1中国粮食价格波动特征研究_基于ARCH类模型_朱智敏

64中国粮食价格波动特征研究基于ACH类模型朱智敏摘 要 : 粮食作为关乎国计民生的重要商品 ， 其价格波动对一国的经济安全和人民日常生活有重要影响 。本文针对我国2002 年 1 月至 2013 年 12 月粮食市场价格月度数据 ， 运用 ACH 类模型对不同粮食品种价格收益率波动规律进行分析 ， 研究发现大豆市场价格收益率存在明显的波动集簇性和非对称性特征 ， 玉米市场价格收益率存在高风险高回报的特征 。关键词 : 粮食价格 价格波动 ACH 类模型一 、引言我国粮食产量从 2004 年开始实现了十一连增 ，粮食价格连年波动 。从 2002 年至 2013 年 ， 粳稻 、粳米 、籼稻 、籼米 、小麦市场价格波动呈现相同趋势 ，从 2002 年 1 月开始到 2003 年 9 月呈现逐月持稳或少量下跌趋势 ， 2003 年 10 月开始价格逐年上涨 。大豆和玉米从 2002 年 1 月开始基本呈现上涨趋势 ， 其中大豆市场价格波动更为明显 ， 从 2004 年 6 月到 2006年 12 月价格呈现明显下跌 ， 2007 年 1 月到 2008 年 4月间明显上涨 。近年来 ， 我国的农业比较优势逐渐减弱 ， 2014 年粮食等农产品赤字总额超过 500 亿美元 ， 其中 ， 稻谷 、小麦 、玉米都是净进口 。随着我国粮食市场流通领域逐渐放开 ， 粮食价格的波动除了受到国内粮食产量 、粮食市场供求状况 、国内宏观经济运行状况等影响外 ， 还会对国外粮食市场价格 、进口粮食国的经济运行情况做出反应 ， 同时粮食价格的波动对生产者和消费者都会产生重大影响 ，因此研究粮食价格波动特征从而提出稳定粮食价格的措施显得尤为重要 。我国一直高度重视国内粮食产量和粮食市场价格的变动 ， 确保粮食安全 ， 2015年 6 月发布的 粮食收储供应安全保障工程建设规划 ( 2015 2020 年 ) 是为确保粮食供给 ， 防止价格剧烈波动做出的工作安排 。粮食的价格波动问题一直倍受研究者关注 ， 主要包括对波动情况和变化趋势的分析 、预测 ， 引起粮食价格波动的影响因素 ， 以及价格波动所引发的问题等 。粮食价格波动主要的影响因素分为经济运行中通货膨胀因素 、粮食进出口贸易 、国际能源价格 、农业产业链升级 、生产者反应行动等 。研究粮食价格波动的主要方法分为 Hamilton ( 1989) 转换模型中的马尔科夫时态转换模型和结构性突变时态转换模型以及 ACH 类模型等 。由于 ACH 类模型能够对时间序列进行准确模拟 ， 所以 ACH 类模型是国外研究股票等金融投资产品价格波动性的常用方法 。本文将要集中关注的问题有粮食品种的分类 、各粮食品种价格收益率的波动是否存在集簇性和非对称性 、是否存在杠杆效应以及高风险高回报的特征等等 。本文将粮食品种按照 中国农产品价格调查年鉴 中进行分类 ， 主要包括大豆 、小麦 、玉米 、粳稻 、粳米 、籼稻 、籼米等七类 。文中的集簇性是指大的价格波动往往跟随着大的价格波动 ， 非对称性是指粮食市场价格波动对价格上涨和下跌信息会产生不同的反应 。二 、粮食价格波动分析方法根据农产品蛛网模型 ， 粮食产品的上一期价格会影响到下一期 ， 上一期的波动同样会反映到下一期 ， 即相邻两期的方差是序列相关的 。本文首先对各粮食品种价格和价格收益率波动进行描述性分析 ，65进一步进行序列平稳性检验和异方差 LM 检验 ， 最后建立 ACH 类模型 。( 一 ) 波动分析模型1. ACH 模型Engle ( 1982 ) 提出自回归条件异方差( autoregressive conditional heteroscedasticity， 简 称ACH) 模型 ， 有两个方程组成 :yt=Xt +t( 1)ht=0+pi =1i2t i( 2)方程 ( 1) 是均值方程 ( mean equation) ， yt在文章中指各粮食品种价格收益率 ， Xt是解释变量 ，为 yt的滞后项 ; 方程 ( 2) 是条件方差方程 ， ht是 t在 t 时刻的条件方差 ， 其中 ， 00， i0， i =1，2. . . ， n。ACH 项 ( pi =1i2t i( 残差滞后项的加权平方和 ) ) 若显著 ， 说明粮食价格收益率具有显著的波动集簇性 。Bollerslev ( 1986) 拓展了 ACH 模型 ， 提出广义自回归条件异方差 ( generalized autoregressiveconditional heteroscedasticity， 即 GACH) 模型 。方程( 1) 不变 ， 方程 ( 2) 加入条件方差自身的滞后项 ，ht=0+pi =1i2t i+qj =1jht j( 3)( 3) 式中 ， qj =1jht j是 GACH 项 ， 一般要求i0 和 j0。GACH 模型将波动来源分解为外部冲击 2t i和变量过去的波动 ht 1， i和 j分别反映外部冲击和变量过去的波动对本期波动 ht的作用强度 。pi =1i与 qj =1j两者之和的大小反映了波动的持续性 。2. ACH M 模型由 Engle、Lilien 和 obins ( 1987) 对 ACH 模型中的均值方程进行改造 ， 在方程 ( 1) 中加入 ht，yt=Xt +ht+t( 4)( 4) 式中 ， 表示条件标准差的系数 ， 若 0，意味着市场参与者会因为风险增加要求更高的收益 ，即用来检验粮食市场是否具有高风险回报的特征 。( 二 ) 非对称性波动分析模型1. EGACH 模型 ( 即指数 GACH 模型 )由 Nelson ( 1991) 提出 ， 以 EGACH ( 1， 1)为例 ， 其条件方差方程为 :Lnht=0+Lnht 1+t 1h槡t 1+t 1h槡t 1( 5)( 5) 式中 ， 价格上涨时 t 10， 对 Lnht的影响为 +， 价格下跌信息 t 10， 对 Lnhn 的影响为 。如果 ， 0， 表明波动具有非对称性 。当 0时 ， 表示价格上涨信息引发的波动比价格下跌信息引发的波动大 ， 反之亦反 。2. TACH 模型 ( 即门槛 ACH 模型 )由 abemanjara and Zokoian ( 1993) 提出 ， 以TACH ( 1， 1) 为例 ， 条件方差方程为 :ht=0+12t 1+1ht 1+dt 12t 1( 6)( 6) 式中 ， dt 1是虚拟变量 ， 若 t 10， dt 1=1， 否则 ， dt 1=0。价格上涨时 t 10 对条件方差的影响为 1， 价格下跌信息 t 10 的影响为 1+。如果 0 表明波动具有非对称性 。当 0， 价格下跌信息引发的波动比价格上涨信息引发的波动大 ， 反之亦反 。三 、数据描述性分析本文选取 2002 年 1 月到 2013 年 12 月的粮食市场月度价格 ， 数据来自 2004 2014 年历年 中国农产品价格调查年鉴 中的集贸市场月度价格 ( 元 /公斤 ) 。价格收益率用相邻月份粮食价格的对数一阶差分表示 ， 即序列 ， yt= Lnpt Lnpt 1， pt和 pt 1分别表示第 t 月和第 t 1 月的粮食价格 。各粮食品种的价格收益率的统计特征表示如表 1， 可见峰度值都大于正态分布的峰度值 3， 且其数值都在 0. 3 以内 ， 说明各粮食品种的价格收益率符合尖峰和厚尾的特征 ，JB 正态检验的 P 值都为 0， 也说明价格收益率不符合正态分布特征 。由价格收益率变化曲线图可知 ，大豆 、小麦 、玉米 、粳稻 、粳米 、籼稻 、籼米的价格收益率呈现波动集簇性和异方差性特征 ， 需要进一步对各粮食品种的市场价格收益率进行 ACH LM 检验来判断是否存在异方差性 。表 1 各粮食品种价格收益率统计量统计指标 大豆 粳稻 粳米 籼稻 籼米 小麦 玉米Mean 0. 0069 0. 007 0. 0071 0. 0069 0. 0077 0. 0061 0. 006Std. Dev. 0. 0237 0. 0234 0. 0204 0. 022 0. 0204 0. 0189 0. 0204Skewness 1. 4814 5. 1828 5. 5231 5. 2382 6. 471 2. 1245 0. 4772Kurtosis 10. 5124 43. 7439 45. 5327 43. 3842 57. 8073 12. 5042 5. 5152Jarque Bera 388. 5752 10531. 43 11505. 83 10371. 3 18895. 87 645. 7831 43. 12338Probability 0 0 0 0 0 0 0Observations 143 143 143 143 143 143 14366四 、模型估计结果与分析进行 ACH 效应分析之前 ， 分别对各粮食品种价格序列和价格收益率序列进行单位根检验 ， 显示价格序列大豆四阶平稳 ， 粳稻 、粳米 、籼稻 、籼米 、小麦 、玉米都是非平稳序列 ; 而价格收益率序列都是平稳序列 ， 其中粳米 、籼米三阶平稳和小麦二阶平稳 。ACH LM 检验显示 : 大豆 、玉米市场价格收益率有明显的异方差 ， 且滞后为 1 阶时 ， 检验概率值都小于 5%。粳稻 、粳米 、小麦 、籼米 、籼稻异方差性不明显 ， 只需要进行一般的 OLS 回归建立模型即可 。根据需要 ， 对存在显著异方差性的玉米和大豆市场价格收益率建立 ACH 类模型 。玉米和大豆市场的价格收益率回归详细结果见如表 2。( 1) ACH 模型估计结果 。大豆市场的价格收益率的条件方差方程中 1在 1% 的显著性水平下显著 ， 说明存在显著的波动集簇性 。玉米市场 1不显著 ， 说明玉米市场价格收益率不存在显著的集簇性 。( 2) ACH M 模型估计结果 。玉米市场均值方程中 =0. 19， 其在 5%显著性水平下通过检验 ， 说明玉米市场存在高风险高回报的特征 。大豆市场 =0. 15， 但不显著 ， 说明大豆市场不存在高风险高回报特征 。( 3) TACH 估计结果 。玉米市场 值大于0， 但不显著 ， 说明玉米市场价格波动没有显著的非对称性 。大豆市场 值小于 0， 且显著 ， 说明大豆市场具有显著的非对称性 ， 价格上涨信息引起的波动大于价格下跌引起的波动 。 ( 4) EGACH 模型估计结果 。玉米市场中 小于 0， 且显著 ， 大豆市场 大于0， 也显著 。大豆市场价格波动具有显著的非对称性 ，价格上涨信息引起的波动大于价格下跌引起的波动 。总体来看 ， 根据 ACH 类模型的估计结果 ， 大豆市场价格波动具有显著的集簇性 。波动集簇性产生的原因主要在于宏观经济中信息传递过程和对风险看法的不同 ， 即信息产生与传递的过程中会有序列相关性 ， 同时作为风险厌恶者对信息和风险看法也会存在差异从而形成波动集簇性 。我国的粮食市场由于长年受政策性指导 ， 粮食市场与宏观经济走向并不同步 ， 但随着我国经济深化改革 ， 明确市场在资源配置中起决定性作用 ， 粮食期货市场发展迅速 ，表 2 玉米和大豆市场价格收益率 ACH 类模型回归结果ACH ACH M TACH EGACH玉米 大豆 玉米 大豆 玉米 大豆 玉米 大豆0 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 8.938 0.740( 5.339) ( 4.626) ( 4.360 ) ( 3.247 ) ( 3.957) ( 5.046) ( 3.411) ( 4.679)1 0.150 0.4980.196 0.5690.018 0.476( 1.523) ( 7.081) ( 1.439) ( 5.722) ( 0.265) ( 5.524)1 0.3860.6270.330 0.5980.118 0.719( 2.000) ( 19.693) ( 1.455) ( 13.992) ( 0.495) ( 13.771) 0.4480.5560.4090.5370.5470.5310.5110.578( 5.457 ) ( 4.298 ) ( 6.418) ( 4.400) ( 7.791) ( 5.957 ) ( 6.514) ( 8.304) 0.331 0.548( 1.117) ( 6.435)1 0.091 0.938( 0.279) ( 67.877) 0.302 0.203( 1.332 ) ( 1.554) 0.3210.329( 2.090) ( 4.516) 0.1900.149( 2.114) ( 1.459)注 : 括号内数值为 Z 统计值 ， * 、分别表示在 10%、5%、1%的显著性水平下显著 。粮食也具备了金融期货的投资品性质 。随着市场主体参与的增多 ， 人们对于粮食价格上涨和下跌信息的理解存在很大不同 ， 这会导致价格波动集簇性 。玉米市场存在高风险高回报特征 ， 而大豆市场不存在高风险高回报特征 ， 这可能与近年来玉米进口贸易和玉米期货市场的迅速发展有关 ， 并且可能有资本投者在影响玉米市场价格 。玉米市场价格波动没有显著的非对称性 ， 大豆市场价格波动具有明显的非对称性特征 ， 并且价格上涨信息带动的波动大于价格下跌信息引发的波动 。可能的解释是由于农民固有的农产品种植习惯 、消费者购买惯性等原因 ， 当价格出现下跌迹象 ， 对大豆市场价格造成的影响相对较小 ， 而当价格上涨信息出现时 ， 农民会争相扩大种植面积 ， 也会引起投资者介入 ， 从而对于大豆市场价格形成影响 。非对称波动性的产生主要来源于波动反馈 ， 对于粮食市场来说 ， 价格上涨信息更受到人们关心 。( 下转第 88 页 )88三个科室独立使用设备产生的收益之和 。如何分配三科合作时设备的成本问题 ， 是本文的重点 。如表 1 所示 ， 三科采取合作方式购买 、使用设备情况下 ， 每个科的成本都比独立运作时有所降低 ， 而以往的简单的按比例分配共用成本是不公平的 ， 也会降低科室共享设备的积极性 。五 、结语本文从公立医院节约运行成本入手 ， 提出科室可以采取设备共用的方式提高设备使用率 ， 节省成本 。目前的研究多是由医院层面成立统一的机构 ，来管理共用设备 ， 本文提出了一种新的模式 ， 由科室自动结盟合作 ， 这样可以减少单独成立机构的运行成本及其申请使用设备的流程 ， 在这种新的模式下 ， 如何保证科室共用设备的顺利进行 ， 就需要公平 、合理的分配收益及其共用成本 。本文基于合作博弈理论运用 Shapley 值方法提出了分配共用设备成本的方法 ， 通过算例 ， 验证了此方法的合理性 ， 对今后的应用提供了理论参考 。参考文献 :张志臣 ， 共用医疗设备租借管理现状与发展趋势 ， 医疗卫生装备 ， 2010. 11。帅万钧 ， 医院急救设备专管共用模式分析 ， 中国医疗器械杂志 ， 2013. 6。戚丹 ， 高虹等 ， 医疗设备调配中心管理与运营模式探讨 ， 医疗卫生装备 ， 2010. 2。苏红森 ， 陈岳祥等 ， 医院共用医疗设备的管理 ， 工业工程 ， 2015. 3。王建华 ， 对策论 ， 清华大学出版社 ， 1986。张盛开 ， 对策论及其应用 ， 华中工学院出版社 ， 1985。Callen， J. L. ( 1978 ) . Financial Cost Allocations: A GameTheoretic Approach. Account ev. ， 53 ( 2) : 303 308.Shubik， M. ( 1962 ) . Incentives， Decentralized Control， TheAssignment of Joint Costs and Internal Pricing. Manag. Sci. ， 8 ( 3) : 325343.( 作者单位 : 1. 中国人民大学商学院 2. 中日友好医院 )责任编辑 :檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲檲刘惯超( 上接第 66 页 )五 、结论和建议本文通过对粮食市场大豆 、小麦 、玉米 、粳稻 、粳米 、籼稻 、籼米等各粮食品种的价格和价格收益率序列