原油價格與人民幣匯率的協(xié)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(zhàn)，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(xiàn)貨、匯率等相關數(shù)據(jù)，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(xié)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)貨和外匯市場種間關系呈現(xiàn)多樣化。

【關鍵詞】種間關系；協(xié)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(fā)展使貨幣政策的制定、操作和傳導面臨全新的挑戰(zhàn)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(shù)據(jù)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(xié)同演化。

相對于側重研究國際原油期貨和匯率、物價以及現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(xié)同演化理論”和“種間關系”，將生物學“種間關系”“協(xié)同演化”應用于供應鏈企業(yè)知識、產品優(yōu)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(tǒng)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(xié)同演化的趨勢。

本文的研究，將于以下兩方面對金融穩(wěn)定做出貢獻。（1）為今后通過金融衍生品有效調節(jié)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(xiàn)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(tài)系統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)貨和外匯市場種間關系呈現(xiàn)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(tǒng)。資本市場是金融系統(tǒng)的重要組成部分，具有生態(tài)系統(tǒng)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(shù)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(yè)，他們會根據(jù)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(xiàn)貨空頭的交易者擔心將來現(xiàn)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(tài)系統(tǒng)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(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)當中，勢必會影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，那么該期貨也一定會影響我國的金融生態(tài)系統(tǒng)，尤其是其相關聯(lián)系統(tǒng)，這就代表會出現(xiàn)新的反復選擇。從常理判斷，原油現(xiàn)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(huán)境。故此再引入?yún)f(xié)同演化的思想，協(xié)同演化是兩個相互作用的物種在進化過程中發(fā)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(fā)生遺傳進化的進化類型。故構建市場間相互作用指數(shù)，假定相互作用指數(shù)為正，說明市場是正相互作用；相互作用指數(shù)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(xié)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(xiàn)貨市場將形成“偏害”或者“捕食”的互動關系，且協(xié)同演化態(tài)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(shù)據(jù)

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(shù)據(jù)；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(shù)據(jù)；2018年3月26日至2019年12月31日大慶原油現(xiàn)貨價共454條日度數(shù)據(jù)。

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

在研究傳導機制過后，本文構建了“期貨—現(xiàn)貨—外匯”系統(tǒng)，對其進行協(xié)同演化分析。近些年“種間關系”和“協(xié)同演化”思想被引入探究企業(yè)關系、復合系統(tǒng)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(tǒng)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(xié)同演化的趨勢。

四、各市場之間協(xié)同演化分析

（一）參數(shù)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(yōu)度大部分高于0.5，實證結果表明，上海原油期貨、原油現(xiàn)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(shù)的正負記錄下來，根據(jù)表2探究各市場間的互動關系，見表3本文發(fā)現(xiàn)外匯對上海原油期貨市場持續(xù)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(xù)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(xù)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(xiàn)貨對上海原油期貨市場持續(xù)保持抑制作用，而原油現(xiàn)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(xiàn)貨“捕食”原油期貨、反向捕食、原油現(xiàn)貨“偏害”原油期貨，再到相互轉化“捕食”關系的歷程，就此發(fā)現(xiàn)兩者之間關系復雜且極不穩(wěn)定，主要以原油現(xiàn)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(fā)現(xiàn)，在II季度，外匯和原油現(xiàn)貨對市場價格進行競爭；IV、VI季度，原油現(xiàn)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(xiàn)貨市場“捕食”外匯市場，意味著原油現(xiàn)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(wěn)定，但后期外匯市場可能會持續(xù)保持對原油現(xiàn)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(fā)現(xiàn)原油現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)貨的種間關系，而其他的兩組市場均發(fā)生了變化，外匯從促進期貨轉向為被期貨掠奪市場價格，現(xiàn)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(xié)同演化途徑及方向。主要表現(xiàn)在探究原油與人民幣協(xié)同演化方向發(fā)現(xiàn)，實證研究結果基本驗證了假說，原油期貨與現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)貨和外匯市場種間關系呈現(xiàn)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(xié)同演化”的思想通過考察各市場相互作用和協(xié)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(xié)同演化途徑及方向，可用于檢驗引入或自創(chuàng)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(tài)系統(tǒng)的不良沖擊提供了理論支持。

（湖南大學 金融與統(tǒng)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(tǒng)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。