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【摘 要】本文从实证研究的角度出发，通过Johansen协整检验、Granger因果检验等方法的分析，研究了美元汇率和石油价格的关系。结果显示：美元汇率与石油价格具有长短期均衡关系，并且美元汇率对石油价格的影响不是很明显，石油价格对美元汇率有一定影响。
【关键词】石油价格；协整检验；因果检验
一、引言
自1859年，德雷克在美国宾夕法尼亚州钻出了第一口油井标志着现代石油工业的诞生，至今已有超过150年的历史。随着经济发展我国石油年消费量已跃居世界第二，达4.286亿吨，其中原油净进口量为2.3627亿吨石油进口依存度为55%，因此国际石油供应关系着我国的能源安全，石油价格对我国的能源需求也有重大意义。第一次世界大战之后，美国成为世界最大石油出口国，从此奠定了石油由美元定价的基础，美国在此基础上借助强大的政治、军事、经济力量建立了石油-美元计价机制，巩固了美元的霸权地位，因此美元汇率与国际原油价格有必然联系。研究美元汇率与石油价格之间的关系对我国石油贸易规避风险和原油供应具有重要意义。自上一轮1997年亚洲金融危机之后，2001-2008上半年世界经济总体呈上升趋势，宏观经济环境比较稳定，所以本文选取2001年到07年的WTI原油现货价格和美元汇率两组数据作为研究对象来寻找美元汇率与石油价格波动的关系。
二、文献综述
研究石油价格波动最早的是Harold Hotelling（1931），其1931年发表的《可耗尽资源的经济学》被认为是资源经济学的开山之作。可耗尽资源里最引人关注的是石油，石油的储量和产量关系着全世界发展趋势。他假设可耗尽资源的供给者总是期望预期收益的现值最大化，得出结论当资源价格增长率与利率相等时，石油资源可以合理的充分利用，此时的价格则为最优价格。当矿产所有者加快对石油的开采时，不仅会导致对石油的过度开采而且其收益率低于利率则应该放缓开采速度使收益最大化；当矿产所有者推迟对石油的开采时，会导致其收益率高于利率，石油价格过高，所以应该以合理的速度开采使供求平衡资源充分利用。接着经过推理得出以下结论：在完全竞争市场下，当石油开采后到上市前价格的增长率等于利率时的价格为最优价格；在垄断市场下石油价格由厂商来定价，当石油开采量的边际收益上涨速度等于利率时厂商可以使收益最大化。
随着研究方法的发展，在Hotelling的基础上国内外开始对石油价格的研究进入更深的层次，但是对美元汇率和石油价格间关系进行实证分析研究的不多。国内学者范英和焦建玲（2008）认为美元贬值是影响石油价格的直接因素，国际原油价格是按美元定价的，所以美元贬值会导致石油的实际价格降低和出口国收益降低。另有罗东贤（2011）认为在油价以美元定价的基础下，当美元贬值时，会使石油兑换来的购买力降低。由于石油输出国组织有操控石油价格的能力，最终的结果是导致油价上升。另外在期货市场，美元贬值造成大量资本进入石油期货进行保值和投机，在一定程度上也使石油的价格上涨。张凌云和胡江松（2009）利用1995到2008年的石油价格和在以1995年美国的通胀率定义为1的条件下的美国通胀率进行实证分析，通过EXCEL数据分析中的相关系数得出结果表明美元通胀对石油价格影响显著，并且二者具有较强的正线性关系。胡爱梅和王书平（2012）利用1986年1月至2010年12月的WTI国际原油价格月度数据，分别建立ARIMA和GARCH模型对油价进行预测，通过比较分析发现，在短期预测中，ARIMA和GARCH模型对油价的预测均比较准确，当油价由于受到重大事件的影响而有较大波动时，模型的预测精度下降；在长期预测中，GARCH模型的预测效果优于ARIMA模型；整体来看，LARCH模型预测的精度高于ARIMA模型。
本文在国内外研究的基础上，以2001年到07年的WTI原油現货价格和美元汇率的月度数据为研究对象，通过数据资料的Johansen协整检验、Granger因果检验等方法进行分析美元汇率和石油价格的关系。
三、变量及数据说明
（一）数据来源说明
本文选取的数据时间区间为2001年至2007年，美元汇率EX源自中国人民银行（http：//www.pbc.gov.cn）一美元折合人民币平均数，石油价格P选自美国能源情报署（http：//www.eia.doe.gov）的西德克萨斯轻质原油的现货价格，共2组分别84个数据，本文的计算数据均来自eviews5.0。
（二）数据的描述性分析
分别对序列进行描述性统计分析和序列分布正态性检验的Jarque-Bera检验，从表1结果可以看出，在样本期，两组变量序列均可通过检验，EX序列的 Jarque-Bera检验值并不算很大，各变量序列基本呈现分布的正态性。
由序列的趋势走向图如图1 ，可看出二者具有明显的反向变动关系。
四、实证检验及结果
（一）单位根检验
因为大多数时间序列变量有时间趋势，当序列的随机过程是非平稳时的时候，在对具有时间趋势的变量做回归时会存在“伪回归”的可能。因此在讨论变量是否为有意义的经济关系之前，必须对经济变量的时间序列平稳进行检验。检验结果如表2所示，从表2可以看出EX和P都是非平稳的时间序列，而其一阶差分都是平稳的时间序列，因此原序列都是一阶单整序列I（1）。
（二）Johansen协整检验
两组序列均为一阶单整，本文采用Johansen协整检验的方法验证两组变量之间是否存在长期均衡关系。在进行Johansen检验之前先建立VAR模型，借助其结果来确定协整检验的滞后期数。根据LR参考标准，SC（Schwarz Criterion）值和AIC（Akaike information criterion）的最小准则确定变量之后1阶为最优。（如表3）以下为检验结果（表 4），检验结果显示，在5%的显著性水平下，P和EX均与各变量之间存在一个协整方程，说明P和EX在选取的样本期间存在着某种长期平稳关系。其协整方程为 EX=-0.011378P t统计值=0.00453
从协整方程来看，EX的系数为负，说明美元汇率与石油价格呈反比例关系。
（三）误差修正模型机制（ECM）
误差修正模型的优点在于它提供了解释长期关系和短期调节的途径。该操作可以在协整检验的基础上继续进行，在得到残差RESIDUAL后，用两个变量的差分接着建立回归模型：Dp c Dx RESIDUAL（-1）。如果RESIDUAL（-1）前的系数是显著的且为负，说明p和ex之间存在的长期均衡关系制约着p和ex的变化，促使他们走向均衡。其回归结果如表5：
表5 误差修正机制结果
结果显示，RESIDUAL（-1）的系数虽然不显著但是为负，所以当E处于非均衡状态时，在下个时间段误差项的调整慢慢向均衡值靠拢。
（四）Granger因果检验
一般情况下两组变量都是一阶单整且存在长期均衡关系时都存在因果关系。因为Granger因果检验的先决条件为变量是平稳的。在此用变量组的差分做因果检验，其结果如表6：
根据表来看，滞后8期石油价格的改变会引起美元汇率的改变。其原因可能是石油价格的变动影响到石油期货市场上原油期货价格，使得石油交易的货币需求量受到影响，又因为美元仍作为世界货币来结算国际原油交易，所以随着美元的货币供应量的变化美国国际收支逆差也在变化，国际收支引起美元汇率的变化。由于传导机制的漫长和期货合约的时间可能使本样本中在八个月以后，石油价格对美元汇率的影响才表现出来。从整体上看在滞后期为8时P值为0.148，美元汇率对石油价格也存在略微的影响，二者可以说互为因果关系，只不过不如石油价格对美元汇率的影响程度大。
五、结论
本文在借鉴国内外学者的观点的基础上，对样本数据运用用Johansen协整系统、误差修正模型VECM和Granger因果检验对美元汇率和石油价格波动进行了实证分析得出以下结论：
（一）石油价格P在长短期关系中对美元汇率EX均有影响，虽然其显著性不是很强，但是与石油价格和美元关系的理论相符—二者具有长短期均衡关系。从全球来看，石油价格的波动主要表现在期货市场上，在石油交易中规避市场风险和汇率风险时，二者相互作用表现出反方向的正比例变动趋势，由于石油价格对美元汇率影响的传导机制比较复杂，所以其显著性比较弱。
（二）石油价格的增减量是美元汇率增加量变化的原因，而且滞后期时间比较长。这与理论中美元汇率是影响石油价格原因不吻合，原因可能与选取的美元兑人民币的汇率数据有关，因为美元兑人民币汇率不具有美元汇率的代表性，我国的汇率制度为管理浮动汇率制度。对国际经济形势反应不明显，信息传导速度慢有关，所以汇率对油价的影响表现的不明显。也可以说明二者之间具有相互因果关系，其原因在实证分析部分已说明，在此不再赘述，只是表现的不太明显，石油价格的变动也可以影响美元汇率的变动。另外石油作为一种金融产品，本文的石油价格选自原油现货价格，由于其期货合约与交易达成具有一定时间间隔，所以其滞后期比较长。
（三）综上所述，我国在进行石油贸易时应当谨慎的对待石油价格的汇率风险和市场风险等，保证我国的石油供应稳定价格适当。我国还应加快汇率制度的改革和人民币国际化与国际完全接轨，对我国的政策制定也能够提供准确的信息，石油交易中的各种风险也可以有效应对。
参考文献：
[1] Harold Hotelling. 《可耗尽资源的经济学》 1931
[2] 高铁梅.计量经济分析方法与建模——Eviews应用及实例.清华大学出版社，2006.
[3]邹平.金融计量学.上海财经大学出版社，2009.
[4] 庞浩.计量经济学[M].科学出版社，2007.
[5]管清友.石油的邏辑.清华大学出版社，2010.
[6]焦建玲，范英，魏一鸣.石油价格研究综述.中国能源，2004.
[7]罗贤东. 汇率与大宗商品、黄金和石油价格的关系研究. 财政研究，2011.
[8]赵农.危结根.石油价格波动的分析.世界经济，2001.
[9]程伟.力 影响国际石油价格因素的定量分析.国际石油经济，2005.
[10]王凤华.汪玉龙.欧元与美元的汇率和国际原油价格的关系.现代商业化，2009.
[11]张婷婷.原油现货价格与期货价格关系的实证分析以———WTI 为例.价格月刊，2010.
【关键词】石油价格；协整检验；因果检验
一、引言
自1859年，德雷克在美国宾夕法尼亚州钻出了第一口油井标志着现代石油工业的诞生，至今已有超过150年的历史。随着经济发展我国石油年消费量已跃居世界第二，达4.286亿吨，其中原油净进口量为2.3627亿吨石油进口依存度为55%，因此国际石油供应关系着我国的能源安全，石油价格对我国的能源需求也有重大意义。第一次世界大战之后，美国成为世界最大石油出口国，从此奠定了石油由美元定价的基础，美国在此基础上借助强大的政治、军事、经济力量建立了石油-美元计价机制，巩固了美元的霸权地位，因此美元汇率与国际原油价格有必然联系。研究美元汇率与石油价格之间的关系对我国石油贸易规避风险和原油供应具有重要意义。自上一轮1997年亚洲金融危机之后，2001-2008上半年世界经济总体呈上升趋势，宏观经济环境比较稳定，所以本文选取2001年到07年的WTI原油现货价格和美元汇率两组数据作为研究对象来寻找美元汇率与石油价格波动的关系。
二、文献综述
研究石油价格波动最早的是Harold Hotelling（1931），其1931年发表的《可耗尽资源的经济学》被认为是资源经济学的开山之作。可耗尽资源里最引人关注的是石油，石油的储量和产量关系着全世界发展趋势。他假设可耗尽资源的供给者总是期望预期收益的现值最大化，得出结论当资源价格增长率与利率相等时，石油资源可以合理的充分利用，此时的价格则为最优价格。当矿产所有者加快对石油的开采时，不仅会导致对石油的过度开采而且其收益率低于利率则应该放缓开采速度使收益最大化；当矿产所有者推迟对石油的开采时，会导致其收益率高于利率，石油价格过高，所以应该以合理的速度开采使供求平衡资源充分利用。接着经过推理得出以下结论：在完全竞争市场下，当石油开采后到上市前价格的增长率等于利率时的价格为最优价格；在垄断市场下石油价格由厂商来定价，当石油开采量的边际收益上涨速度等于利率时厂商可以使收益最大化。
随着研究方法的发展，在Hotelling的基础上国内外开始对石油价格的研究进入更深的层次，但是对美元汇率和石油价格间关系进行实证分析研究的不多。国内学者范英和焦建玲（2008）认为美元贬值是影响石油价格的直接因素，国际原油价格是按美元定价的，所以美元贬值会导致石油的实际价格降低和出口国收益降低。另有罗东贤（2011）认为在油价以美元定价的基础下，当美元贬值时，会使石油兑换来的购买力降低。由于石油输出国组织有操控石油价格的能力，最终的结果是导致油价上升。另外在期货市场，美元贬值造成大量资本进入石油期货进行保值和投机，在一定程度上也使石油的价格上涨。张凌云和胡江松（2009）利用1995到2008年的石油价格和在以1995年美国的通胀率定义为1的条件下的美国通胀率进行实证分析，通过EXCEL数据分析中的相关系数得出结果表明美元通胀对石油价格影响显著，并且二者具有较强的正线性关系。胡爱梅和王书平（2012）利用1986年1月至2010年12月的WTI国际原油价格月度数据，分别建立ARIMA和GARCH模型对油价进行预测，通过比较分析发现，在短期预测中，ARIMA和GARCH模型对油价的预测均比较准确，当油价由于受到重大事件的影响而有较大波动时，模型的预测精度下降；在长期预测中，GARCH模型的预测效果优于ARIMA模型；整体来看，LARCH模型预测的精度高于ARIMA模型。
本文在国内外研究的基础上，以2001年到07年的WTI原油現货价格和美元汇率的月度数据为研究对象，通过数据资料的Johansen协整检验、Granger因果检验等方法进行分析美元汇率和石油价格的关系。
三、变量及数据说明
（一）数据来源说明
本文选取的数据时间区间为2001年至2007年，美元汇率EX源自中国人民银行（http：//www.pbc.gov.cn）一美元折合人民币平均数，石油价格P选自美国能源情报署（http：//www.eia.doe.gov）的西德克萨斯轻质原油的现货价格，共2组分别84个数据，本文的计算数据均来自eviews5.0。
（二）数据的描述性分析
分别对序列进行描述性统计分析和序列分布正态性检验的Jarque-Bera检验，从表1结果可以看出，在样本期，两组变量序列均可通过检验，EX序列的 Jarque-Bera检验值并不算很大，各变量序列基本呈现分布的正态性。
由序列的趋势走向图如图1 ，可看出二者具有明显的反向变动关系。
四、实证检验及结果
（一）单位根检验
因为大多数时间序列变量有时间趋势，当序列的随机过程是非平稳时的时候，在对具有时间趋势的变量做回归时会存在“伪回归”的可能。因此在讨论变量是否为有意义的经济关系之前，必须对经济变量的时间序列平稳进行检验。检验结果如表2所示，从表2可以看出EX和P都是非平稳的时间序列，而其一阶差分都是平稳的时间序列，因此原序列都是一阶单整序列I（1）。
（二）Johansen协整检验
两组序列均为一阶单整，本文采用Johansen协整检验的方法验证两组变量之间是否存在长期均衡关系。在进行Johansen检验之前先建立VAR模型，借助其结果来确定协整检验的滞后期数。根据LR参考标准，SC（Schwarz Criterion）值和AIC（Akaike information criterion）的最小准则确定变量之后1阶为最优。（如表3）以下为检验结果（表 4），检验结果显示，在5%的显著性水平下，P和EX均与各变量之间存在一个协整方程，说明P和EX在选取的样本期间存在着某种长期平稳关系。其协整方程为 EX=-0.011378P t统计值=0.00453
从协整方程来看，EX的系数为负，说明美元汇率与石油价格呈反比例关系。
（三）误差修正模型机制（ECM）
误差修正模型的优点在于它提供了解释长期关系和短期调节的途径。该操作可以在协整检验的基础上继续进行，在得到残差RESIDUAL后，用两个变量的差分接着建立回归模型：Dp c Dx RESIDUAL（-1）。如果RESIDUAL（-1）前的系数是显著的且为负，说明p和ex之间存在的长期均衡关系制约着p和ex的变化，促使他们走向均衡。其回归结果如表5：
表5 误差修正机制结果
结果显示，RESIDUAL（-1）的系数虽然不显著但是为负，所以当E处于非均衡状态时，在下个时间段误差项的调整慢慢向均衡值靠拢。
（四）Granger因果检验
一般情况下两组变量都是一阶单整且存在长期均衡关系时都存在因果关系。因为Granger因果检验的先决条件为变量是平稳的。在此用变量组的差分做因果检验，其结果如表6：
根据表来看，滞后8期石油价格的改变会引起美元汇率的改变。其原因可能是石油价格的变动影响到石油期货市场上原油期货价格，使得石油交易的货币需求量受到影响，又因为美元仍作为世界货币来结算国际原油交易，所以随着美元的货币供应量的变化美国国际收支逆差也在变化，国际收支引起美元汇率的变化。由于传导机制的漫长和期货合约的时间可能使本样本中在八个月以后，石油价格对美元汇率的影响才表现出来。从整体上看在滞后期为8时P值为0.148，美元汇率对石油价格也存在略微的影响，二者可以说互为因果关系，只不过不如石油价格对美元汇率的影响程度大。
五、结论
本文在借鉴国内外学者的观点的基础上，对样本数据运用用Johansen协整系统、误差修正模型VECM和Granger因果检验对美元汇率和石油价格波动进行了实证分析得出以下结论：
（一）石油价格P在长短期关系中对美元汇率EX均有影响，虽然其显著性不是很强，但是与石油价格和美元关系的理论相符—二者具有长短期均衡关系。从全球来看，石油价格的波动主要表现在期货市场上，在石油交易中规避市场风险和汇率风险时，二者相互作用表现出反方向的正比例变动趋势，由于石油价格对美元汇率影响的传导机制比较复杂，所以其显著性比较弱。
（二）石油价格的增减量是美元汇率增加量变化的原因，而且滞后期时间比较长。这与理论中美元汇率是影响石油价格原因不吻合，原因可能与选取的美元兑人民币的汇率数据有关，因为美元兑人民币汇率不具有美元汇率的代表性，我国的汇率制度为管理浮动汇率制度。对国际经济形势反应不明显，信息传导速度慢有关，所以汇率对油价的影响表现的不明显。也可以说明二者之间具有相互因果关系，其原因在实证分析部分已说明，在此不再赘述，只是表现的不太明显，石油价格的变动也可以影响美元汇率的变动。另外石油作为一种金融产品，本文的石油价格选自原油现货价格，由于其期货合约与交易达成具有一定时间间隔，所以其滞后期比较长。
（三）综上所述，我国在进行石油贸易时应当谨慎的对待石油价格的汇率风险和市场风险等，保证我国的石油供应稳定价格适当。我国还应加快汇率制度的改革和人民币国际化与国际完全接轨，对我国的政策制定也能够提供准确的信息，石油交易中的各种风险也可以有效应对。
参考文献：
[1] Harold Hotelling. 《可耗尽资源的经济学》 1931
[2] 高铁梅.计量经济分析方法与建模——Eviews应用及实例.清华大学出版社，2006.
[3]邹平.金融计量学.上海财经大学出版社，2009.
[4] 庞浩.计量经济学[M].科学出版社，2007.
[5]管清友.石油的邏辑.清华大学出版社，2010.
[6]焦建玲，范英，魏一鸣.石油价格研究综述.中国能源，2004.
[7]罗贤东. 汇率与大宗商品、黄金和石油价格的关系研究. 财政研究，2011.
[8]赵农.危结根.石油价格波动的分析.世界经济，2001.
[9]程伟.力 影响国际石油价格因素的定量分析.国际石油经济，2005.
[10]王凤华.汪玉龙.欧元与美元的汇率和国际原油价格的关系.现代商业化，2009.
[11]张婷婷.原油现货价格与期货价格关系的实证分析以———WTI 为例.价格月刊，2010.