ISSN : 2288-1727(Online)
DOI : https://doi.org/10.12939/FBA.2015.46.3.119
The Causality and Volatility Spillover between Farming fish Species in Consumption Replacement Relation
Abstract
소비 대체 양식어종 간의 가격 인과성과 변동성 전이에 관한 연구†
초록
Ⅰ. 서 론
Ⅱ. 표본자료 및 연구방법론
Rt〓ln(Pt/Pt-1) (1)
여기서 Rt는 각 어종의 t시점의 가격변화율을 나타낸다.
Ⅲ. 연구방법론
1. 인과성 검정
본 연구에서는 두 양식어종 도매시장 간의 인과관계 검정은 식 (2), (3)과 같은 VAR모형에 의해 검토한다. 여기서 FRt과 RRt는 각각 t시점에 서 넙치와 우럭의 가격변화율을 의미한다.
각 어종시장 간의 인과관계는 식 (2)와 (3)에서 계수 제약을 통해 검정한다. 우럭도매시장에서 부터 넙치도매시장으로의 인과관계는 식 (2)에 서 넙치도매시장에 대한 우럭도매시장의 가격 변화율 전이 계수(g1i) 모두가 0과 같다고 제약 (∀g1i〓0)함으로써 검정된다. 만약 우럭도매시 장의 변화에 대해 넙치도매시장이 반응한다면, 우럭도매시장의 가격변화율 전이계수는 0과 다 를 것이다. 한편 넙치도매시장에서부터 우럭도 매시장으로의 인과관계는 식 (3)에서 우럭도매 시장에 대한 넙치도매시장의 가격변화율 전이 계수(g2i) 모두가 0과 같다고 제약(∀g2i〓0)함으 로써 검정된다. 만약 넙치도매시장의 변화에 대 해 우럭도매시장이 반응한다면, 넙치도매시장 의 가격변화율 전이계수는 0과 다를 것이다. 비 제약모형과 제약모형간의 차이 검정은 Wald검 정 통계량을 이용하였다. 벡터자기회귀모형 식 (2)와 (3)에서 p시차의 결정은 식 (4)의 AIC 정보 기준을 이용한다.
여기서 sˆe2는 오차항의 분산 추정값을, T는 관찰치의 수, k는 추정할 모수의 수를 나타낸다.
2. 변동성의 전이효과 검정
본 연구에서는 Kang(2013)의 연구방법과 마찬가지로 Kroner-Ng(1998)의 비대칭 동태적 공분산행렬을 지닌 이변량 비대칭 GARCH-BEKK모형을 가지고 변동성 전이효과를 검정한다. 이변 량 비대칭 GARCH-BEKK모형의 장점은 기존의 모형과 달리 동적인 상관관계 구조에 대한 특별 한 가정이 없고 변동성과 공분산에 대한 비대칭 적 효과를 측정하는 동시에 양시장간의 변동성 전이분석을 가능하게 한다는 점을 들 수 있다. 본 연구에서는 식 (5), (6)과 같이 이변량 비대 칭 GARCH-BEKK모형을 이용한다.
식 (5)에서 무자기상관 오차항 e1,t와 e2,t는 식 (2)와 (3)에 의해 생성되며, It-1은 t-1 시점의 정 보집합이라 할 수 있다. Ht는 조건부분산 및 공 분산 행렬식을 의미한다. 식 (6)을 추정계수의 형태로 표현하면 식 (7)과 같다.
여기서 추정할 모수는 모든 i, j〓1, 2에 대한 cij, aij, bij, dij이며, 첨자 1은 넙치도매시장, 첨자 2는 우럭도매시장을 의미한다. h1, t과 h2, t는 각각 [0, e1, t]와 min[0, e2, t]으로 호재보다 악재 쇼크에 변동 성이 더 크게 반응한다는 변동성 비대칭효과를 잡아내는 Glosten et al.(1993)의 더미 시계열이다. 식 (7)에서 각 추정되어질 모수의 실증적 의미 는 다음과 같다. 우선 자체시장 간 추정모수의 실증적의미를 살펴보면, a211와 a222는 전월 자체시 장에서 발생한 쇼크가 현재 자체시장의 변동성 에 미치는 효과를 측정하는 모수이며, b211와 b222 는 전월 발생한 자체시장의 변동성이 현재 자체 시장의 변동성에 미치는 영향을 측정하는 자체 시장의 변동성 전이효과를 측정하는 모수이고, d211과 d222는 전월 발생한 자체시장의 호재보다 악재가 현재 자체시장의 변동성에 미치는 영향 을 측정, 즉 호재보다 악재에 더 민감하게 반응 하는 변동성 비대칭효과를 측정하는 모수로 자 체시장의 변동성 비대칭효과를 측정하는 모수 이다. 다음으로 교차시장 간의 추정 모수의 실증 적 의미를 살펴보면, a212(a221)는 넙치(우럭)시장에 서 발생한 전월의 쇼크가 현재 우럭(넙치)시장 의 조건부 변동성에 미치는 교차시장 간 쇼크의 전이효과를 측정하는 모수이며, b212(b221)는 전월 넙치(우럭)시장의 변동성이 현재 우럭(넙치)시 장의 변동성에 미치는 영향을 측정하는 모수로 서 교차시장 간 변동성의 전이효과를 나타낸다. d212(d22 1)는 전월 넙치(우럭)시장에서 발생한 호재 (가격상승)보다 악재(가격하락) 쇼크에 대한 현 재 우럭(넙치)시장의 변동성 반응을 측정하는 모수로, 교차시장 간 변동성의 비대칭효과를 측 정하게 한다. 교차시장 간 변동성의 비대칭효과 가 발견된다면, 한 시장의 변동성이 전월 교차시 장의 호재(가격상승)보다 악재(가격하락)에 더 욱 민감하게 반응하는 것을 의미한다. 추정의 편의상 a2 ij, b2 ij, d2 ij 등의 계수 값이 아닌 aij, bij, dij의 계수 값을 추정한다. 따라서 추정 계 수 값의 부호에 관계없이 통계적 유의성으로 앞 에서 설명한 추정계수의 실증적 의미를 도출할 수 있다. Engle-Kroner(1995)와 Kroner-Ng(1998)가 언급한 바와 같이 효율적이며 일관성 있는 모수의 추정을 위하여 식 (8)의 최대우도방법을 이용하며, 또한 모수의 추정에는 BFGS 알고리즘이 사용된다.
여기서 T는 관찰치이며, 는 추정되어질 모수 의 벡터를 말한다.
Ⅳ. 실증분석
1. 기초통계량
Table 1은 표본기간 동안 넙치(flatfish)와 우럭 (rockfish) 도매시장의 가격 및 가격변화율 분석 자료의 기초통계량을 나타내고 있으며, 평균, 표 준편차, 왜도, 첨도, Jarque-Bera의 정규성, 계열 상관, 상관계수 검정 등을 포함하고 있다. 표본 기간 동안 넙치와 우럭의 월별평균가격은 각각 10,030원과 10,317원을 형성하고 있으며, 넙치와 우럭의 평균 가격변화율은 각각 -0.1%와 0.2% 를 나타내고 있다. 가격변화율의 표준편차는 각 각 8.0%와 7.9%를 보여주고 있어 Fig. 2와 같이 변동성이 크게 나타나고 있음을 확인할 수 있다.
넙치와 우럭시장의 가격변화율 분포는 Jarque- Bera(1980)의 정규성 검정에서 기각하고 있으며, 왜도와 첨도 값을 볼 때 중앙이 급첨하고 정규분 포보다 두터운 꼬리를 가진 행태를 보여주고 있 다. 그리고 넙치와 우럭시장의 상관관계는 양의 값인 0.1059로 측정되고 있다. 한편 두 어종의 가격변화율의 계열상관이 존 재하는지를 검정하는 Ljung-Box의 Q(36)통계량 을 보면, 넙치와 우럭 양 어종에서 계열상관이 존재하지 않는다는 귀무가설을 5% 이하의 통계 적 유의수준에서 기각하여 넙치와 우럭의 가격 변화율 시계열이 선형종속적임을 나타내고 있 다. 또한 가격변화율 자승의 계열상관 검정결과 를 나타내는 Q2(6)통계량을 보면, 넙치의 경우 계열상관이 존재하지 않는다는 귀무가설을 기 각하여 비선형 종속적임을 보이고 있다. 이러한 비선형 종속성은 조건부 이분산성 즉 작은 폭의 변동성 다음에 작은 폭의 변동성이 발생하고 큰 폭의 변동성 다음에는 큰 폭의 변동성이 발생하 는 경향 때문에 발생한다. 따라서 본 연구에서는 이러한 자료의 특성을 고려한 AR(1)과정을 통 한 선형종속성의 조정과 조건부 이분산모형을 적용하고자 한다.
2. 인과관계 검정 결과
본 연구에서 인과관계 검정은 AIC 기준에 의 해 5시차를 지닌 VAR(5)모형으로 검정하였다. Table 2는 VAR(5)모형에 의해 추정된 인과관계 검정 결과를 나타내고 있다. 넙치도매시장과 우럭도매시장 간의 인과관계 를 살펴보면, 넙치도매시장에 대한 우럭시장의 수익률 전이 계수(g1i) 모두가 0과 같다고 제약 (∀g1i〓0)한 귀무가설이 통계적으로 10% 이하 의 통계적 수준에서 유의하게 기각되어 우럭도 매시장에서부터 넙치시장으로의 인과방향이 관 찰되고 있다. 그러나 우럭도매시장에 대한 넙치 도매시장의 가격변화율 전이 계수(g2i) 모두가 0 과 같다고 제약(∀g2i〓0)한 귀무가설은 유의하 게 기각되지 않아 넙치도매시장에서 우럭시장 으로의 인과관계는 탐지되지 않는다. 따라서 넙 치도매시장과 우럭도매시장 간의 인과관계는 우럭도매시장에서부터 넙치도매시장으로의 일 방적인 인과방향이 관찰되고 있다.
3. 시장 간의 변동성 전이과정
분석 결과 Table 3은 넙치도매시장과 우럭도매시장 간의 변동성 전이과정을 나타내며, 변동성의 비대칭 효과를 고려하지 않은 모형과 고려한 모형을 함 께 제시하였다. ( )은 Newey-West(1987)의 공 분산행렬에 의해 이분산성과 자기상관을 조정 한 통계치를 나타낸다.
우선 시장 간의 변동성 비대칭 효과를 고려하 지 않은 모형의 실증 결과를 살펴보면 다음과 같 이 제시할 수 있다. 자체시장의 쇼크 전이효과로 서 전월 자체시장에서 발생한 쇼크가 현재 자체 시장의 변동성에 미치는 효과를 측정하는 자체 시장의 쇼크 전이효과를 측정하는 모수 a11와 a22 의 경우 a22만 1% 이하의 통계적 수준에서 유의한 값을 지니고 있어 우럭 자체시장의 쇼크 전이효 과가 나타나고 있음을 보여준다. 다음으로 교차 시장 간 쇼크의 전이효과로서 넙치(우럭)도매시 장에서 발생한 전월의 쇼크가 현재 우럭(넙치)도 매시장의 조건부 변동성에 미치는 교차시장 간 쇼크의 전이효과를 측정하는 모수 a12와 a21중 a12 가 1% 이하의 통계적 수준에서 유의한 -0.2588 로 측정되어 전월 넙치도매시장에서 발생한 쇼 크가 우럭도매시장의 조건부 변동성에 영향을 미치고 있음을 보여주고 있다. 한편 자체시장의 조건부 변동성 전이효과로서 전월 발생한 자체 시장의 변동성이 현재 자체시장의 변동성에 미 치는 영향을 측정하는 자체시장의 변동성 전이 효과를 측정하는 모수 b11와 b22는 1% 이하의 통 계적 수준에서 유의한 각각 0.9796과 0.8944로 측정되고 있어 넙치와 우럭도매시장은 자체시 장의 변동성에 의해 영향을 받고 있다. 그리고 교차시장 간 조건부 변동성 전이효과로서 넙치 와 우럭도매시장의 교차시장 간 조건부 변동성 전이효과를 나타내는 b12와 b21 계수 역시 1% 이 하 의 통 계 적 유 의 수 준 에 서 각 각 0.2663과 -0.2713으로 측정되고 있어 넙치도매시장과 우 럭도매시장 간의 쌍방향적인 변동성 전이효과 가 발견되고 있음을 보여준다.
다음으로 시장 간의 변동성 비대칭 효과를 고 려한 모형의 실증 결과를 살펴보면 다음과 같다. 자체시장의 쇼크 전이효과를 측정하는 모수 a11(a22)와 자체시장의 변동성 전이효과를 측정 하는 모수 b11(b22)는 통계적으로 유의한 값을 지 니지 않았으나, 우럭시장에서 발생한 전월의 변 동성이 넙치의 현재 변동성에 영향을 미치는 계 수 b21 값이 1% 이하의 통계적 유의수준에서 1.0621로 측정되고 있다. 한편 호재(가격상승)보 다 악재(가격하락)에 민감하게 반응하는 자체시 장의 변동성 비대칭효과를 측정하는 d11과 d22중 d22가 1% 이 하 의 통 계 적 수 준 에 서 유 의 한 0.38860으로 측정되어 우럭도매시장은 자체시 장에서 전월 발생한 호재보다 악재에 더욱 민감 하게 반응하고 있음을 보여주고 있다. 그리고 한 시장에서 발생한 전월의 호재보다 악재 쇼크에 대한 현재 다른 시장의 변동성 반응을 측정하는 모수로, 교차시장 간의 변동성 비대칭 효과를 측정하는 d12와 d21는 1% 이하의 통계적으로 유의 한 각각 -0.1157과 -0.0731의 값을 지니고 있 다. 이는 전월 넙치도매시장에서 발생한 호재 (가격상승)보다 악재(가격하락)에 대해 현재 우 럭도매시장의 가격변동성이 11.57% 정도 반응 하며, 이와 동시에 전월 우럭도매시장에서 발생 한 호재(가격상승)보다 악재(가격하락)에 대해 넙치도매시장의 가격변동성이 7.31% 반응하고 있는 것으로 해석할 수 있다. 따라서 넙치도매시 장과 우럭도매시장의 변동성은 서로 다른 시장 의 호재보다 악재에 더욱 크게 반응하고 있음을 확인할 수 있다.
종합하면, 우럭시장에서 발생한 전월의 변동 성이 넙치의 현재 변동성에 영향을 미치고 있으 며, 또한 넙치도매시장과 우럭도매시장의 변동 성은 서로 다른 시장의 호재보다 악재에 더욱 크 게 반응하는 시장 간 쌍방향형태의 비대칭 전이 효과가 관찰되고 있다.
Ⅴ. 요약 및 결론
본 연구에서는 VAR모형과 이변량 비대칭 GARCH-BEKK모형을 이용하여 소비 대체관계에 있는 우리나라 대표적인 양식어종인 넙치와 우럭 가격 간의 인과성과 변동성 전이현상을 검토하고자하였다. 본 연구의 목적을 달성하기 위하여 2006년 9월부터 2015년 7월까지 수산업관측센터 에서 제공하고 있는 마리당 400∼500g 중량을 지닌 하남시도매시장의 kg당 월별 넙치(flatfish)와 우럭(rockfish) 가격자료를 이용하였다.
본 연구의 주요 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 표본기간 동안 추세없이 두 어종 모두 가격변동성이 크게 나타나고 있으며, 상관계 수는 양의 값으로서 0.1059로 측정되고 있다. 둘 째, 넙치도매시장과 우럭도매시장 간의 인과관계는 우럭도매시장에서부터 넙치도매시장으로 의 일방적인 인과방향을 보여주고 있다. 셋째, 우럭도매시장에서 발생한 전월의 변동성이 넙 치의 현재 변동성에 영향을 미치고 있으며, 넙치 도매시장과 우럭도매시장의 변동성은 서로 다른 시장의 호재(가격상승)보다 악재(가격하락) 에 더욱 크게 반응하는 쌍방향형태의 비대칭 전이효과가 관찰되고 있다.
이러한 연구결과에 기초해 볼 때, 우리나라의 대표 양식어종인 넙치와 우럭도매시장 간의 변 동성은 상호 영향을 미치고 있으며, 특히 양 시 장 간에 가격상승보다는 가격하락에 더욱 큰 영 향을 서로 주고 있다고 결론지을 수 있다. 따라서 본 연구의 결과는 일반적으로 소비 대체관계 에 있는 두 양식어종의 가격변동성 전이효과에 기초해서 볼 때, 자유무역협정으로 초래되는 민감 품목의 가격하락은 변동성 전이과정을 통해 다른 대체품목의 가격하락을 초래하여 어업인 의 피해가 당초 예상보다 더욱 크게 나타날 수 있음을 시사하고 있다.
Figure
Table
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