尹靖华

(浙江外国语学院 国际商学院，浙江 杭州 310023)

能源价格与粮食价格关系的研究综述

尹靖华

(浙江外国语学院 国际商学院，浙江 杭州 310023)

能源价格是影响粮食价格的重要因素之一，因此学界围绕能源价格和粮食价格的关联性以及能源价格对粮食价格的影响机制开展了大量研究。研究结果表明：粮食期货价格和能源期货价格之间不存在长期均衡关系，仅存在短期动态关系；而粮食现货价格和能源现货价格之间存在长期均衡关系和短期动态关系。能源价格对粮食价格传导的渠道有生产成本渠道、生物能源需求渠道和运输成本渠道。

能源价格；粮食价格；关联性；传导渠道

一、引言

粮食安全问题一直是党中央和各级地方政府十分重视的问题。2001年以来，中国稻米、小麦、玉米和大豆集贸市场价格指数从2001年1月的104、112、122和97上升到2015年1月的262、264、271和258①。同期，国际能源价格指数②和国内粮食价格指数呈现同向波动：2001年1月至2005年12月都围绕均值小幅震荡，2006年1月至2010年12月呈上升趋势，2011年1月至2015年12月呈下降趋势。目前，学界普遍认为，粮食价格的普遍上涨不仅与传统粮食市场的供需关系、生产成本等相关，而且与近年来国际能源价格的震荡密不可分[1]386[2]126[3]6[4]146[5]55。在此背景下，厘清能源价格与粮食价格的关系具有一定的理论价值和现实意义。

二、能源价格与粮食价格的关联性

(一)粮食价格的定义

本文所指的粮食价格包括期货价格和现货价格两种。现货市场实体商品的买卖(而非期货市场投机)决定了长期均衡价格，期货市场只是短期内起到价格发现的功能[6]409。期货交易者将期货市场的投机或指数基金的增加，视为关于期货价格的、有价值的私人信息，并基于此信息调整他们的期货头寸[6]408。期货头寸的调整虽然会导致短期内期货价格的变动，但是其调整规模并不足以引发现货市场长期均衡价格的变动。

有关中国粮食期货和现货价格关系的研究主要从以下两个方面展开：

其一，中国粮食期货和现货价格的关系。排除其他干扰因素后，中国粮食期货和现货价格应是同向变化的。粮食期货价格虽然不能完全平抑现货价格和产量绕均衡点的波动，但是至少可以减缓这种波动的幅度[7]151。粮食现货市场供求基本面的恶化会引发交易者担忧未来行情，从而导致期货市场价格升高，出现轮动效应[8]。以往研究表明，中国粮食期货价格和现货价格之间存在长期均衡关系[9-14]。然而，关于粮食期货和现货价格是否双向引导，学界存在争议。如王可山和余建斌(2008)[9]，以及王时芬和汪喆(2016)[15]等的研究表明，中国大豆期货与现货价格之间存在双向引导关系，相比而言，期货价格对现货价格的引导作用更强；而黄太洋(2013)[12]、侯金莉(2014)[13]、黄建新和周启清(2014)[14]等的研究则表明，中国大豆、玉米、小麦、籼稻、豆粕等的期货价格对现货价格具有单向引导作用。

其二，中国与国外粮食价格之间的关系。王惠平(2011)[16]的研究显示：中国与国外粮食期货市场之间存在着长期协整关系和即时的双向价格引导关系。Yanetal. (2014)[17]基于有向无环图模型研究了美国与中国玉米现货和期货市场之间的互动关系。研究结果显示：美国玉米现货与中国玉米现货及期货市场、美国与中国玉米期货市场之间均存在水平型价格传导；与中国玉米现货和期货价格对美国玉米价格的影响相比，同期美国玉米现货和期货(尤其是现货)价格对中国玉米价格有更大的影响；美国玉米现货价格对中国玉米市场的引领作用是长期的。

(二)能源价格与粮食价格的关联性

粮食价格和能源价格的相关性原本较低，但由于油价的不断飙升刺激了生物能源的发展，对用于燃料乙醇的玉米和用于生物柴油的大豆等能源作物的需求不断增长，从而导致能源价格与粮食价格的相关性上升。

根据格兰杰定理，如果两个变量之间是线性的、协整的关系，那么它们之间存在长期均衡关系；如果两个变量之间是非线性关系,并且这种非线性关系能被函数模拟出来，那么它们之间也可能存在长期均衡关系(长期关联性)。但上述的“均衡”概念是数据上的长期稳定关系，与经济上的“均衡”概念有些差异③。变量的长期均衡关系和短期动态关系存在一定的联系：确定变量之间存在长期均衡关系之后，可进一步估计对应的误差修正模型。在该模型中，变量的短期波动(体现在差分项上)将被误差修正项(长期均衡偏差)拉回均衡线上，变量之间最终恢复均衡状态。一般而言，粮食价格和能源价格的长期均衡关系是指两者存在一年以上的数据上的稳定关系[18]330[19]439；粮食价格和能源价格的短期动态关系则是指两者在一年之内的同期价格效应[19]440[20]432。关于能源价格与粮食价格之间是否存在长期关联性，学界存在争议[21-22]。概而言之，以往对能源价格与粮食价格关联性的研究主要集中在以下两个方面：

1.粮食期货价格和能源期货价格之间的关联性

部分学者针对粮食期货价格和能源期货价格的关联性进行了研究，研究结果表明，粮食期货价格和能源期货价格之间不存在长期均衡关系，仅存在短期动态关系；由于数据的结构性突变，这种短期动态关系会发生阶段性变化。

Mcphailetal.(2012)[6]采用2000年1月至2011年7月的月度数据，对玉米期货价格、波罗的海干散货运价指数、美国玉米期货合约投机持仓数量、原油期货价格和燃料乙醇产量等时间序列变量进行了协整检验和向量自回归模型估计。研究结果显示：上述变量之间不存在长期协整关系；投机活动对真实玉米价格，即用CPI指数平减、扣除通货膨胀因素的玉米期货价格的影响在3个月内显著，3个月后消失；原油期货价格对真实玉米价格的影响显著，且持续10个月以上，12个月后其成为最重要的影响因素。

Du & Mcphail(2012)[23]针对2005年3月25日至2011年3月25日玉米、燃料乙醇和汽油每日期货价格进行了协整检验，发现玉米、燃料乙醇和汽油期货价格间不存在长期协整关系。同时，考虑到数据的结构性突变，他们将样本期分为两个阶段，采用结构向量自回归模型进行了估计。研究结果表明，2005年3月25日至2008年3月25日，玉米、燃料乙醇和汽油期货市场的同期价格效应统计上不显著；2008年3月26日至2011年3月25日，三个市场的同期价格效应统计上显著，燃料乙醇的大规模生产和使用重塑了能源期货价格和粮食期货价格之间的关系。

Koiralaetal. (2015)[20]针对2011年2月至2012年9月的玉米、大豆、生牛、天然气和布伦特原油的每日期货价格，进行了协整检验和格兰杰检验，发现包括粮食在内的农产品期货价格和能源期货价格之间不存在长期协整关系和格兰杰因果关系。同时，研究采用克莱顿连接函数进行了分析，发现短期内两者显著正相关，能源期货价格的上升会推高包括粮食在内的农产品期货价格。

Silvennoinen & Thorp (2016)[24]针对1990—2011年的美国西德克萨斯中质原油(WTI)与咖啡、棉花、橘子汁、糖、肉牛、活牛、生猪、猪胸肉、玉米、大豆、大豆油、小麦等12种农产品的每周期货数据，分析了WTI和包括粮食在内的农产品期货收益的动态条件相关性，并采用状态空间-广义自回归条件异方差模型研究了WTI和包括粮食在内的农产品期货价格的非线性关系。研究发现，总体而言，包括粮食在内的大多数农产品与WTI期货价格总体呈现相关性上升；当包括粮食在内的农产品和WTI期货价格都处于高位时，作为生物能源原料的玉米、大豆与WTI期货价格之间呈现高相关性。

2.粮食现货价格和能源现货价格之间的关联性

多数粮食和能源现货价格的关系研究表明，两者之间存在长期均衡关系和短期动态关系。Ciaian & Kancs (2011)[18]对1994—2008年的原油与玉米、小麦、大米、糖、大豆、棉花、香蕉、高粱、茶叶等9种农产品的每周现货价格进行了协整检验。考虑到数据的结构性突变，研究将样本期分为3个阶段。研究结果显示：1994—1998年，包括粮食在内的农产品与原油现货价格之间不存在协整关系；1999—2003年，原油与玉米、大豆现货价格之间存在协整关系，其他农产品与原油现货价格之间不存在协整关系；2004—2008年，包括粮食在内的农产品和原油现货价格之间存在协整关系，该阶段生物能源生产的大规模扩张影响了原油与农产品现货价格之间的内部联系。格兰杰检验和误差修正模型估计的结果显示：原油与包括粮食在内的农产品现货价格之间存在长期的单向因果关系，变量的短期波动将被误差修正项以较低的速度拉回均衡线上。

杨志海等(2012)[25]选取 1998年1月—2011年12月中国粮食和大庆原油现货价格的月度数据，利用自回归分布滞后-误差修正模型进行了实证研究。研究结果显示：原油现货价格对大米、玉米和大豆现货价格具有显著正向影响，但对小麦现货价格产生负向影响；原油现货价格对大米、玉米和大豆现货价格的长期影响大于短期效应；相对而言，原油现货价格对大豆现货价格的影响最大。

马凯和潘焕学(2013)[5]采用1994年1月—2012年12月中国原材料、燃料和动力购进价格指数与居民消费粮食价格指数，通过协整检验和误差修正模型估计研究了能源现货价格与粮食现货价格的关系。研究发现，两者存在长期均衡关系，且能源现货价格对粮食现货价格的长期影响要远远大于短期效应。

Wangetal. (2015)[19]采用1998年1月—2013年12月中国原油与大米、小麦、玉米、大豆现货价格的月度数据，在检验现货价格变量之间协整关系的基础上，进一步通过自回归分布滞后-误差修正模型分析了现货价格变量之间的短期动态关系。研究结果显示：长期内，原油、小麦、玉米和大豆现货价格都是大米现货价格的驱动因素；原油现货价格通过生物能源需求渠道引发玉米和大豆现货价格的上涨，进而不同粮食品种之间的替代性推动了大米现货价格的上涨；无论长期还是短期，原油现货价格对大米现货价格的形成都有重要影响；误差修正项需要48个月的时间才能把变量的短期波动拉回均衡线上。

Walteretal. (2016)[26]针对1974年1月—2012年12月原油产量、波罗的海干散货运价指数、石油现货价格和玉米现货价格的月度数据，采用灵活傅里叶函数模拟了数据结构的渐进改变，并在移动均值向量自回归模型中引入三角函数进行估计。研究结果显示：石油现货价格冲击对真实经济活动的抑制效应可持续两年之久；由于生物能源需求上升，玉米现货价格上升，进而推高石油现货价格。

当前，由于数据可得性、研究便利性等原因，关于粮食期货价格与能源现货价格，以及粮食现货价格与能源期货价格关联性的实证研究还很少。

三、能源价格对粮食价格的影响机制

在有限耕地资源的约束下，农户在粮食作物④和能源作物之间的种植决策会受到粮食和能源相对价格的影响。能源价格上升时，粮食生产成本和生物能源需求同时上升，导致能源作物和粮食作物对种植面积“争夺”的加剧。此时，能源价格对粮食价格传导的生产成本渠道和生物能源需求渠道相互交织，共同作用。因此，虽然两类传导渠道的分析侧重点不同，但是很多学者认为它们的理论框架一致，即在能源作物与粮食作物竞争性关系的基础上，假设中央计划者决策或代表性农户分散化决策，通过利润最大化以及能源和粮食市场的同时均衡，建立起能源价格和粮食价格的联系。此外，还有部分学者分析了能源价格对粮食价格传导的运输成本渠道。

(一)侧重生物能源需求渠道的研究

Gardner(2003)[27]构建了一个包含燃料乙醇市场与玉米及其副产品市场的局部均衡模型，假设燃料乙醇和玉米之间的价格关联取决于矿物能源和燃料乙醇之间的交叉价格弹性。Gorter & Just (2009)[28]拓展了Gardner的模型，研究了玉米、燃料乙醇和石油之间的价格联系，提出石油和玉米之间的价格关联是通过石油价格上升从而刺激燃料乙醇发展来实现的。

Chakravortyetal. (2006)[29]采用李嘉图-霍特林模型，分析了中央计划者在粮食作物和能源作物之间的土地分配决策，发现清洁能源需求上升加速了生物能源的发展，进而使土地从粮食生产流向能源生产，导致粮食价格上升。

Hertel & Beckman (2010)[30]以美国为研究对象，讨论了能源价格和玉米市场随机冲击(随机供给冲击和随机需求冲击)对玉米价格的影响，并提出了燃料乙醇市场的分割模型。该模型假设燃料乙醇在两个彼此独立的市场进行销售:在第一个市场，燃料乙醇作为汽油添加剂，严格按照10%的比例进行添加，其需求对矿物能源和燃料乙醇的相对价格不敏感；在第二个市场，燃料乙醇作为汽油的替代品，其需求严重依赖于矿物能源和燃料乙醇的相对价格。数理推导结果显示：1)玉米市场随机冲击将会导致玉米价格的较大变化。2)国际能源价格的上升将会引发玉米价格的上升。3)政府的生物能源政策会对玉米价格产生重大影响。燃料乙醇占汽油10%的液体燃料混合墙(Blended Wall)政策和可再生能源标准(Renewable Fuel Standard)可以部分切断能源价格和玉米价格的联系⑤。同时，他们采用全球贸易分析模型进行了验证。

(二)兼顾生产成本渠道和生物能源需求渠道的研究

吴方卫等(2009)[31]基于“与粮争地”的视角，分析了玉米乙醇发展对中国粮食安全的影响，其分析思路同时体现了生物能源需求渠道和生产成本渠道。首先，他们在假定粮食长期价格由原油价格决定的基础上，建立了粮食价格、化肥价格和土地机会成本与油价之间的联系方程，对联系参数进行了估计，从而验证了能源价格对粮食价格传导的生产成本渠道。然后，基于“未来油价短期内上下波动，长期内总体上涨”的判断，设计了油价上涨较快和较慢两种情景，模拟了玉米乙醇发展对未来粮食安全的影响。模拟结果表明：无论哪种情景，油价上涨都将导致玉米乙醇需求量增加，玉米种植面积扩大，在有限耕地的约束下，小麦和稻米价格随之上升；油价上涨幅度越大，玉米乙醇生产对口粮供求的影响程度越大，能源价格通过生物能源需求渠道对粮食价格的传导作用也就越明显。

Ciaian & Kancs(2011)[18]在燃料乙醇、饲料和玉米市场垂直一体化模型中，针对全球市场分析了能源价格对玉米价格传导的生产成本渠道和生物能源需求渠道。他们认为：无生物能源生产时，能源价格主要通过生产成本渠道影响粮食价格。能源投入要素在农业生产中的重要性越高，能源对粮食的价格传导弹性越大。有生物能源生产时，能源价格对粮食价格传导的生产成本渠道和生物能源需求渠道同时发挥作用。能源对粮食的价格传导弹性随着粮食需求弹性和土地供应弹性的减小而下降，随着能源投入要素在农业生产中重要性的增加而上升。

与其他学者将能源价格作为外生变量不同，Baheletal. (2013)[32]假设能源价格是内生变量，在研究能源价格和粮食价格的关系时进一步分析了能源价格变化的根本原因，并构建了可耗竭资源分散化均衡的动态优化模型。该模型认为：1)粮食市场均衡时，粮食价格是人口数量、生产成本和能源价格的函数。2)其他条件不变时，能源价格通过生物能源需求渠道对粮食价格产生同向影响。3)石油储备量、人口数量是能源和粮食价格变化的根本原因。能源和粮食价格随石油储备量减少而上升；石油储备耗竭后，能源价格接近生物能源保留价格，粮食价格随人口数量增加而接近保留价格。

(三)侧重运输成本渠道的研究

部分学者分析了能源价格通过运输成本渠道对粮食价格的影响。如Dillon & Barrett(2013)[33]的研究表明，国际油价上涨导致运输成本提高，进而推高了埃塞俄比亚、肯尼亚、坦桑尼亚、乌干达的粮食价格。

翁鸣(2015)[34]分析了中国粮食市场挤压效应的产生机理，以及中美两国小麦和玉米生产成本与国际粮食海运费用的变化。研究发现，2015年国际石油价格大跌，导致国际粮食海运费用明显降低。“以美国墨西哥湾运至中国广州黄埔港的玉米海运费用为例，2015年，该航线的海运费用分别是2014年的68.03%、2012年和2013年的69.44%、2008年的30.39%。”[34]38国际粮食海运费用下降促使进口粮食到岸完税价格进一步降低，而当进口粮食价格在诸多因素作用下低于国内粮食价格时，中国粮食市场将会产生挤压效应。

四、结语

当前，国内外学者从关联性和影响机制两个方面对能源价格和粮食价格的关系展开了大量研究。研究发现:粮食期货价格和能源期货价格之间不存在长期均衡关系，仅存在短期动态关系；而粮食现货价格和能源现货价格之间存在长期均衡关系和短期动态关系。能源价格可通过生物能源需求渠道、生产成本渠道和运输成本渠道影响粮食价格。纵观以往研究，有几点值得思考：

其一，在能源价格对粮食价格影响机制的研究中，多数学者将能源价格视为外生变量，即假定能源价格变化是源头，是外生变化的、给定的，不考虑能源价格变化的原因；仅有Bahel等少数学者将能源价格视为内生变量，即假定能源价格变化是由其他原因引起的，在研究能源价格和粮食价格关系时，进一步挖掘了能源价格变化的根本原因。相对而言，“能源价格为内生变量”基础上的研究更全面、更系统，因此，下一步应加强这方面的研究。

其二，单独的、严格意义上的生产成本渠道研究较少。虽然一些学者对生产成本渠道的个别传导环节，如“能源价格—粮食生产成本”[35-36]或是“粮食生产成本—粮食价格”[37-38]，进行了探讨，但是关于生产成本渠道整体传导机制的系统研究仍较为缺乏。这为后续研究提供了广阔的空间。

其三，国外学者在协整检验和格兰杰检验的基础上，运用时间序列模型、数值模拟和一般均衡模型等方法对能源价格和粮食价格的关系进行了实证研究。相对而言，国内学者多基于能源价格和粮食价格的线性关系假设进行实证分析，对数据的结构性突变和非线性关系考虑不够。因此，国内学者可以借鉴国外学者的成功做法，进一步拓展研究思路、丰富研究手段。

其四，随着中国粮食市场日益开放，国际能源价格对国内粮食价格的影响日益显著，甚至可能引发粮食安全问题。笔者认为，只有综合考虑多个传导渠道，进一步完善粮食价格调控机制，才能有效平抑能源价格变化引发的粮食价格剧烈波动，确保粮食安全。

注释：

①集贸市场价格引自《中国经济景气月报》。为了剔除通货膨胀因素的影响，笔者对所有数据进行了指数化处理，2000年1月基期值为100。

②本文的“能源”概念包括传统矿物能源(石油、汽油、柴油、煤炭等)，以及新型生物能源(以玉米为原料的燃料乙醇和以大豆为原料的生物柴油等)。国际能源价格来源于国际货币基金组织跨国宏观经济统计数据库，采用西欧市场煤炭基准价格，以及美国西德克萨斯中质原油、北海布伦特原油和迪拜原油的平均值。以上年同期水平为100，笔者对所有数据进行了指数化处理，以突出价格波动的周期性特征。

③经济上的“均衡”方程需要同时满足多个条件，如变量之间的关系有经济学意义，变量之间存在协整关系，均衡方程必须包含均衡系统中的所有变量，均衡方程的随机项是白噪声等。

④本文的“粮食作物”主要是指用于口粮消费的小麦和稻米等。

⑤油价较高时，汽油中添加燃料乙醇可降低成本，但液体燃料混合墙政策限定了汽油中掺混燃料乙醇的最高比例，因而高油价对燃料乙醇需求的推高作用受到限制，进而降低了玉米价格的波动幅度；油价较低时，汽油中添加燃料乙醇无利可图，但可再生能源标准强制规定必须添加一定比例的燃料乙醇，因而低油价对燃料乙醇需求的抑制作用受到限制，进而降低了玉米价格的波动幅度。

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ALiteratureReviewoftheRelationshipbetweenEnergyPricesandFoodPrices

YINJinghua

(SchoolofInternationalBusiness,ZhejiangInternationalStudiesUniversity，Hangzhou310023,China)

Energy price is one of the important factors affecting the food price. Hence,there are a number of studies on the relationship and effecting mechanism between energy price and food price. The results show that：first,there is no long-term equilibrium relationship between the futures prices of grain and oil,but only short-term dynamic relationship. However,the spot price of grain and oil has a long-term equilibrium relationship and short-term dynamic relationship. Second,the energy prices transmit to grain prices through channels of production cost,biological energy demand and transport costs.

energy prices;food prices;correlation;transmission channels

2016-04-29

浙江省哲学社会科学规划课题(16NDJC043YB)

尹靖华(1984-)，女，河南濮阳人，浙江外国语学院国际商学院讲师，博士。

F746.11

A

2095-2074(2017)01-0095-07