原油期貨對農產品期貨價格的非對稱效應研究

王寧博 馬有財

本文以國際原油期貨和大豆、玉米、小麥和棉花四種農產品期貨價格為研究對象，樣本涵蓋了過去近二十年的數據。首先對數據進行小波降噪處理，其次使用分位數回歸探究原油期貨對這四種農產品期貨價格的非對稱影響。研究結果表明，原油價格對這四種農產品期貨的影響在不同分位數下都呈現出先下降后上升的情況。由此可知在極端情況下或外部環境劇烈動蕩使得農產品期貨價格大幅變動時，農產品期貨價格更易受到原油價格的沖擊。

一 、引言

近年來，中國參與全球貿易的范圍迅速擴大，伴隨著中國地緣影響力提升，全球地緣政治風險和經濟政策不確定性不斷增加，極大程度上增加了國際原油和中國農產品價格波動。由于國內和國際市場之間的密切聯系，農產品市場逐漸形成競爭環境。原油是農業生產的主要能源，其價格變化將不可避免地導致國際市場上農產品的變化。作為世界上最大的原油和農產品進口國，弄清楚原油期貨市場與中國農產品期貨市場之間的影響特征至關重要。理論上，國際原油價格可以通過三種主要方式影響中國農產品價格：一是國際原油的上漲會導致國際農產品價格朝著同一方向變化，由于進口成本上升，這種轉變推高了國內價格水平；二是作為原油凈進口國，當國際原油價格上漲時，中國的油價將上漲。油價上漲給生產、加工和運輸帶來額外成本；三是我國多年來一直鼓勵發展綠色經濟，由農業原料生產的生物燃料正逐漸取代石油。一旦原油價格大幅上漲，中國將減少對石油的需求，轉而使用生物燃料。因此，了解原油價格變化對農產品市場的影響至關重要。

許多實證研究表明，國際原油價格對農產品價格有重大影響。Katrakilidis等（2018）研究結果表明，原油與農產品價格長期和短期都存在強烈的依賴性，但生物燃料不能替代原油，并保護經濟體免受原油波動的影響。Gokmenoglu等（2021）研究表明，油價上漲可能會相應推高農產品價格。Zafeiriou等（2018）；Eissa和 Refai（2019）研究結果表明，從長遠來看，農產品和原油是協同運動的。Taghizadeh等（2019）研究結果表明能源價格和食品價格對油價沖擊有積極響應。另一方面，一些學者持相反的觀點，認為國際原油和農產品之間的價格沒有相關性。Reboredo（2012）研究表明原油和農產品價格之間沒有發現極端的市場依賴性，表明原油對農產品的影響是中性的。Qiu等（2012）實證結果支持了這樣一種假設，即需求和供應的基本面市場力量是食品價格波動的主要驅動因素，而石油、汽油和乙醇市場的沖擊從長遠來看并沒有波及糧食價格。

在期貨市場上，劉慶富和王海民（2006）研究發現期現貨市場均扮演著重要的價格發現角色，且期貨市場在價格發現中處于主導地位。彭新宇、樊海利（2019）研究發現國際原油價格與中國大宗農產品價格之間存在長期的協整關系，且對不同大宗農產品價格波動的貢獻率不同。郭玉晶等（2015）發現國際原油期貨市場與大豆、玉米期貨市場之間波動存在雙向溢出效應，而與小麥期貨市場僅存在單向溢出效應，與棉花期貨市場之間不存在顯著的波動溢出效應。Liu等（2019）研究發現在不同的農產品期貨價格下，與原油期貨價格的相關性程度不同。Luo和Ji（2018）分析美國原油期貨與中國農產品期貨之間的連通性特征，結果驗證了杠桿波動率跨市場傳遞的存在。

本文主要運用分位數方法來探究在不同分位數下，也即投資者對農產品期貨價格不同預期情況下，國際原油市場對中國農產品市場的非對稱性影響。這將有利于對相關部門制定有助于控制風險和穩定農產品市場的相關政策起到支持作用。

二、數據與研究方法

（一）數據來源

目前，國際上通用的國際原油期貨合約主要為紐約商品交易所 （NYMEX） 的WTI原油期貨合約以及洲際交易所 （ICE） 的Brent原油期貨合約。本文選取紐約商品交易所 （NYMEX） 的WTI原油期貨合約作為國際原油期貨合約代表。中國農產品期貨合約則選擇具有代表性的大豆、小麥、玉米和棉花期貨作為代表，以各期貨合約上市日期至2022年9月20日作為樣本進行分析。為減輕數據波動而不改變兩種價格之間可能存在的關系， 考慮到原油期貨價格是由美元結算，按照歷史日度美元對人民幣匯率把原油期貨價格轉換為人民幣價格。其次所有期貨收盤價格都是日度數據，對其進行小波消噪處理。最后，對所有期貨數據取對數處理并且所有期貨合約的日收益率由對數收益率計算得出：

（1）

其中i=WTI、BRT、DD、XM、YM和MH， 各期貨日度收益率記為RWTI、RBRT、RDD、RXM、RYM和RMH，其中期貨合約價格和匯率數據均自于Wind數據庫， 數據運用Stata17以及Matlab2022軟件進行處理。

（二）小波降噪

金融序列中低頻信號中一般具有有效信息，高頻信號通常含有噪聲。因此可以應用小波變換提取出金融序列中的低頻信號，也即有效信息。我們基于張燕和楊洋（2012）的小波降噪方法，小波變換重構公式為：

其中，為尺度系數；為小波系數；和分別為對應于尺度函數φ（x）和小波函數ψ（x）的低通和高通濾波器。

為了建立合理的模型，我們對原油期貨數據和大豆、小麥、棉花和玉米期貨數據進行四層分解，分解結果如圖1所示，分解后的序列數據與分解前的序列數據保持相同的波動趨勢。

（三）分位數方法

分位數回歸在計量經濟學中已經獲得了廣泛的應用，根據不同的分位點得到對應的回歸方程，可以直觀地描述自變量對因變量分布的變化（Wei等，2006）。式（3）表示在第分位點下得到的回歸方程，即分位數回歸模型的基本定義為：

式中：Yi為農產品期貨；X為原油期貨，為分位數回歸模型第i個參數值；為模型的誤差項。

三、實證結果與分析

本文根據以上收集到的價格序列，借助matlab軟件對國際原油、大豆、玉米、棉花和小麥期貨價格進行小波降噪，如圖1所示。從圖中我們可以看出降噪后的國際原油、大豆、玉米、棉花和小麥期貨價格序列基本符合降噪前的波動趨勢。在過去的二十年里，對于原油期貨來說，其價格劇烈波動，從最低點93元/噸反復波動到了995元/噸，漲幅達到1070%，大豆由2437元/噸波動到5880元/噸，漲幅達到238%，小麥由1426元/噸波動到3645元/噸，漲幅達到256%，玉米由1127元/噸波動到3044元/噸，漲幅達到271%，而棉花由9990元/噸波動到34245元/噸，漲幅達到343%，可以看出無論是原油價格還是中國農產品期貨，其價格呈現出波動向上趨勢。同時我們觀察其價格走勢圖，2008年原油期貨遭遇大跌，大豆價格也有相同趨勢，而小麥、玉米和棉花也有不同程度的下跌，但不明顯。在 2014 年國際原油價格有一個大幅的下跌過程，我們在農產品期貨價格圖中可以看到大豆、棉花和玉米價格在 2014 年和 2015 年也均有一個大幅的下跌過程，而小麥期貨價格在 2014 年雖然有下跌，但下跌過程不明顯。同時在2020年是原油價格再次下跌，但大豆、小麥、玉米和棉花從價格時序圖上價格波動并不明顯。因此還需進一步探究原油期貨價格和這四種農產品期貨價格的相關特點。

表1是對原油和中國農產品期貨的描述性統計，在樣本期間，國際原油價格和大豆、玉米、小麥和棉花期貨收益率的均值都為負。從標準差上來看，玉米和國際原油收益率的標準差是最大的，其次是大豆、棉花和小麥期貨，這表明相比農產品價格波動，國際原油價格的波動更能引起人們的關注。在表1中ADF檢驗都顯著，因此期貨數據的收益率都為平穩時間序列數據。

進一步觀察表2，原油期貨與農產品期貨之間的相關性分析，可以發現原油期貨與玉米之間的相關系數顯著性較弱，而與其他期貨數據都十分顯著。除此之外，各農產品期貨相關系數也十分顯著，可以說明農產品期貨之間也存在顯著的相關性，價格變動呈現出相同的波動向上趨勢。

表3是WTI原油對中國農產品期貨的回歸結果，從均值回歸中可以發現原油對除玉米之外的其他三種農產品期貨都有顯著影響，其中對大豆和棉花的影響最為顯著。從分位數回歸中可以看出，對于農產品期貨來說，在低分位數和高分位數下，原油其影響要顯著大于中分位數，四種農產品的分位數系數都呈現出先下降后上升的情況。可以說明投資者預期農產品期貨價格未來收益出現波動時，農產品期貨更容易遭受原油價格變動等外部因素的影響。其中，大豆和棉花受到原油價格波動的影響最大，對小麥影響較少，而玉米只有在極端情況下產生影響。可能的原因是小麥和玉米作為糧食期貨，而中國一直奉行平穩糧價的政策，一方面不會使得糧食價格波動過大，其次在受到外部因素沖擊時，政府將會對期貨市場政策干預。而大豆和棉花作為經濟作物，其價格波動更易受到外部因素影響，并且其價格走勢會服從市場因素進行波動。玉米作為制作生物乙醇燃料的原材料，而原油價格波動對其影響要明顯弱于其他農產品，從側面說明，原油作為世界能源的地位仍是不可替代的。

四、穩健性檢驗

為進一步驗證結果的穩健性，本文采用Brent原油期貨對中國農產品期貨的影響分析。通過對比分析各項數據，發現穩健性檢驗結果與實證結果是一致。即四種農產品的分位數系數都呈現出先下降后上升的情況，并且在高分位數與低分位數時的系數值要明顯大于中分位數。對于糧食期貨的小麥和玉米的影響較少，而對于作為經濟作物的大豆和棉花影響較大。

五、結論與建議

（一）研究結論

本文以原油期貨和大豆、玉米、小麥和棉花四種中國農產品期貨價格數據為基礎，實證研究國際油價對中國農產品期貨價格的非對稱效應。研究結果表明，原油對中國農產品期貨具有顯著的影響，其中作為經濟作物的大豆和棉花受到的影響最大，而作為糧食期貨的小麥和玉米受到的沖擊較小。同時，在不同分位數下，原油帶來的影響也不相同，在低分為數和高分位數下的影響要大于中分位數。由此可知在極端情況下或外部環境劇烈動蕩使得期貨價格大幅變動時，農產品期貨價格更易受到原油價格的沖擊，進而引發期貨市場發生系統性風險的可能。

（二）政策建議

通過本文的研究，結合國際原油價格波動對農產品期貨價格的非對稱影響以及我國農產品期貨市場的狀況，提出以下一些建議： 一是國際油價變動會對農產品期貨價格產生非對稱沖擊，特別是在極端情況下。因此國家、企業和投資者應該重視我國農產品期貨價格的波動，防范國際原油價格大幅變動連帶的系統性風險。二是農產品期貨價格能夠讓政府和農民形成對農產品現貨價格的理性預期，而期貨市場可以實現對農業的資源配置作用。我國應大力支持國有糧食企業、國有農場、產業化的農業龍頭企業積極參與期貨市場的交易，從而推進我國農產品期貨市場更好地實現其對農業資源配置的功能。三是 建立并實施與國際原油期貨價格波動掛鉤的農產品補貼制度，保護農民種植積極性，增加農業投資，通過技術創新提高生產力，確保中國農業健康發展。同時大力開發新能源，減少農業生產和運輸過程中對原油的過度依賴，以減少原油價格過度波動對農業期貨市場的可能影響。

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作者單位：河南工業大學經濟貿易學院糧食經濟研究中心，研究生在讀。