主成分分析法分析中国大豆期货价格波动因素

叶 苏，于 冷

(上海交通大学安泰经济与管理学院，上海200030)

近年来随着社会经济的发展，人均可支配收入水平的增加，居民的食物结构发生新的变化，主要表现为肉蛋奶及豆油在日常消费中所占的比重越来越大.消费需求的增加同时带动了畜牧、养殖业的发展，而豆粕、豆饼是畜牧养殖业的重要饲料来源，因此国内对食用大豆、榨油用大豆需求量猛增.但农业天然的弱质性使得大豆等农产品受到自然因素和市场因素的双重影响.我国已经成为全球大豆进口量和消费量最大的国家之一，在国际豆类产业贸易中占有重要地位.国际因素的变化，直接影响到我国大豆市场的价格.

从短期来看，大豆的价格波动幅度非常大.波动的因素有来自于国家宏观调控的影响，有来自国际市场的冲击，也有本身自然因素和供需情况的变化等等.近两年的数据表明，大豆期货价格价差已经超过1 200元/t.在连续一年的时间里，大豆期货价格从2008年底的2800元/t一直上涨到2009年底的4 200元/t，期间也有过回调，总体呈现涨－回调－上涨的走势.因此，研究大豆价格波动规律和未来趋势，分析大豆价格波动的影响因素，无论是对政府调控大豆价格、预警农产品价格危机、减少大豆价格波动幅度、对价格进行合理的调控，还是对于大豆加工企业规避风险增加收益，或是对于农民增收都具有重要意义.

已有许多研究对包括大豆在内的农产品价格波动因素进行了诸多分析.税尚楠 认为，跨国公司和国际基金参与投机农产品贸易放大了需求影响，造成农产品价格前所未有的急剧波动[1].Yang利用全球贸易分析模型分析得出生物能源的发展，促使玉米和大豆价格上涨[2].周应恒、邹林刚采用向量自回归模型(VAR)分析得出美国大豆期货在全球大豆定价中处于主导地位，对我国大豆期货价格走势产生先行影响[3].刘艺卓、吕剑检验了人民币汇率变动对于农产品价格的传递效应[4].阙树玉、王升认为人民币汇率波动刺激我国农产品进口价格[5].张亮亮、张晖明认为粮食价格的上涨实质是全球经济增长推动的能源消耗.王长梅(2005)认为国际市场和国内市场的需求是影响大豆期货价格的主要因素.大豆的相关替代品产量、价格及消费的变化对大豆价格有间接影响[7].

新近的研究多把工业用粮需求急剧增长和库存量的大量减少认为是目前大豆价格高涨的主要动因.再加上美元对欧元、日元及世界其他多数国家货币的汇率急剧下跌也在一定程度上推高了大豆按美元计算的价格.现有的计量研究模型大多没有系统地考虑外部因素对短期价格波动的影响[8].本文试图弥补这一方面的不足，通过计量实证模型来分析短期中国大豆期货价格波动的影响因素.

1 因素分析

1.1 影响大豆期货价格波动的外部指标因素

根据已有的研究成果，本文将影响大豆期货价格的因素归为以下几类.

1.1.1 大豆的下游产品

豆油和豆粕是大豆的下游产品，世界大豆产品消费主要是豆粕和豆油，大豆的直接消费量并不多，豆油和豆粕对大豆价格的影响非常重要.一般来说，豆粕和豆油价格上升，压榨企业的利润会提高，吸引企业买进大豆进行加工，大豆的价格会因市场的需求增加和提升.

1.1.2 大豆的竞争替代性产品

1)菜籽油和玉米

作为油料，菜籽是大豆的替代性产品.菜籽油产量的提高，会导致大豆的价格下降，反之，大豆价格会上升玉米与大豆种植面积在温带地区相近，大豆和玉米的播种面积此消彼长，其中主要的决定因素在于两者比价效应，在中国，尤其是在大豆的主产区，玉米和大豆是争地的主要竞争作物.农户根据两者的比价关系，不断修正播种意向.

其次，生物燃料乙醇发展所导致的玉米需求增加以及因石油价格提高而导致的生产成本增加使得玉米价格大幅上涨，从而带动大豆和其他农产品价格大幅上涨.

2)转基因大豆

大连交易所的大豆合约有黄大豆一号和黄大豆二号两种.豆一合约的交割标准是非转基因大豆，豆二则包含全球各地的大豆.豆一和豆二之间有一定的竞争关系，价格上也属于联动关系.

3)CBOT大豆

国际大豆价格形成中，美国大豆期货价格在全球大豆定价中处于主导地位.在我国2/3以上的大豆属于进口的情况下，CBOT大豆期货价格波动对国内的大豆价格有显著影响.

4)大豆期货交易成交量、持仓量

基金的力量已经渗透到全球各个金融市场，大资金炒作极大的活跃了大豆期货市场的价格变化.游资介入挖掘操作题材对大豆期价波动有着举足轻重的作用.期货交易的成交量和持仓量可以明显反映基金操作的方向.

1.1.3 国际因素

1)美元指数

美元指数是综合反映美元在国际外汇市场的汇率情况的指标，用来衡量美元对一揽子货币的汇率变化程度，从而间接反映美国的出口竞争能力和进口成本的变动情况.

2)国际原油价格指数

大豆价格走势和原油有很强烈的正相关性，无论是波动的时间还是涨跌幅度都比较接近.原油价格影响大豆的种植成本，也间接影响大豆的需求，大豆有很强的能源替代属性，原油价格下跌减少生物能源的需求，从而减少大豆的工业需求量.其次，原油价格的波动直接影响运输成本，高涨的油价支撑了海运费的大幅走高，对大豆的运输成本影响很大.

3)国际运费

由于我国大豆消费中大量来自进口，海运费是影响大豆价格的重要因素.海运费成本已经占大豆进口成本的20%左右.海运费的价格高低很大程度上决定大豆价格的高低.大豆价格波动与运费价格波动的相关系数已经达到0.8左右.国际波罗的海综合运费指数BDI是国际干散货运输市场走势的晴雨表，能够较好的反映运费价格的走势.

1.1.4 人民币汇率

大豆的大量进口不得不考虑人民币汇率的因素.以美元计价的产品进口时折算成人民币，汇率因素直接影响大豆进口价格.已有研究表明，人民币汇率升值将显著提高农产品价格.

1.2 数据来源

从短期来看，影响大豆期货价格的因素非常多，本文主要考查大豆期货价格受到相关下游产品、替代品以及国际市场因素的期货价格影响.数据均采用连续价格指数，故排除了期货交割到期日效应和换月价差效应，所有数据均经过对数标准化平滑处理，选取期货交易所从2008年9月25日～2010年2月5号的329个日交易数据.实证选取的指标有大豆(豆一)、大豆(豆二)、豆粕、玉米、豆油、菜籽油、大豆成交量、大豆持仓量、美豆连续指数、美元指数、WTI原油指数、波罗的海运费指数(BDI)、人民币汇率指数.

2 研究方法与实证分析

2.1 研究方法

主成分分析是把各变量之间互相关联的复杂关系进行简化分析的方法.从短期来看，影响大豆期货价格的因素非常之多.本文通过主成分分析方法将上述影响因子按照重要性程度进行排序和降维，提炼出影响最大的几个因子.也就是对高维变量空间进行降维处理，转化为研究指标体系的少数几个线性组合，并且这几个线性组合所构成的综合指标将尽可能多地保留原来指标变异方面的信息.

2.2 实证分析

根据SPSS的计算结果，得出各个因子的相关系数矩阵和KMO统计量.矩阵中的各个变量与豆一的相关系数都大于0.5，相关性比较显著.见表1.

表1 相关系数矩阵

KMO是Kaiser－Meyer－Olkin的取样适当性量数.KMO统计量是取值在0和1之间.KMO值越接近于1，意味着变量间的相关性越强，原有变量越适合作因子分析.KMO值越接近于0，意味着变量间的相关性越弱，原有变量越不适合作因子分析.Kaiser给出了常用的KMO度量标准:0.9以上表示非常适合;0.8表示适合;0.7表示一般;0.6表示不太适合;0.5以下表示极不适合.此处KMO值为0.802，说明对这些因子变量做因子分析是可行的.见表2.

表2 KMO和Bartlett检验

采用主成分方法分解初始因子，得出各个指标的特征值和贡献率.见表3.

将左边12个成分的特征值从大到小列于右边.特征值大于1的共有两个，这也是因素分析时所抽出的最大贡献度因素，解释变异量为63.51%.提取5个主成分因子，累积的解释变异量为91.853%，达到解释要求.

经过正交最大变异旋转变换原始数据，将大部分信息集中到F1轴上，对数据中包含的信息起到了浓缩作用，旋转后提取出5个主成分因子，即为表4中每一行最大的a值.

根据正交旋转因子载荷情况分析，从第1个因子来看，美元指数、WTI原油指数、豆油指数、菜籽油指数、BDI指数的负载情况最大，这类因子属于国际因素和替代产品.第2个因子包含美豆指数、豆粕指数，这类因子属于大豆竞争产品和下游产品.第3个载荷因子是玉米指数、豆二指数，属于替代性产品.第4个载荷因子是大豆成交量和持仓量，可以归纳为投机交易和资金流向因素.第5个因素是人民币汇率因素.第2类因素和第3类因素都属于大豆的替代性产品，但对于大豆的价格波动的影响程度不同.见表4.

表3 解释变量

表4 旋转的主成分矩阵

3 结论

综合以上特征描述性分析和计量经济模型分析，影响中国大豆期货价格的因素主要有5类，这5类因子影响程度依次减弱，共同作用造成中国大豆期货外部价格的波动.

1)国际因素、豆油、菜籽油等替代产品对大豆短期波动价格影响最大.

国际原油和美元指数走势是不可忽略的一个因素，波罗的海运费指数的波动反映原油价格的上涨促使大豆的运输成本直线上升，带动大豆价格上涨.而美元指数的走弱促使商品价格走强，这与主成分矩阵中美元指数系数为负是一致的.作为大豆的直接下游产品，豆油市场需求量变化会对大豆价格产生直接的联动作用，豆油需求上升，刺激大豆的需求，提升价格.从本文的分析可知，菜籽油是影响大豆价格最为重要的间接替代品.

2)第2类影响因子是美豆指数和豆粕指数.

作为全球大豆市场价格走势的风向标，CBOT的大豆价格走势会对企业的成本产生重大影响，企业需要抓住机会进口大豆，适当利用期货市场规避风险、套期保值.大豆、豆油、豆粕的期货交易市场，总是存在套期保值和套利的空间.在大豆诸多相关替代性产品影响因子中，美豆占据重要的地位.

3)第3类影响因子是玉米指数和转基因大豆指数(豆二)，属于大豆的竞争性替代产品.

从生物能源的发展角度看，玉米与大豆之间的竞争性越演越烈.玉米抢占大豆种植土地，对大豆的供给产生重要影响.政府需制定合理的种植结构，正确引导农民种植玉米和大豆.而对于转基因大豆产品而言，安全性众说纷纭，但是它不断侵占着普通大豆的市场份额.因此，关注转基因大豆的供需价格变化也是研究中国大豆市场价格的重要方面.

4)第4类影响因子是大豆成交量和持仓量，反映出资金的流向和投机交易.

一般而言，持仓量的增加代表资金流入市场，反之，代表资金流出市场.成交量和持仓量的相互作用对价格产生影响.本文的分析表明，综合资金动向与价格成反方向变动，说明资金流入增加，市场投机因素增强，大豆价格波动越显著，反之亦然.

5)第5类影响因子是人民币汇率因素.

稳定人民币币值，对于稳定进口大豆价格具有重要影响.汇率上涨刺激大豆需求的增加，同时进一步加强对进口大豆的依赖.由于进口大豆海上运输的时间较长，美湾及巴西、阿根廷大豆到达中国港口要在大豆装船30～45 d之后，对于大豆加工厂商而言，关注远期汇率变动的方向更为重要.

[1]税尚楠.世界农产品价格波动的新态势动因和趋势探讨[J].农业经济问题，2008(6):14－19.

[2]仇焕广，杨 军，黄季焜.生物燃料乙醇发展及其对近期粮食价格上涨的影响分析[J].农业经济问题，2009(1):80－85.

[3]周应恒，邹林刚.中国大豆期货市场与国际大豆期货市场价格关系研究——基于VAR模型的实证分析[J].农业技术经济，2007(1):55－62.

[4]刘艺卓，吕 剑.人民币汇率变动对我国农产品价格传递效应的实证分析[J].当代经济科学，2009，31(3):56－62.

[5]阙树玉，王 升.人民币汇率波动对中国农产品进口价格影响的研究[J].农业技术经济，2010(5):15－23.

[6]张亮亮，张晖明.国际油价、替代燃料与世界粮食价格上涨——基于可耗竭资源技术替代模型的传导机制分析[J].世界经济研究，2009(6):13－18.

[7]王长梅.影响大豆期货价格的主要因素[J].饲料广角，2005(16):21－22.

[8]罗 锋，牛宝俊.国际农产品价格波动对国内农产品价格的传递效应——基于VAR模型的实证研究[J].国际贸易问题，2009(6):16－22.