基于能繁母猪存栏量和猪粮价比的猪肉价格预报

1、基于能繁母猪存栏量和猪粮价比的猪肉价格预报 第 29 卷第 13 期 农 业 工 程 学 报 vol.29 no.13 72013 年 7 月 transactions of the chinese society of agricultural engineeringjul. 2013 1基于能繁母猪存栏量和猪粮价比的猪肉价格预报 孙建明 （中国计量学院经济与管理学院，杭州 310018）摘 要：生猪生产有内在规律性，猪肉价格存在约 40 个月的长期变化周期，能繁母猪存栏量的增减影响 10 个月后的生猪供给。用 granger 因果关系检验发现，当期猪肉价格和猪粮价比是当期能繁母猪存栏量的单

2、向原因，10个月前的能繁母猪存栏量和 10 个月前的猪粮价比是当月猪肉价格的单向原因。建立了包含 10 个月前能繁母猪存栏量偏离率和 10 个月前猪粮价比偏离率且综合季节性因素、趋势性因素和周期性因素的猪肉价格预报模型。用2000 年 1 月至 2011 年 12 月的猪粮价比数据回归获得模型参数，基于 10 个月前的猪粮价比预报 2012 年猪肉价格，平均准确率为 95.6%；用 2009 年 1 月至 2011 年 12 月的能繁母猪存栏量数据回归获得模型参数，基于 10 个月前的存栏量偏离率预报 2012 年猪肉价格，平均准确率为 97.2%。猪粮价比模型预报 2013 年 4 月猪肉价

3、将出现周期性低点，价格为 19.89 元/kg；能繁母猪存栏量模型预报 2013 年 5 月将出现周期性低点值，价格为 20.88 元/kg。 关键词：肉，预报，数学模型，猪肉价格，能繁母猪存栏量，猪粮价比，周期 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.13.001 中图分类号：f326.3 文献标志码：a 文章编号：1002-68192013-13-0001-06 孙建明. 基于能繁母猪存栏量和猪粮价比的猪肉价格预报j. 农业工程学报，2013，2913：16sun jianming. pork price forecast based on breeding s

4、ow stocks and hog-grain price ratioj. transactions of the chinese society of agricultural engineering transactions of the csae, 2013, 2913: 16. in chinese with english abstract0 引 言中国是世界上最大的猪肉生产国和消费国。改革开放以来中国猪肉产销量大幅增加，年产销量由1980 年的 1 134 万 t 增加到 2011 年的 5 053 万 t。生猪及相关产品生产在整个国民经济及人民生活中占有相当的地位1。生猪市场放开

5、之后的 30 多年里，猪肉价格经历了多次周期波动。每次剧烈波动均对生猪生产产生重大影响，而每当猪肉价格周期性由低谷向上攀升时，居民消费者都产生敏感反应。探寻猪肉价格变动内在规律对生猪及相关产业的生产有重要的指导意义，对政府相关部门政策制定也有参考价值。 国外经济学家很早就对猪肉价格波动规律展开了研究。coase 和 fowler2提出猪周期（pork cycle）的概念，ezekiel3用蛛网理论（cobweb）分析猪肉价格变化，nerlove4把预期理论也用于猪肉价格波动规律的研究中。猪肉价格波动周期为 4 a左右的结论在很多文献中得到印证5-6。近年来，猪收稿日期：2013-05-08 修

6、订日期：2013-06-03 基金项目：国家自然科学基金资助项目（70873115,71173203）；浙江省哲社重点研究基地“产业发展政策研究中心”和浙江省人文社科基地“管理科学与工程”项目。 作者简介：孙建明（1963），男（汉族），湖北鄂州人，中国计量学院经济与管理学院副教授，博士，主要从事计量经济学方向研究工作。杭州 中国计量学院经济与管理学院，310018。email:sjmwh21cn 肉价格波动周期问题又引发了学者们的兴趣。holt7检验了时变平滑过渡自回归模型在猪肉和玉米价格周期上的预报能力。dawson8用谱分析的方法研究英国的猪肉价格周期发现了显著的年周期和季节性周期特征。

7、kaylen9把向量自回归新近发展用于美国猪肉市场预报研究中。chavas 和 holt10用非线性动力学研究猪肉价格周期。miller和hayenga11探讨美国猪肉市场价格周期及非对称传递关系。rezitis 和 stavropoulos12把广义自回归条件异方差模型用到希腊猪肉供给响应与价格波动率估计之中。 国内学者 毛学峰 13 用滤波法 14 对中国1995-2008 年月度生猪价格时间序列数据分解发现，生猪价格波动周期为 3545 个月。nie 等15对 1996至2009年数据借助x12法分析得出猪肉价格波动周期为 42.3 个月。于少东16有相似结论。曙光17用 fourier

8、 周期分析思想从分析图上推出 31 个月的猪肉价格主周期和 8 个月的次周期。高阔 18用granger 因果关系检验结果发现猪肉价格上涨为生产要素价格上涨的原因，反过来生产要素上涨不是猪肉价格上涨的原因。 生猪生产的产业链是从能繁母猪开始的。猪粮价比是生猪生产的成本收益指标，影响着生猪生产者对其能繁母猪存栏量规模的增减决策行为，而这个决策行为又是猪肉价格波动的根本推手。国内外关于猪肉价格变化的研究文献中关于价格周期和?综合研究? 农业工程学报2013 年2 变化原因的研究较多19-23，鲜有从能繁母猪存栏量变化和猪粮价比的角度去建立猪肉价格变化模型的。本文试图从猪肉供给内在周期规律研究入手，

9、建立一个以猪粮价比和能繁母猪存栏量为基础的时间序列价格预报模型。 1 猪肉供给的内在周期性 生猪生产完全市场化了，生产规模由众多生产者根据市场情况决定。如果本期利润率高，生产者一般会扩大生产规模。若发生亏损则会缩小生产规模。要增加生猪产量，首先是增加能繁母猪的数量。生产者将新生仔猪留作后备母猪约需 8 个月才能进入繁殖期。不考虑其他因素变化，此时能繁母猪存栏量增加。母猪正常孕期为 4 个月，哺乳期约 1 个月，仔猪从进入育肥期到出栏一般是 5 个月。由新增母猪带给市场猪肉供应量增加约需要 10个月24。若市场生猪供大于求，生产者减少其能繁母猪存栏量，约 10 个月后猪肉供应减少。当猪肉供给小于

10、需求时，猪肉价格又开始上升。生产者经过信息感悟再度决定扩大生产规模，循环重新开始。若感悟到猪肉价格上涨到决定扩大生产规模的时间间隔为 1x 个月, 感悟到猪肉价格下跌到决定缩小生产规模的时间间隔为 2x 个月,猪肉价格循环周期约为1 228 x x+ + 个月。图 1 为猪肉价格波动周期过程示意图。图 1 猪肉价格波动周期过程 fig.1 pock price cyclical fluctuation process 2 猪肉价格与能繁母猪存栏量及猪粮价比间 granger 因果关系检验 能繁母猪存栏量是控制生产规模的关键，其增减影响 10 个月之后的猪肉供应量。生产者根据盈亏及预期作出能繁母

11、猪存栏量的增减决策。盈亏与生猪生产成本和猪肉市场价格有关，生猪生产成本以饲料成本和仔猪成本为主要部分，比较好地衡量盈亏指标是猪粮价比。猪肉价格与猪粮价比及能繁母猪存栏量之间关系如何用 granger 因果关系检验作推断。 猪肉价格和猪粮价比数据为 2000 年 1 月至2012 年 12 月的月度数据，来源于农业部畜牧司网（/0.）。能繁母猪存栏量数据为 2009 年 1月至 2012 年 12 月的月度数据，来源于农业部每月发布信息。猪肉价格为去皮带骨肉价。使用eviews6.0 分析。 2.1 当月能繁母猪存栏量当月猪粮价比及当月猪肉价格间 granger 因果检验结果 表 1 检验结果表

12、明，接受当月母猪存栏量不是当月猪粮价比的 granger 原因；拒绝当月猪粮价比不是当月能繁母猪存栏量的 granger 原因，即当月猪粮价比是当月能繁母猪存栏量的单向 granger 原因。当月猪肉价格也是当月能繁母猪存栏量的单向原因。 表 1 当月能繁母猪存栏量当月猪粮价比及当月猪肉价格granger 因果关系检验 table 1 granger causality test results on current breeding sow stocks, current hog-grain price ratio and current pork price 原假设（滞后 2 阶） f 统

13、计值 概率 p 结果 当月能繁母猪存栏量不是当月猪粮价比的原因 2.12 0.1365 接受 当月猪粮价比不是当月能繁母猪存栏量的原因 8.737 0.0009 拒绝 当月能繁母猪存栏量不是当月猪肉价格的原因 3.9632 0.0501 接受 当月猪肉价格不是当月能繁母猪存栏量的原因 7.9794 0.0021 拒绝2.2 10 个月前的猪粮价比和能繁母猪存栏量与当月猪肉价格间的 granger 因果关系检验结果 当月猪粮价比影响当月能繁母猪存栏量，当月能繁母猪存栏量影响 10 个月之后的猪肉供应量。表 2 显示 10 个月前能繁母猪存栏量和 10 个月前猪粮价比是当期猪肉价格的单向 gran

14、ger 原因。因此，可用当前能繁母猪存栏量和当前猪粮价比预报 10个月后猪肉价格。 表 2 10 个月前能繁母猪存栏量及猪粮价比与当月猪肉价格 granger 因果检验 table 2 granger causality test results on breeding sow stocks 10 months ago, hog-grain price ratio 10 months ago and current pork price 原假设（滞后 2 阶） f 统计值 概率 p 结果 10 个月前能繁母猪存栏量不是当月猪肉价格的原因 5.9308 0.0099 拒绝 当月猪肉价格不是 10

15、 个月前能繁母猪存栏量的原因 0.5339 0.5948 接受 10 个月前猪粮价比不是当月猪肉价格的原因 10.4637 5.9e-05 拒绝 当月猪肉价格不是 10 个月前猪粮价比的原因 2.2157 0.1130 接受 3 猪肉价格预测模型 3.1 猪肉价格乘法模型 猪肉价格 pt变动是多因素复合的结果。包括长期趋势变动因素 t，周期性变动因素 ct，季节性变第 13 期 孙建明等：基于能繁母猪存栏量和猪粮价比的猪肉价格预报3 动因素 st 和随机变动因素 it。猪肉价格用乘法模型写成一般形式为： t t t tp t c s i （1） 长期趋势变动因素 t 反映随着时间增长猪肉生产成

16、本变化的情况。近 30 a 来，生猪生产中劳动力成本和饲料成本呈上升趋势，猪肉价格总体而言与时间呈正线性关系。 季节性变动因素st则反映了猪肉需求年复一年的变动规律。一年当中冷暖周期性转换，人们的饮食偏好随季节变换,对猪肉的消费需求上半年少，下半年多，价格也随之变动。 周期性变动因素 ct 反映着猪肉生产的内在周期性规律。当平均收益率较高时，生产者决定扩大养殖规模，增加能繁母猪数量。一段时间后，猪肉供应增加，市场供大于求，价格下跌，平均收益率下降。出现亏损情况时，生产者减少能繁母猪存栏量，缩小养殖规模，再过一段时间，生猪供应量减少，猪肉价格上涨，生产者又开始新一轮的扩大生产规模的活动。猪肉价格

17、就此形成周期性波动，也是所谓“猪循环”（pig-cycle）。 3.2 模型估计 3.2.1 长期趋势变化规律拟合 长期趋势变化模型设定为： 0 1t t + （2） 0 为常数项系数；1 为趋势项系数；t 为时间，单位为月；取 2000 年 1 月 t1。 用 2000 年 1 月至 2011 年 12 月的月数据回归结果如下 7.3683 0.1126t t +（3） 3.2.2 季节性变动规律拟合 中国猪肉消费呈现季节性规律。一年当中猪肉价格低谷出现在 45 月份，高峰出现在 912 月份。5 月的价格比 2 月约低 6.5%，12 月的价格比 2月约高 6.0%，7 月价格与 2 月价

18、格基本相当。把同年各月猪肉价格（/.）与该年 2 月猪肉价格相比得出该年猪肉价格季节性变动规律数据。再把 2000 年至 2011 年共 12 a 同月猪肉价格季节性变动规律数据加总平均，得到猪肉消费的季节性规律曲线。全年价格走势呈现与正余弦曲线相似的形状（图 2）。用数学表达式拟合为 21 0.065sin 212ts t （4） 式中，取 2000 年 1 月 t1。 3.2.3 周期变动规律拟合 要获得周期变动 ct 的模型，首先要确定变动周期。自 2003 年后猪肉价格经历了两个多完整周期（图 3），若以 2006 年 6 月为准确波谷，相邻两个波谷距离两个为 36 个月和 41 个月

19、，相邻两个波峰间距离为 41 个月和 43 个月。用波谷波峰距离平均后取整，确定价格变动周期为 40 个月。若以 2006年 6 月为准确波谷，倒推到 2000 年 1 月价格变动的初始变动相位为 3/5。注：猪肉相对价格是指同年各月猪肉价格与该年月价格比值。 note: relative price of pork is the ratio of monthly price to the price in february of same year图 2 猪肉价格季节性变动规律（20002011 年平均值） fig.2 seasonal regularity of pork prices m

20、ean values of 20002011用实际猪肉价格除去长期趋势估计式（3）和季节性变动规律估计式（4），得到周期性规律变动数据。观察该数据发现，周期价格波动具有正余弦函数特征，且振幅幅值也在变化。 周期性规律变动振幅幅值与 10 个月前能繁母猪存栏量及猪粮价比偏离供求均衡点幅度有关。若10 个月前能繁母猪存栏量及猪粮价比偏离供求均衡点幅度大，当期猪肉价格偏离长期均衡点就大。 根据猪粮价比 ft 变动历史统计结果及生猪生产业界的普遍观点24，设定 2006 年之前的猪粮价比均衡点为 6.0，2006 年之后均衡点为 6.5。猪粮价比偏离率 z1t计算式为： 2006 年之前 166ttf

21、z ? （5） 2006 年之后16.56.5ttfz ?（6） 若用 10 个月前猪粮价比估计当月猪肉周期性变动 c1t，设定模型为： 1 0 1 1 102 31 sin 1 40 5t tc z t + + （7） 1 10tz表示 t 之前 10 个月猪粮价比偏离率。0，1为常数。 用 2000 年 1 月至 2011 年 12 月数据对（7）式作最小二乘回归得 0 10.1878 0.1247 若用z2t表示能繁母猪存栏量偏离率，取自2009年 1 月共计 40 个月一个完整周期能繁母猪存栏量农业工程学报2013 年4 mt 均值 4 817 万头作为均衡存栏量，z2t 计算式为 2

22、48174817ttmz ? （8） 设定周期变动规律 c2t 模型为 2 0 1 2 102 31 sin 1 40 5t tc z t + + （9） 2 10tz表示 t 之前 10 个月能繁母猪存栏偏离率。0，1 为常数。 用 2009 年元月至 2011 年 12 月实际数据做最小二乘回归得： 0 10.1571 1.0094 3.3 猪肉价格预报模型 若用能繁母猪存栏量偏离率预报猪肉价格，根据（3），（4），（8）,（9）式及估计结果得到如下价格预报模型。 2 107.3683 0.1126 21 0.065sin 2121 0.1571 1.0094 2 3sin 1 40 5t

23、tp ttzt +? + （10） 若用猪粮价比偏离率预报猪肉价格，根据式（3），（4），（5），（6），（7）及估计结果得到如下价格预报模型。 1 107.3683 0.1126 21 0.065sin 2121 0.1878 0.1247 2 3sin 1 40 5ttp ttzt +?+ + （11） 3.4 猪肉价格预报模拟 基于 10 个月前的猪粮价比偏离率，用价格预报模型公式（11）对 2012 年猪肉价格作预报，平均预报准确率为 95.6%。基于 10 个月前的能繁母猪存栏量偏离率，用价格预报模型公式（10）对 2012年猪肉价格作预报，平均预报准确率为 97.2%。 猪粮价比模

24、型预报 2013 年 4 月猪肉价将出现周期性低点，价格为 19.89 元/kg。能繁母猪存栏量模型预报 2013 年 5 月猪肉价将出现周期性低点，价格为20.88 元/kg。 对猪肉价格作预报模拟，并对比实际猪肉价格数据见图 3。a. 猪粮价比预报模拟猪肉价格 a. pork price forecast and simulation based hog-grain price ratiob. 能繁母猪存栏量预报模拟猪肉价格 b. pork price forecast and simulation based breeding sow stocks图 3 猪肉价格与预报模拟 fig.3

25、pork price and forecasting simulation 4 结 论 根据生猪生产及生长规律，猪肉价格存在 40个月左右的周期性变化规律。猪肉价格和猪粮价比影响能繁母猪存栏量。能繁母猪存栏量直接影响 10个月后的猪肉供应量，是猪肉价格变化的最根本的因素。猪粮价比和能繁母猪存栏量偏离均衡点的幅度大小影响 10 个月后猪肉价格偏离均衡价格的幅度大小。 用趋势性季节性及周期性结构构造的猪肉价格预报模型把猪粮价比和能繁母猪存栏量偏离率的因素融合其中。能根据当期猪粮价比和能繁母猪存栏量预报 10 个月后的猪肉价格。用 2000 年至2011 年猪粮价比数据回归所得 2011 模型，对

26、2012年猪肉价格作预报，平均预报准确率为 95.6%。用2009 年元月至 2011 年 12月能繁母猪存栏量数据回归所得 2011 模型，基于 10 个月前的能繁母猪存栏量偏离率预报 2012 年猪肉价格，平均准确率为97.2%。能繁母猪存栏量偏离率在预报猪肉价格峰值时准确性高些。10 个月前猪粮价比偏离率在预报猪肉价格谷值时准确性较之预报猪肉价格峰值时明显好。2 个模型均预报 2013 年猪肉价将出现周期性低点。猪粮价比模型预报周期性低点在 2013 年 4第 13 期 孙建明等：基于能繁母猪存栏量和猪粮价比的猪肉价格预报5 月出现，价格为 19.89 元/kg。能繁母猪存栏量模型预报周

27、期性低点在 2013 年 5 月出现，价格为 20.88元/kg。 参 考 文 献 1 gale f, marti d, hu d. chinas volatile pork industryeb/ol./.s/ldp-m/2010/ldp-m-02-07-2012_spcial_report.pdf/2013-04-132 coase r h, fowler r f. bacon production and the pig-cycle in great britain: an explanationj. economica, new series, 1937, 413: 55-823 ez

28、ekiel m. the cobweb theorem j. quarterly journal of economics, 1938, 522: 2552804 nerlove m. adaptive expectation and cobweb phenomenajquarterly journal of economics, 1958, 722: 3563655 harlow a a. the hog cycle and the cobwebj. journal of farm economics, 1960, 424: 8428536 futrell g a, mueller a g,

29、 grimes g. understanding hog production and price cyclesr. purdue university cooperative extension service, west lafayette, indian, 19897 holt m t, craig l a. nonlinear dynamics and structural change in the u. s. hog-corn cycle: a time-varying star approachj. american journal of agricultural economi

30、cs, 2006, 881: 2152338 dawson p j. the uk pig cycle: a spectral analysis jbritish food journal, 2009, 11111: 123712479 kaylen m s. vector autoregression forecasting models: recent developments applied to the u s hog marketjamerican journal of agricultural economics, 1988, 703: 70171210 chavas j p, h

31、olt m t. on nonlinear dynamics: the case of the pork cyclej. american journal of agricultural economics, 1991, 733: 81982811 miller d j, hayenga m l. price cycles and asymmetric price transmission in the u s pork marketj. american journal of agricultural economics, 2001, 833: 55156212 rezitis a n, s

32、tavropoulos k s. modeling pork supply response and price volatility: the case of greekjjournal of agricultural and applied economics, 2009, 411: 14516213 毛学峰，曾寅初. 基于时间序列分解的生猪价格周期识别j. 中国农村经济，20082：413mao xuefeng, zhen yanchu. pork price period identification based on time series decompositionjchinese

33、 rural economy, 20082: 413. in chinese with english abstract14 hodrick r j, prescott e c, postwar u s. business cycle: an empirical investigationj. journal of money, credit and banking, 1989, 291: 11615 于少东. 北京市猪肉价格波动周期分析j. 农业经济问题，20122：7578yu shaodong. period analysis on beijing city pork price flu

34、ctuationj. issues in agriculture economy, 20122: 7578. in chinese with english abstract 16 nie f, dong l, bi j. fluctuation and cycle of pork price in chinaeb/ol:/.2013-04-1117 曙光，乔光华. 猪肉价格波动周期实证分析j. 北方经济，20088：1820xu guang, qiao guanghua. empirical research on pork price fluctuation cyclej. north e

35、conomics, 20088: 1820. in chinese with english abstract 18 高阔，甘筱青. 我国生猪价格与生产要素价格波动的动态分析j. 统计与决策，20125：132134gao kuo, gan xiaoqing. daynamic analysis of chinese hog price and production factor price fluctuationjstatistics and decision, 20125: 132134. in chinese with english abstract19 宁攸凉. 中国生猪价格波动的影

36、响与成因研究j. 畜牧经济，20102：5256ning xiaoliang, qiao jun. research on the impact and contributing factors of chinese hog price fluctuationjanimal economics, 20102: 5256. in chinese with english abstract 21 李秉龙，何秋红. 中国猪肉价格短期波动及其原因分析j. 农业技术经济，200710：1822li binlong, he qiuhong. analysis of causes and short flu

37、ctuation cycle about chinese pork pricej. journal of agrotechnical economics, 200710: 1822. in chinese with english abstract 22 王明利，李威夷. 生猪价格的趋势周期分解和随机冲击效应测定j. 农业技术经济，20107：6876wang mingli, li weiyi. trend and period decomposition of hog price and measuring on stochastically shock effectj. journal o

38、f agrotechnical economics, 20107: 6876. in chinese with english abstract23 吕杰，綦颖. 生猪市场价格周期波动的经济学分析j农业经济问题，20071：8992lu jie, quang yin. economics analysis on hog market price volatilityj. issues in agriculture economy, 20071: 8992. in chinese with english abstract 24 holst c, cramon-taubadl s v. inte

39、rnational synchronization of the pork cycle eb/ol: /. / bitstream/114532/2/ holst_carsten_9.pdf. 2013-04-1325 周望. 稳定生猪市场的实证研究j. 价格理论与实践，20095：2834zhou wang. empirical research on hog market stabilizationj. price: theory and practice, 20095: 2834. in chinese with english abstract农业工程学报2013 年6 pork pr

40、ice forecast based on breeding sow stocks and hog-grain price ratiosun jianming college of economics and management, china jiliang university, hangzhou 310018, chinaabstract: hog market is full competitive in china. there are obvious and regular cyclical feature in the fluctuation of pork price. sin

41、ce 2003, pork prices have experienced over two full cycles, the time intervals between the adjacent price valleys are 36 months and 41 months, and the lengths between the adjacent price peak are 41 months and 43 months. taking both price peak and valley intervals into account, the average length of

42、the cycles is approximately 40 months. hog production has its own specific regularity that producers enlarge their production scales when profit rate increases, reduce scales in contrast. breeding sow stocks are the keys of the hog production scale changes. increase or decrease of breeding sow stock

43、 will cause pork supply changes in 10 months because of the rules of hog production. granger causality test results show that current pork price and current hog-grain price ratio are unidirectional granger causality to current breeding sow stocks, breeding sow stocks and hog-grain price ratios 10 mo

44、nths ago are unidirectional granger causality to current pig prices. the contribution of this paper is the multiplicative pork price forecast models which synthesize seasonal factor, trend factor and cyclical factor based on breeding sow stock deviations and hog-grain price ratio deviation 10 months

45、 ago. long term trend equation of pork price is a linear function of time. by using least squares method and pork price time series data, the trend equation parameters can be obtained. the calculations of each month pork price devided by the feb pork price in the same year separately are the seasonal factor values in one