黃一軒

(南京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院, 南京 210037)

1 引言

我國已經(jīng)成為世界最大棉花消費國、第二大棉花生產(chǎn)國，棉花在中國的農(nóng)業(yè)和紡織業(yè)中都發(fā)揮著舉足輕重的作用。當(dāng)前，棉花交易市場主要分為現(xiàn)貨市場和期貨市場。2004年6月，我國棉花期貨于鄭商所正式誕生。經(jīng)過多年實踐和完善，棉花期貨市場越來越受到公眾的認可，交易的參與度也越來越高。棉花期貨不僅能完善中國棉花交易體系，企業(yè)、中小投資者和機構(gòu)投資者也可以運用棉花期貨套期保值對沖風(fēng)險，因此研究棉花期貨收益特征和波動性有著非?，F(xiàn)實的意義。

當(dāng)前文獻對棉花收益特征和波動的研究主要從以下幾點展開。一是討論哪些因素導(dǎo)致了棉花價格的波動。丁建國和穆月英(2018)[1]研究發(fā)現(xiàn)針對棉花價格的改革措施和市場政策的更迭引起了棉花市場價格的變動。劉光俊和胡繼連(2016)[2]選取ARCH族模型探究山東省棉價波動，發(fā)現(xiàn)供需變動是最重要成因。二是棉花價格的波動特征的建模和擬合分析。張利召等(2021)[3]結(jié)合經(jīng)濟發(fā)展的不確定性綜合分析了新疆棉花價格整體的波動趨勢和季節(jié)周期的規(guī)律性。蘇念思等(2014)[4]使用了ARCH族模型并結(jié)合HP濾波法實證分析了鄭商所棉花期貨價格的波動情況。三是棉花現(xiàn)貨和期貨價格的相關(guān)性分析。郭少紅等(2019)[5]驗證了市場情緒、棉花期貨價格和棉花現(xiàn)貨價格三者存在著非線性的關(guān)系。楊艷軍和胡子晴(2019)[6]結(jié)合政策變動研究得出了棉花現(xiàn)貨和期貨之間有明顯的非線性關(guān)系的結(jié)論。

從當(dāng)前文獻中可以看出，國內(nèi)大多數(shù)研究棉花產(chǎn)業(yè)的文章都從棉花現(xiàn)貨價格入手，運用濾波法等方法，并建立了ARCH族等多種模型研究棉花收益率特征、價格波動情況。相對而言，研究棉花期貨的文章較少，對中國棉花期貨進行系統(tǒng)的收益特征和波動性研究的文章更少。因此，本文旨在選取棉花指數(shù)連續(xù)合約價格為研究對象，運用GARCH和EGARCH模型，系統(tǒng)地分析中國棉花期貨收益特征和波動性分析，對合理調(diào)控棉花價格、持續(xù)提升棉花期貨價格發(fā)現(xiàn)功能、完善棉花期貨市場提供理論依據(jù)。本文的創(chuàng)新之處主要有以下兩點：一是運用t分布結(jié)合EGARCH等模型，從實證角度系統(tǒng)分析了中國棉花期貨的波動特征，并深入分析原因從而提出了針對性的政策建議；二是在模型分析之外，引入了信息沖擊曲線，更加形象地刻畫出棉花期貨市場面對利好和利空消息時的不同反應(yīng)，以達到更加全面地剖析中國棉花期貨市場的波動情況的目的。

2 數(shù)據(jù)選取與處理

2.1 數(shù)據(jù)選取

本文選取鄭州商品交易所2011年6月10日到2021年6月10日的棉花期貨指數(shù)連續(xù)合約價格為研究對象，總計 2 402 個樣本數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)來源于布瑞克農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)處理和作圖使用R語言軟件)。本文樣本之所以選擇棉花期貨指數(shù)連續(xù)合約價格，是為了克服期貨價格存在的不連續(xù)性的問題，從而更好地進行棉花期貨價格走勢和收益特征的刻畫[7-9]。

2.2 數(shù)據(jù)處理

為了更好地對棉花期貨的收益情況進行分析，對棉花期貨收盤價進行一階差分處理，以保證收益序列的平穩(wěn)性。運用公式rt=(lnpt-lnpt-1)×100將棉花期貨的收盤價轉(zhuǎn)換為日對數(shù)收益率，其中，rt是日對數(shù)收益率，pt為當(dāng)日收盤價，pt-1為上一日收盤價，在此基礎(chǔ)上進行棉花期貨的收益率特征和波動性分析。

3 棉花期貨收益特征分析

3.1 棉花期貨價格趨勢分析

首先運用R軟件繪制棉花期貨的價格走勢圖(見圖1)。從圖中可以明顯地看出來，從2011年達到高點后，棉花期貨價格不斷下跌，并在2016年觸底。2011年到2016年這一期間的斷崖式下跌主要是由于棉花產(chǎn)量供過于求以及紡織業(yè)的低迷。2016年到2020年期間，棉花期貨價格先漲后跌，但是由于國家棉花目標價格補貼等政策的落實，波動幅度要小于上一個區(qū)間。從2020年初到目前，棉花期貨價格呈現(xiàn)穩(wěn)步上漲的趨勢。整體來看，目前我國棉價的市場機制已經(jīng)逐步形成，政府對棉價的監(jiān)管和風(fēng)險預(yù)警能力逐漸增強，可以預(yù)計，棉花期貨價格在很長一段時間內(nèi)會呈現(xiàn)小幅度波動的趨勢[10]。

圖1 棉花期貨價格走勢圖

從表1中可以看出，價格偏度大于0，其分布呈現(xiàn)右偏。峰度為2.32，大于0但是小于3，說明相較于正態(tài)分布，棉花期貨價格的分布較為平坦。

表1 棉花期貨價格的描述性統(tǒng)計(元/t)

3.2 棉花期貨收益率序列波動分析

根據(jù)上文一階差分處理過的棉花期貨日對數(shù)收益率數(shù)據(jù)繪制出時間序列圖(見圖2)。從圖2中可以看出，收益率總體圍繞著0上下波動，并且波動呈現(xiàn)“叢聚”的現(xiàn)象。從圖上可以看出，在2017年附近的劇烈波動后，又緊跟著出現(xiàn)一次幅度較大但逐漸遞減的波動；同樣，2019年附近出現(xiàn)小幅度波動后，又連帶產(chǎn)生一系列的小波動。

圖2 棉花期貨日對數(shù)收益率時序圖

從棉花期貨收益率的描述性統(tǒng)計可以發(fā)現(xiàn)，收益率的偏度為0.19，大于0，說明收益率分布相對于正態(tài)分布具有較長的右尾，為右偏的。收益率的峰度為4.42，大于正態(tài)分布的峰度值(見表2)。因此，可以初步判斷棉花期貨的收益率呈現(xiàn)“偏態(tài)”和“尖峰厚尾”的特征。

表2 棉花期貨收益率的描述性統(tǒng)計(元/t)

4 模型構(gòu)建和風(fēng)險度量

4.1 數(shù)據(jù)檢驗

基于棉花期貨收益率呈現(xiàn)的基本特征，本文進一步通過建模來刻畫棉花期貨的波動情況。首先進行正態(tài)性檢驗，運用Q-Q圖可以發(fā)現(xiàn)該序列與正態(tài)分布的不符合程度。從圖3中可以明顯看出棉花期貨的日收益率序列偏離了正態(tài)分布，且具有明顯的尖峰肥尾特征。

圖3 棉花期貨日對數(shù)收益率Q-Q圖

再用ADF檢驗來判斷棉花期貨收益率的平穩(wěn)性，結(jié)果顯示Dickey-Fuller值顯示是-13.162，P值為0.01，小于0.05，說明在5%的顯著性水平上呈現(xiàn)顯著的平穩(wěn)狀態(tài)。接著，ARCH-LM檢驗可以用來判斷序列的ARCH效應(yīng),結(jié)果顯示p值接近于0，表明該序列存在顯著的ARCH效應(yīng)，可以進一步建模分析。

4.2 模型擬合

針對棉花期貨收益率的特征，相較于需要更多滯后項的ARCH模型，使用GARCH模型的擬合效果會更加理想，同時學(xué)生t分布比正態(tài)分布更能反映收益率的尖峰肥尾特征，因此，本文結(jié)合學(xué)生t分布和GARCH模型建立GARCH(1,1)-t模型，其表達式為：

式中，ω1是均值方程的常數(shù)項系數(shù)，εt是隨機誤差項，α1和β1分別是ARCH項和GARCH項的系數(shù)，λ1是偏度系數(shù)。以下是參數(shù)估計結(jié)果：

表3 GARCH(1, 1)-t參數(shù)估計結(jié)果

由表3可知，ω1、α1、β1、λ1的P值均小于0.01，也就是說在99%的置信水平下是顯著的，驗證了棉花期貨收益率的叢聚效應(yīng)。并且α1與β1兩者相加是 0.995 5，小于但很接近1，說明在棉花期貨市場中，曾經(jīng)的波動對未來價格的沖擊是相對持久的，并且隨著時間的推移遞減。偏度系數(shù)λ1=3.6344>1，表明棉花期貨收益率的分布為右偏的。

進一步運用EGARCH模型來刻畫非對稱性，依然使用能反映尖峰厚尾特征的學(xué)生t分布來刻畫收益率的分布情況，構(gòu)建EGARCH(1,1)-t模型，在該模型中，μ表示均值方程的常數(shù)項，ω2表示方差方程的常數(shù)項，α2和β2分別是ARCH項和GARCH項的系數(shù)，λ2表示偏度系數(shù)，參數(shù)γ為非對稱性系數(shù)，只要γ≠0，那么就可以說明信息沖擊的作用是非對稱性的，以此來分析棉花期貨收益率是否具有“杠桿效應(yīng)”。以下是參數(shù)估結(jié)果：

從表4中可以看出，幾個重要參數(shù)α2、β2、γ、λ2的P值都小于0.05，說明在95%的置信水平下是顯著的。其中，γ=-0.2298≠0，說明棉花期貨價格的波動具有非對稱性，并且γ<0，表明棉花期貨市場中利空消息帶來的沖擊要大于等量的利好消息，棉花期貨價格波動具有明顯的杠桿效應(yīng)。

表4 EGARCH(1, 1)-t參數(shù)估計結(jié)果

4.3 信息沖擊曲線

為了更加形象地刻畫出利好消息和利空消息對我國棉花期貨市場的不同影響，本文進一步作出了棉花期貨市場的信息沖擊曲線。

從圖4中可以看出，棉花期貨市場在面對利空和利好消息時，其信息沖擊曲線均呈現(xiàn)陡峭走勢，這就說明了棉花期貨市場的穩(wěn)定性較弱，對消息過于敏感，抗風(fēng)險能力弱。因此，政府需要進一步完善棉花期貨市場的信息披露制度，更好地發(fā)揮棉花期貨市場的價格發(fā)現(xiàn)和規(guī)避風(fēng)險功能。

圖4 棉花期貨收益率信息沖擊曲線

5 結(jié)論

本文以鄭商所棉花期貨市場收益率為研究對象，經(jīng)過數(shù)據(jù)建模和分析后，得到了以下研究結(jié)論：①棉花期貨收益率序列呈現(xiàn)尖峰厚尾、偏態(tài)、波動集聚性等特征。②在棉花期貨市場中，過去的波動對未來價格的影響相對持久，并且隨著時間的推移遞減。③棉花期貨市場杠桿效應(yīng)明顯，利空消息會比利好消息對棉花期貨市場產(chǎn)生更加強烈的沖擊。④棉花期貨市場的穩(wěn)定性較弱，對消息過于敏感，抗風(fēng)險能力弱。