航運市場與大宗商品市場動態溢出效應研究*

孟 斌 周昱彤 匡海波

一、引言

航運是世界經濟運轉至關重要的一環，承擔了90%以上的全球貿易運輸量。航運是服務型行業，需要國際貿易提供支撐，因此，世界經濟和貿易的發展會對航運的發展造成很大程度的影響。Stopford（2009）的航運市場模型顯示，航運服務的需求量受總需求量等宏觀經濟因素影響，如大宗商品價格以及通貨膨脹、利率和匯率[1]。航運市場的供應量主要由世界船隊規模、船隊生產力和運價決定。同樣，這些宏觀經濟因素中的一部分也會引起和推動其他市場如航運市場和大宗商品市場的變化。

自從2008年金融危機以來，各市場之間聯系緊密。世界航運市場與大宗商品市場之間的相互依賴程度日益加深，而在2020年新冠疫情造成的國際市場間相互影響也證明，跨市場之間的聯動性和波動性已經成為全球經濟一體化的主旋律。航運運價能夠捕捉商品需求的變化，蘊含著商品貿易和經濟活動的重要訊息。隨著國際商品貿易的發展，大宗商品市場和航運市場之間的聯系日益密切，越來越成為一個不可分割的整體。航運市場與大宗商品市場間存在著天然的聯系：首先，航運市場的主要運輸對象是干散貨和液體散貨，其中主要的組成部分即為大宗商品，如金屬礦石、糧食以及原油等，市場間存在聯動關系；其次，航運運輸工具所需的船用主要燃料的原料為石油，與大宗商品市場中的主要組成部分原油有密切關聯；最后，航運市場與大宗商品市場都是全球供應鏈組成的一部分，均會受到世界宏觀經濟事件的沖擊?；诖笞谏唐肥袌龊秃竭\市場間可觀測的相互影響的現象，本文對大宗商品市場和航運市場的相關性和聯動性進行研究，重點聚焦于航運市場的視角，研究其與大宗商品的動態溢出效應，基于DCC-GARCH模型對跨市場間的時變性與聯動性進行研究。

關于航運市場內部的研究主要包括子市場間運價關系（Tsouknidis，2016）[2]、不同船型運價關系（Chen等，2010；Cheng等，2015）[3，4]、運價與造船市場關系（Xu等，2011）[5]以及航運衍生品市場間關系（Sun等，2019）[6]等方面。關于大宗商品市場內部的研究主要包括大宗商品市場價格與宏觀經濟因素之間的關系（Mensi等，2013；呂志平，2017）[7，8]以及大宗商品市場內部子市場之間的關系（Pan等，2014；李沛然等，2019）[9，10]。而航運市場與其他市場間的溢出效應的文獻并不多見。航運服務的需求量促進了工業生產，因為船舶運輸的商品主要是原材料，其運費率影響航運運費指數（Bilderici等，2015）[11]。因此，航運運價指數及其預期值的變化可以用于估計工業生產、利率和匯率的變化。有研究對航運市場與股票市場間的關系進行討論（Alizadeh和Muradoglu，2014；Gong等，2020）[12，13]。而航運市場與大宗商品市場的相關研究較少。Lin等（2019）探討了BDI對商品期貨、貨幣和股票市場的溢出效應[14]。姜寶等（2019）分析了國際航運市場與我國鋼鐵市場的聯動關系[15]。

綜上所述，大多數航運市場相關的波動溢出文獻是聚焦在航運市場內部子市場運價以及衍生品之間的關系，而大宗商品市場相關文獻主要研究大宗商品與宏觀因素的影響，對于探究航運市場與大宗商品之間整體波動溢出關系的文獻較少?；诖?，本文聚焦大宗商品市場和航運市場整體及子市場的溢出效應關系，選取的大宗商品市場指標包括原油期貨、金屬期貨以及農產品期貨，基本涵蓋了大宗商品的所有類型，可以更有針對性地對航運市場與大宗商品市場間的聯動關系進行研究。同時結合世界經濟中的大事件與DCC-GARCH模型得出的動態相關系數時序圖進行對比分析，更加全面地揭示了航運市場與大宗商品市場的溢出效應變化原因。

二、航運市場與大宗商品市場的溢出效應機理分析

（一）航運市場的波動機理

航運市場是世界經濟中重要的基礎服務行業，全球超過九成以上的貨物是由航運進行運輸的，作為聯系全球貿易的紐帶，航運業聯系著各個市場。航運業的產業鏈極長，子市場間的關聯度較高，且航運市場具有周期性強、風險大的市場特征[16]。2019年，在中美貿易戰的影響下，負面的經濟和貿易趨勢影響了航運貿易的增長。在貿易緊張局勢持續存在和政策不確定性高漲的背景下，2019年全球經濟增長放緩，世界GDP增速放緩至2.5%，比2001—2008年的歷史平均水平低1.1%。而2019年的運量增長了0.5%，低于2018年的2.8%，可以發現航運貿易受到了世界經濟的影響。且航運市場中所有細分市場的增長也都在放緩，與2018年相比，干散貨貿易增長了1.1%，油輪貿易量萎縮了1%。2020年新冠疫情的流行增強了全球相互依存的關系，也嚴重影響了航運業。根據現實情況可以得知，影響航運市場波動的主要因素包括世界經濟形勢、貨物貿易量以及國際政治情況等。

1.世界經濟形勢

世界經濟形勢作為宏觀因素，能顯著影響國際航運市場的運行情況，對航運運量、航線分布以及運輸產品都有較大的影響。與此同時，不同地域的經濟形勢影響著航運的發展，區域經濟發展的不同也會影響航線的分布。今天，世界經濟逐漸呈現一體化趨勢，也會對航運產生越來越顯著的影響。

2.貨物貿易量

航運的基本職能是運輸貨物，而航運運輸的貨物中超過三分之一的是干散貨。干散貨主要是對大宗商品進行運輸，因此大宗商品的貿易量會影響航運運輸的需求量，從而使航運市場與大宗商品市場形成聯系，影響航運市場整體的發展。

3.國際政治情況

國際政治作為顯著影響國際關系的政治活動，會對全球貿易情況造成影響，如出現國際性的政治事件，可能會對航運市場造成較大的沖擊。以中美貿易戰為例，世界兩大經濟體之間的貿易戰爭會嚴重影響國際性的貿易情況，進而影響航運市場的發展。

波羅的海航交所是全球最權威也是歷史最悠久的航運市場，于1985年開始發布航運指數，在1999年發布了被稱為世界經濟晴雨表的BDI指數。作為世界上最負盛名的國際航運指標，BDI也是國際貿易條件的重要指標。如果BDI出現上揚趨勢，可以證明國際經濟形勢良好，而BDI低于2 000，通常代表著航運企業處于虧損狀態，也表明存在經濟危機的可能。因此，通過了解BDI的波動規律并采取特定的步驟來規避風險，船東可以避免巨額損失，而投資者也可以了解到市場動態。圖1為2010年至2020年主要的航運指數趨勢圖。

圖1 2010—2020年航運指數波動情況

由圖1可知，航運指數整體的波動性是十分劇烈的，也體現出航運市場的風險性較大。其中BCI指數的波動性最強，在2020年年初甚至出現了負值的情況。BDI也徘徊在1 000～2 000附近，說明金融危機發生后航運市場仍處在蕭條的時期，BDTI指數相對干散貨指數較為穩定，但也在2020年年初出現了劇烈的波動，與此同時可以發現，BDI、BPI、BCI的整體波動趨勢是大致相同的，基本都是同步上升同步下降，這是因為BDI是通過加權計算的，且航運子市場之間聯動關系較強，也都是大致同步地接受外來沖擊。

（二）大宗商品市場的波動機理

大宗商品作為全球貿易的基礎貨物，包括能源、金屬、農產品等，都是經濟建設的必需品。大宗商品具有價格波動大、供需量大、方便運輸的特性，所交易的商品為重要的生產物資和生存物資，是國際貿易以及建設的基石。而大宗商品也具有金融屬性，可以作為標的物進行交易，如石油、金屬、農產品、化工材料等。常見的大宗商品市場的交易對象主要包括農副產品、金屬產品以及能源（如原油）等。

造成大宗商品波動的因素有很多，可以分為供需因素、金融因素、政策因素和其他因素：大宗商品在交易的過程中，最直觀地會受到最基礎的基本供需因素的影響；由于大宗商品經常被作為投資組合的對沖產品，其自身的波動與金融市場緊密相連，其市場自然會受到金融信息的影響；貨幣政策、財政政策等宏觀政策變動的政策因素，可以從宏觀經濟層面對大宗商品市場產生影響；其他因素包含大宗商品的品種聯動等因素。

圖2為大宗商品市場指數的期貨價格波動情況，其中CRB指數作為一個綜合性指數，可以從其波動情況對大宗商品市場進行整體分析，LME鋁的期貨數據價格波動情況反映了金屬商品市場趨勢，CBOT小麥和CBOT大豆代表農產品市場，WTI代表原油市場?？梢园l現大宗商品指數價格波動趨勢相似，且具有一定的周期性，并與世界經濟的走勢相關，例如2020年初WTI跌破0，當時新冠疫情流行，世界經濟萎靡以及美股熔斷對WTI形成了較強的沖擊。

圖2 2010—2020年大宗商品期貨價的波動情況

（三）市場間的溢出效應機理

分析航運市場與大宗商品市場的波動機理，可以發現航運市場與大宗商品市場間存在著緊密的關系，包括直接聯系、間接聯系以及共同受到重大事件影響，即航運市場與大宗商品市場間溢出效應的產生機理。

1.航運市場與大宗商品市場的直接聯系

航運市場的主要運輸對象是干散貨和液體散貨，包括糧食、金屬礦石、原油等，均是維持世界經濟運轉的基本原料，而這些貨物也大多屬于大宗商品的范疇，這就形成了航運市場與大宗商品市場間的最直接聯系。航運是大宗商品市場的運輸手段，大宗商品是航運的運輸對象，自然而然航運市場與大宗商品市場間會存在著聯動關系。

2.航運市場與大宗商品市場的間接聯系

航運在運輸貨物的過程中使用的燃料油的價格會影響船舶運行的成本從而影響運價，而燃料油的原料為石油，因此石油價格可以間接地從燃料角度影響航運市場。而石油作為重要的大宗商品，在大宗商品市場占據重要地位，從石油角度，航運市場與大宗商品市場間也存在著緊密聯系。

3.重大事件對航運市場與大宗商品市場的影響

航運市場對世界經濟情況極為敏感，航運指數也是世界經濟的晴雨表。而大宗商品具有金融屬性和商品屬性，其期貨價格的變動與世界經濟情況息息相關，航運市場與大宗商品市場都是全球供應鏈組成的一部分，均會受到世界宏觀經濟事件的沖擊。經濟運行良好時，航運市場與大宗商品市場均會發展良好，而出現經濟沖擊時，航運市場與大宗商品市場也會受到劇烈影響。且國際貿易以世界宏觀經濟為基礎，航運市場與大宗商品市場會存在聯動關系。從投資者角度來說，大宗商品期貨作為投資者青睞的套期保值投資對象，會受到微觀市場情緒的影響，投資者的投資行為會對大宗商品市場產生波動。而航運價格也會受到一定的市場情緒的影響，市場對原材料的預測需求會影響運價走勢，從而影響航運市場。從投資人的情緒角度也可以發現航運市場與大宗商品市場存在聯動關系。因此當重大事件發生時，航運市場與大宗商品市場均會受到影響。

三、市場間動態溢出效應的實證研究

（一）動態溢出效應模型確定

傳統的溢出效應研究方法如GARCH模型，只能得出靜態的相關關系，而結合航運市場與大宗商品市場的波動特性以及溢出效應關系可以發現，市場間的溢出效應是隨時間變化而變化的，靜態的相關關系無法進行解釋，因此需要選取能夠衡量市場間動態溢出關系的方法才能更為全面合理地闡釋航運市場與大宗商品市場間的相關性。本文運用Engle（2002）引入的DCC-GARCH模型，即廣義自回歸條件異方差模型（Dynamic Conditional Correlation GARCH）對動態相關系數進行估計[17]。DCC可以捕捉到不同市場序列之間的波動溢出效應和信息溢出效應，也可以對不同市場時間序列進行動態相關性的描述，可以避免傳統GARCH模型的“維數災難”，進一步改良了CCC-GARCH，能夠對時變性進行刻畫。DCC-GARCH假設序列之間的相關系數是時變的，能夠彌補GARCH存在的缺陷，對序列之間的相關關系也可以進一步從動態角度進行研究分析。

（二）樣本選取和數據來源

大宗商品市場和航運市場都包含若干細分的子市場。大宗商品主要分為能源（如原油）、金屬（如銅、鋁等）、農產品（如小麥、大豆等）三類，本文擬選用WTI原油期貨數據代表能源類市場，LME鋁（AL）的期貨數據代表金屬類市場，CBOT小麥（WHEAT）、CBOT大豆（BEAN）的期貨數據代表農產品類市場，以及路通CRB商品指數代表大宗商品市場的整體市場。選擇波羅的海干散貨運價指數（BDI）代表航運市場，所用數據均為收盤價，大宗商品的數據來源于Wind，航運運價指數來源于克拉克森網，所有的數據均為日度數據，樣本的時間區間為2010年10月26日至2020年12月2日。在剔除了交易日時間不一致的數據之后，樣本容量共計2 389個。

（三）市場間動態溢出效應的結果分析

本文建立多元DCC-GARCH（1，1）模型來分析序列之間的動態協方差?；诤竭\市場的視角，以BDI與CRB、AL、WHEAT、BEAN、WTI數據進行DCC-GARCH模型估計以判斷航運市場與大宗商品市場之間的動態時變相關性。表1呈現了航運市場與大宗商品市場之間動態溢出效應的參數估計。

表1 通過DCC-GARCH模型得到的系數

由表1可知，BDI與大宗商品市場中的CRB、AL、WHEAT、BEAN、WTI有動態相關性，其中，DCCα反映了滯后一期的標準化殘差對當期相關系數的影響，DCCβ反映了前期相關系數對當期相關系數的影響。表中DCCα取值都比較小，且除BDIWTI的系數在10%的檢驗水平下顯著外，其余均不顯著，體現了滯后一期的標準化殘差對動態相關系數的影響比較?。籇CCβ取值較大，尤其是BDIWHEAT的β系數在0.9以上，且在1%的檢驗水平下顯著，表明變量之間的相關系數受前期相關系數的影響比較大，其相關性變動也具有較強的持續性特征。DCCα+DCCβ的值越接近1代表兩個變量間的相關性越有較高的持續性，其中可以發現表示BDI與WHEAT的序列收益率的DCCα+DCCβ大于0.98，兩兩序列的相關系數之間的整體持續性特征較強?；谏鲜鼋Y果與分析可以發現，航運指數包括波羅的海干散貨運價指數（BDI）與CRB和WTI都有一定的動態相關性，CRB指數涵蓋了全部的大宗商品，WTI指數與原油相關，表1的結果在一定程度證明了航運市場與大宗商品的相關性，以及航運市場與原油之間存在動態相關關系。

表2列出了BDI與CRB、AL、WHEAT、BEAN、WTI之間的時變相關系數統計特征。利用R語言得出條件動態相關系數在樣本空間內的時間序列，作出BDI與大宗商品整體市場代表CRB、大宗商品市場金屬類代表AL、大宗商品市場糧食類代表WHEAT和BEAN以及大宗商品市場能源類代表WTI的動態相關系數時序圖，如圖3所示。

圖3 BDI與大宗商品市場動態相關系數時序圖

表2 BDI與大宗商品市場的動態相關系數統計特征

BDI與CRB的相關系數的波動范圍在0.11至-0.19之間，動態系數均值為-0.02，波動幅度較大，且相關關系主要是負向的，但也會出現相關性正向相關的情況?？梢园l現在2011年年初敘利亞戰爭爆發時期BDI與CRB的相關系數為-0.18左右，出現顯著低點，可能是因為在戰爭期間對大宗商品的需求有所增加，但航運業受到戰爭的影響，導致航運市場與大宗商品市場出現顯著負相關。在2013年年中至2014年年中，BDI與CRB的相關關系波動幅度較大，從-0.16波動至0.11左右，可能與當時的經濟形勢以及2014年出現的埃博拉病毒傳播有一定關系。2020年年初也出現了相關性的明顯低點，在-0.19左右，證明新冠疫情對于BDI以及CRB之間的動態相關關系造成了一定的影響。

BDI與金屬期貨鋁之間的動態相關系數的波動范圍在0.15至-0.25之間，與CRB相比，最大值與最小值波動性都更加顯著?？梢园l現BDI與AL在2017年年末至2018年年初出現較大波動，最高點達到了0.15，最低點達到了-0.25，出現如此劇烈的波動可能與鋁礬土的原產地幾內亞在2017年9月出現了停產現象相關，而2018年全球經濟形勢較為動蕩，加大了航運市場與鋁礬土之間的依存關系。隨后BDI與AL間的動態相關系數波動幅度較小。

同為大宗商品農產品期貨，BDI與小麥期貨之間的動態相關系數的最大值為0.02，最小值為-0.05，動態相關性相對較小，而BDI與大豆期貨的動態相關系數最大值為0.33，最小值為-0.30，是所有大宗商品序列中動態相關性最強的。且大豆期貨與BDI在2012年年初航運業低迷時期，出現了較為顯著的負相關，以及2013年年中至2014年年中，糧食等大宗商品出現過度投資，航運業出現反彈，BDI和BEAN之間的動態相關關系也出現了大幅度波動。

BDI與WTI之間的動態相關系數的最大值為0.09，最小值為-0.05左右，動態相關性較小，然而也可以發現在2011年年初和2015年年中BDI與WTI間的動態相關系數均出現低點，這與戰爭以及美國頁巖油增產導致原油暴跌有一定關聯。在2020年年初也可以觀察到BDI與WTI間出現顯著正相關，相關系數達到0.08，可能是由于新冠疫情以及原油暴跌的沖擊導致BDI與原油之間關聯性增加。

四、結論

（一）研究結論

本文基于國內外市場間溢出效應的理論基礎，通過DCC-GARCH模型，對航運市場與大宗商品市場的聯動關系進行刻畫?？梢园l現，航運市場與大宗商品市場存在持續性較強的動態相關性，航運指數BDI與CRB和WTI都有一定的動態相關性，而CRB指數涵蓋了絕大多數的大宗商品，WTI指數與原油相關，證明航運市場與大宗商品市場的運輸關系和原油與航運市場的運價關系確實將航運市場與大宗商品市場聯系在一起。通過動態相關系數對航運與大宗商品市場進行研究，并與世界重大事件聯動分析，可以發現，在2011年敘利亞戰爭、2014年2月埃博拉病毒爆發、2015年原油暴跌以及2020年新冠疫情的全球蔓延等重大事件發生的期間，航運市場與大宗商品市場的動態相關系數都出現了顯著的波動，充分體現了航運市場與大宗商品市場間溢出關系的時變性。

（二）對策建議

航運市場與大宗商品市場聯系緊密，一方面，航運市場的波動走勢與大宗商品市場的波動走勢在一定程度上可以相互產生影響，這意味著兩市場間存在一定的預測意義；另一方面，航運市場與大宗商品市場間的聯動關系在大事件發生時會更加緊密，這對投資者、政策制定者及監管者都有重要的參考意義?；诖耍疚奶岢鲆韵聨c建議：

第一，結合航運市場與大宗商品市場存在的動態相關性進行更為合理的投資決策。大宗商品是現如今投資者熱衷的套期保值產品，投資者在進行相關的投資時，可以參考BDI指數的表現，進一步進行定性定量的分析，采用更為合理的投資決策，降低風險，提高收益。同樣，在進行航運投資，如新造船、拆船、購船等決策時，也可以參考大宗商品市場的表現情況，以更為全面地規避風險。

第二，重視大事件發生時出現的市場間聯動性增強的現象，加強市場監管。當戰爭、疫情等重大事件出現時，航運市場與大宗商品市場間的聯動關系增強，這也提醒了監管部門需要及時采取政府干預恢復市場功能，運用“看不見的手”防范國際事件對國內市場以及相關企業造成的負向沖擊，維持國內市場的繁榮穩定。

第三，結合上下游提升航運企業與大宗商品相關企業的風險規避能力。航運市場與大宗商品市場都屬于風險較高的行業，同樣也是保障民生的重要基礎行業，維護其穩定平衡發展是重中之重?？梢越Y合上下游行業共同協作，形成戰略聯盟，提升航運企業與大宗商品企業的避險能力，面對國際市場沖擊時企業間互相分擔風險，降低風險的影響。

五、展望

未來還可以在以下方面繼續研究。首先，本文對航運市場與大宗商品市場間的跨市場溢出效應進行了研究，但在實際中也經常會出現極端風險溢出和系統性風險溢出。其次，本文的主要研究對象是航運市場與大宗商品市場，然而世界經濟中還有一個重要的金融市場存在，這三個市場間也可能存在聯動性，在未來的研究中，可以加入金融市場，探討三個市場間存在的聯動關系。