近于1，說明外部沖擊和過去自身波動對油菜籽未來價格的影響會持續較長一段時間，消失速度緩慢。另外，由ST、PT和RT的ARCH項系數都大于GARCH項系數可知，油料價格波動主要還是受到外部沖擊的作用。

2. GARCH-M模型的結果分析

如前所述，值可反映波動風險對預期收益率的影響程度。從表5的GARCH-M模型估計結果來看，ST的值為負，說明大豆市場不具有高風險高回報的特征。PT和RT的值在10%的水平下均不顯著，表明花生和油菜籽價格波動風險對收益率的影響不明顯，花生和油菜籽市場不存在高風險高回報的特征。

3. TARCH模型的結果分析

由表6可以看出，ST的TARCH系數小于0，說明信息對大豆價格波動的沖擊是非對稱的，即利好消息和利空消息在大豆市場中的影響程度是有差異的，但由于TARCH系數并不顯著，故這種差異是非常輕微的，利好消息引發的價格波動略大于利空消息引發的價格波動;PT和RT的TARCH項系數分別為1.715716和0.572685，TARCH項系數均顯著為正，說明花生和油菜籽的價格波動具有杠桿效應，即利空消息引發的市場波動能比等量的利好消息引發更大的波動。

四、研究結論與對策建議

（一）研究結論

本文通過對我國三種主要油料（大豆、花生和油菜籽）的價格波動特征進行ARCH類分析，得出以下結論：

1. 我國油料價格波動具有集簇性，波動易成群出現

油料的價格波動主要受到外部沖擊的影響，同時上期的價格波動信息也會傳導至本期、引起價格波動。不同油料品種波動持續性有所不同。大豆價格波動影響會逐漸擴散，持續時間較長。花生和油菜籽價格波動的影響則會逐步消失，油菜籽較花生的波動持續時間要更長一些。三種油料中應當尤為警惕大豆的價格波動風險。

2. 大豆、花生和油菜籽市場均沒有高風險高回報的特征

高風險高回報是現代市場投資的典型特征，而在大豆、花生和油菜籽市場中，價格波動風險對預期收益不存在顯著正影響。這說明一方面油料市場參與主體農民群體不同于資本投資者，他們更加保守，多為風險厭惡者，不會單純為了追求高收益而承擔高風險。[17]

3. 油料價格波動具有非對稱性

即油料價格的波動對于不同的政策干預和信息沖擊具有不同程度的反應。具體來說，大豆市場上利好消息的沖擊程度略大于利空消息，而花生和油菜籽市場上利空消息的沖擊程度要大于利好消息，即花生和油菜籽市場存在杠桿效應。對此可能的解釋是大豆主要依賴于進口，利好信息或利空消息都能直接引發外部資本的介入和投機經營的增加或減少，故利好消息和利空消息對大豆價格波動的影響只存在輕微差異。而對花生和油菜籽而言，市場上利好消息的刺激作用可能仍然需要其他市場干預的配合才能發揮出來，而利空消息可以直接通過市場傳播進而影響市場主體對未來價格的預期。

（二）對策建議

1. 完善油料價格波動預警體系

油料價格波動的集簇性特征說明大的波動不會很快趨于平穩，波動在一定程度上易成群出現。為防止油料價格大起大落給相關生產經營造成嚴重破壞，當前必須加快完善我國的油料價格波動預警體系。當油料價格變化超過警戒線或者市場出現了引起大波動的因素時，發出相應警示信號，這樣有關部門就可以及時采取相應的干預措施減緩價格的波動，降低以后各期大幅度波動成群出現的可能性，維護油料市場穩定運行。

2. 利用金融手段降低油料價格波動風險

目前我國的農產品期貨市場已經相對成熟，市場交易活躍，具有較強的價格發現功能。農產品期貨為農戶或相關經營者轉嫁價格波動風險提供了有效的對沖工具。因此可以在油料種植大戶、農業合作社組織、農產品加工生產和貿易商中積極開展期貨教育工作，鼓勵更多的油料現貨市場主體參與期貨市場進行套期保值，以規避油料價格異常波動帶來的風險。另外在當前國家全面深化農業供給側改革以及金融衍生品市場正處于加速發展的背景下，還可以積極探索其他各類避險交易工具，如擴大試點“期貨+保險”模式、推出油料期權等，以降低價格波動帶來的油料生產經營風險，進一步推動油料產業健康可持續發展。

3.強化油料信息披露和管理機制，科學引導油料的生產經營

信息在服務農業生產、提升農業市場化水平中發揮著重要作用，可以說信息是無形之手發揮決定性作用的基礎。建立完善的油料信息披露機制，可以增強油料市場主體的交易理性、滿足其生產經營決策所需，有助于緩解由于信息不對稱所帶來的市場失靈效應。而目前主要問題是缺乏一個統一權威的油料信息發布平臺，各種渠道、各個平臺、不同口徑的信息容易讓油料產業鏈各主體無所適從。因此，需要加快建立公信力強、可信度高的油料信息發布平臺。官方發布的信息能夠增強市場的透明度，防止價格大起大落對農業生產能力的破壞，穩定市場消費預期，增強中國油料市場抵御外界因素所帶來的風險的能力。另外，由于信息對油料價格波動的影響具有非對稱性、利空消息帶來的波動更大，為穩定油料市場，要加強對引起油料價格下跌的信息的管理。

參考文獻：

[1]張雯麗.“十三五”以來中國油料及食用植物油供需形勢分析與展望[J].農業展望，2018，14（11）：4-8+19.

[2]譚瑩，胡洪濤，李大勝.經濟政策不確定性對農產品產業鏈的價格沖擊研究——基于供需雙方“議價能力”視角[J].農業技術經濟，2018（07）：80-92.

[3]李敏，李谷成，馮中朝.基于VAR模型的國內外大豆價格整合研究[J].世界農業，2012（04）：42-47.

[4]王孝松，謝申祥.國際農產品價格如何影響了中國農產品價格

[5]王永剛，張正河，盧向虎.我國油料及植物油貿易發展與價格整合分析

[6]龐貞燕，劉磊.期貨市場能夠穩定農產品價格波動嗎——基于離散小波變換和GARCH模型的實證研究

[7]任重，薛興利.花生價格波動影響因素的實證分析——以山東省為例

[8]莊巖.中國農產品價格波動特征的實證研究——基于廣義誤差分布的ARCH類模型

[9]李婷，郭亞軍，姚順波.中國木本食用油料價格波動規律分析——以油茶、核桃為例

[10] 柳蘇蕓，韓一軍，包利民.價格支持政策改革背景下國內外大豆市場動態關聯分析——基于貝葉斯DCC-GARCH模型

[11]王吉恒，張賀泉.中國油料作物期貨價格波動分析——基于ARCH類模型分析

[12]趙一夫，王宏磊.基于MSVAR的中美大豆現貨價格非線性空間傳導特征研究

[13]羅萬純，劉銳.中國糧食價格波動分析：基于ARCH類模型

[14]康海琪，韓嘯，劉芳，何忠偉.中國奶價波動分析：基于GARCH類模型

[15] 郭剛奇.基于ARCH模型的豬肉價格波動短期特征分析

[16]陳子豪，胡浩.易腐農產品的價格波動分析——以油桃為例

[17]李劍，宋長鳴，項朝陽.中國糧食價格波動特征研究——基于X-12-ARIMA模型和ARCH類模型[J].統計與信息論壇，2013，28（06）：16-21.