原油價格與人民幣匯率的協同演化分析

馮梓軒 鄭新薇 楊圓斌 洪若瑜 陳雨潔

【摘 要】人民幣國際化使我國金融體系面臨更大的挑戰，而以人民幣計價的原油期貨上市后，原油和人民幣之間的種間關系如何演化仍不明確。本文使用2012—2019年期貨、現貨、匯率等相關數據，以虛擬變量回歸進行新原油期貨上市前后對比，利用種間關系和協同演化思想探究上海原油期貨和人民幣的互動關系以及演化方向。結果表明：原油期貨與現貨市場存在“捕食”和“偏好”的互動關系，但是捕食關系會相互轉化；同時與外匯市場在未來將呈現期貨“捕食”外匯的互動關系，即掠奪外匯市場的價格，反向人民幣幣值會“捕食”期貨價格，原油現貨和外匯市場種間關系呈現多樣化。

【關鍵詞】種間關系；協同演化；上海原油期貨；人民幣

一、引言

金融衍生品和貨幣經濟是近年經濟研究的熱點話題，金融衍生品市場的發展使貨幣政策的制定、操作和傳導面臨全新的挑戰和選擇，亦是我國人民幣國際化實踐中面臨的重大問題。

基于國內外形勢都有利于大宗商品，以人民幣計價的原油期貨于2018年3月26日正式掛牌交易。從文獻中可知，原油期貨會影響匯率的風險溢出效應，并對物價形成沖擊，造成股市波動，影響油價（謝赤和吳曉，2001；石先進和趙志君，2016；王奇珍和王玉東，2018；李志斌和張維，2014）。

從宏觀數據來看，原油主連sc9999累計總手達到112，340，654手，累計交易金額51，883，092，510，000元，成為亞洲市場交易量最大的原油期貨合約，僅次于紐約和倫敦兩大老牌基準市場的交易量，躋身全球交易量前三。由此可見近兩年該期貨勢頭正盛，可猜想與該期貨相關的其他市場會遭到沖擊。本文基于此，探究原油與人民幣之間的種間關系，尤其是它們之間的協同演化。

相對于側重研究國際原油期貨和匯率、物價以及現貨之間關系的眾多文獻，本文在兩方面做出嘗試。一是在研究中納入上海原油期貨，以往文獻集中于研究匯率等對國際原油期貨變動的反應，忽視了國際原油期貨是以外幣計價，對人民幣的匯率影響不夠直接，也很難反應我國的金融實情，例如石先進和趙志君（2016）研究發現國際原油價格因素對我國的宏觀經濟具有顯著的沖擊影響。二是引入生物學“協同演化理論”和“種間關系”，將生物學“種間關系”“協同演化”應用于供應鏈企業知識、產品優化、估計隨機者行為等研究近些年層出不窮（董志強和李偉成，2019；張鵬等，2016；VivianaAmatietal.，2019；LopesRLetal.，2019等）。本文將對擴展的Lotka-Volterra模型（李建勇等，2016）進行修正，用修正后的模型衡量系統中各市場相互作用強度，判斷各市場之間的“種間關系”，繪制時序圖探究各市場協同演化的趨勢。

本文的研究，將于以下兩方面對金融穩定做出貢獻。（1）為今后通過金融衍生品有效調節人民幣匯率和物價提供了模型支持。當然也為投資者提供對現貨、期貨、匯率的預測途徑，有利于他們在套期保值、對沖風險方面取得成功；（2）為加快我國的原油期貨，以及后期可能上市的原油期權適應市場，削弱新衍生品對金融生態系統的沖擊提供了理論支持，需要我國進一步修訂期貨合約，宏觀調控期貨收益，減弱多方競爭的趨勢。

實證研究表明，新原油期貨的的加入促使了匯率和CPI的提高，未引起PPI的改變；原油期貨與現貨市場存在“捕食”和“偏好”的互動關系，但是捕食關系會相互轉化；同時與外匯市場在未來將呈現期貨“捕食”外匯的互動關系，即掠奪外匯市場的價格，反向人民幣幣值會“捕食”期貨價格，但是原油現貨和外匯市場種間關系呈現多樣化，與假說不符合。

二、理論模型與假說

本文利用生物學原理來審視整個系統。資本市場是金融系統的重要組成部分，具有生態系統的基本特征（李建勇等，2016）。種間關系是指不同物種種群之間的相互作用所形成的關系，兩個種群的相互關系可以是間接的，也可以是直接的相互影響，這種影響可能是有害的，也可能是有利的。上述的相互作用類型可以簡單地分成生物學的中性作用、正相互作用和負相互作用。

新的原油期貨上市后，投資者為購買期貨合約，勢必會儲存一定數量的人民幣，引起匯率的下降，造成外匯市場的波動。對于購置或者生產原油的行業，他們會根據預估原油價格的漲跌，來選擇購買還是拋售原油期貨合約，例如若持有現貨空頭的交易者擔心將來現貨價格上漲，于是在期貨市場上買入期貨合約，做多頭套期保值。

金融生態系統的構建和完善是一個長期的、反復選擇的過程（李建勇等，2016；徐諾金，2005；匡國建，2005）。上海原油期貨就好比是一個新的物種來到原本穩定的生態系統當中，勢必會影響生態系統的穩定性，那么該期貨也一定會影響我國的金融生態系統，尤其是其相關聯系統，這就代表會出現新的反復選擇。從常理判斷，原油現貨、股票、外匯不會被淘汰，那就需要新原油期貨和其他各市場一起共同做出改變適應金融環境。故此再引入協同演化的思想，協同演化是兩個相互作用的物種在進化過程中發展的相互適應的共同進化。一個物種由于另一物種影響而發生遺傳進化的進化類型。故構建市場間相互作用指數，假定相互作用指數為正，說明市場是正相互作用；相互作用指數為負，說明市場是負相互作用，兩者之間以競爭為主。故此本文利用協同演化的思想，來觀察上海原油期貨市場上市后與人民幣的演化方向。

基于以上的模型理論和分析，本文提出如下1個有待檢驗的假說。

假說1：上海原油期貨“捕食”或者“偏害”外匯市場，和現貨市場將形成“偏害”或者“捕食”的互動關系，且協同演化態勢會加強。同時原有市場受到沖擊，但有向之前相互作用關系演化的趨勢。

三、 研究設計

（一）樣本和數據

本文收集了自2012年1月4日至2019年12月31日人民幣兌美元匯率共1945條日度數據；2018年3月26日至2019年12月31日原油主連sc9999收盤價共433條工作日日度數據；2018年3月26日至2019年12月31日大慶原油現貨價共454條日度數據。

（二）基于擴展的Lotka-Volterra模型對原油價格與人民幣匯率的協同演化分析

在研究傳導機制過后，本文構建了“期貨—現貨—外匯”系統，對其進行協同演化分析。近些年“種間關系”和“協同演化”思想被引入探究企業關系、復合系統轉變等熱點話題（張鵬等，2016；VivianaAmatietal.，2019；LopesRLetal.，2019等）。

本文引入擴展型Lotka-Voltera非線性方程組模型（李建勇等，2016），該模型變量是各板塊的交易額，而本文采用的是各板塊的市場價格，為更好地驗證假說2，本文對t+1期變量和t期各變量做多次模型檢驗，選取AIC最小的模型如公式：

本文將利用修正后的擴展Lotka-Volterra模型衡量系統中各市場相互作用強度，從2018年4月至2019年12月以一個季度為小窗口劃分整個研究時段，判斷各市場之間的“種間關系”和協同演化的趨勢。

四、各市場之間協同演化分析

（一）參數估計

本文選取NLS（NonlinearLeastSquare）方法對上述非線性方程組進行估計，使用高斯牛頓方法進行迭代，迭代精度為10-5，共構建了6組18個模型，模型的擬合優度大部分高于0.5，實證結果表明，上海原油期貨、原油現貨和人民幣兌美元匯率之間具有多樣且隨時間變動的互動關系。

（二）各市場種間關系及演化

將各參數的正負記錄下來，根據表2探究各市場間的互動關系，見表3本文發現外匯對上海原油期貨市場持續保持促進作用，而外匯市場受到上海原油期貨的作用則從促進到中性，再到持續至今的抑制作用，從而得出上海原油期貨市場將“捕食”外匯市場，意味著有持續掠奪外匯市場價格的趨勢。我們知道外匯匯率上升，有利中國的出口，但是不利于進口，相反人民幣匯率上升就會有利于進口。就此，本文可推導得知，原油期貨將來可能受到人民幣幣值的“捕食”。

接著可以看到，除II、VI兩個季度，原油現貨對上海原油期貨市場持續保持抑制作用，而原油現貨市場受到原油期貨市場的作用則頻繁切換于促進、中性和抑制之間。兩者關系經歷了原油現貨“捕食”原油期貨、反向捕食、原油現貨“偏害”原油期貨，再到相互轉化“捕食”關系的歷程，就此發現兩者之間關系復雜且極不穩定，主要以原油現貨掠奪原油期貨市場價格為兩板塊間互動關系。

最后我們發現，在II季度，外匯和原油現貨對市場價格進行競爭；IV、VI季度，原油現貨市場和外匯市場互惠共生、相互促進；其余三個季度，原油現貨市場“捕食”外匯市場，意味著原油現貨會掠奪外匯市場的價格。說明兩者之間的種間關系也不穩定，但后期外匯市場可能會持續保持對原油現貨市場的促進作用。

同時，本文研究期間I、II和V、VI同為2018年和2019年的第三、第四季度，我們發現原油現貨和上海原油期貨、外匯在全年的第三季度保持了捕食的種間關系，意味著原油現貨在第三季度會掠奪上海原油期貨和外匯的市場價格，但是期貨和外匯從“互利共生”轉向為“期貨‘捕食外匯”；而第四季度中上海原油期貨保持了“捕食”原油現貨的種間關系，而其他的兩組市場均發生了變化，外匯從促進期貨轉向為被期貨掠奪市場價格，現貨和外匯則從競爭轉向互利共生。

五、結論與建議

本文研究表明，上海原油期貨的加入，形成了具有鮮明中國特色的“原油—人民幣”傳導路徑和與大宗商品相關市場協同演化途徑及方向。主要表現在探究原油與人民幣協同演化方向發現，實證研究結果基本驗證了假說，原油期貨與現貨市場存在“捕食”和“偏好”的互動關系，但是捕食關系會相互轉化；同時與外匯市場在未來將呈現市場之間走向期貨“捕食”外匯，即掠奪外匯市場的價格，反向人民幣幣值會“捕食”期貨價格，但是原油現貨和外匯市場種間關系呈現多樣化，與假說不符合。

本文的研究對理論做出的貢獻是：本文利用“種間關系”和“協同演化”的思想通過考察各市場相互作用和協同演化方向，這一研究勾勒了具有中國特色的大宗商品與外匯市場協同演化途徑及方向，可用于檢驗引入或自創的大宗商品相關政策在我國的可行性，同時為加快我國的原油期貨，以及后期可能上市的原油期權適應市場，削弱新衍生品對金融生態系統的不良沖擊提供了理論支持。

（湖南大學 金融與統計學院，湖南長沙 410006）

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作者簡介：馮梓軒，（1999—），男，漢，山東省濱州市，湖南大學本科在讀，研究方向：經濟統計學；鄭新薇，（2000—），女，漢，廣東汕頭，湖南大學本科在讀；楊圓斌，（2000—），男，漢，浙江省寧波市，湖南大學本科在讀；洪若瑜，（2000—），女，漢，浙江省溫州市，湖南大學本科在讀；陳雨潔，（2001—），女，漢，湖南省婁底市，湖南大學本科在讀。