摘 要
长期以来，国债发挥着决定市场无风险利率的作用。随着不同久期合约品种相继上市，国债期货通过自身价格发现功能，为国债现券交易起到合理定价的作用，在提升现券流动性的同时促进国债收益率曲线平滑化。本文分析了新品种合约上市对我国国债收益率曲线形态变化的影响，研究了收益率曲线怎样传导资金利率变化，并通过实操研究，探索了如何根据国债收益率曲线的形态变化进行跨品种价差套利。
关键词
国债期货 国债收益率曲线 主成分分析（PCA） 久期中性组合 曲线交易策略
理论分析
国债收益率曲线直接展现利率期限结构，也反映市场短期货币供需关系及长期经济基本面变化，为市场分析宏观经济趋势提供了工具。国债期货可促进国债现券定价更趋合理，从而提升国债收益率曲线的政策有效性。
（一）国债期货夯实国债收益率曲线基准属性
国债期货作为主要金融衍生品工具之一，促进了现券的价格发现，也为投资者提供了风险对冲工具。国债期货的出现有利于国债收益率曲线发挥定价基准作用。
一是促进价格发现。国债期货价格不仅反映市场供需关系，还反映市场对未来利率水平变化的合理预期。国债期货市场的高流动性及价格报价的公开透明性，为国债现券提供合理可预期的均衡价格，提升了国债市场流动性，帮助其有效发挥金融市场利率基准功能。
二是扩大国债配置需求。国债期货的风险对冲机制，保证了国债现券持有者运用国债期货，在市场风险上升时降低资产久期，或是通过套期保值规避风险，从而提升资金使用效率，扩大国债现券的配置需求。
随着2、5、10和30年期国债期货品种合约上市，我国的国债期货市场逐渐发展完善，推动国债收益率曲线更好发挥利率基准作用。
（二）国债期货的跨品种交易
国债期货与国债收益率曲线之间的作用存在双向反馈机制，在国债期货改善国债收益率曲线形态的同时，国债收益率曲线形态的变化也将反映到国债期货跨品种合约的价差上。以下两个因素决定国债收益率跨品种交易方向。
一是资金利率决定短端合约品种交易方向。资金利率对短端国债收益率曲线的影响更为直接，当资金利率上升时，短端的国债收益率上行，收益率曲线走平。此时短端国债期货的价格下降幅度将远大于长端国债期货价格下降幅度，选择做多长端国债期货合约，做空短端国债期货合约。
二是经济状况与基本面因素通常决定了长端曲线交易方向。通常来说，长端收益率曲线的斜率基本为零，10年期及以上国债收益率代表了收益率曲线整体的中枢水平，反映当前的经济状况与基本面。当经济基本面发生变化时，长端收益率曲线的变化将会更加充分，而短端收益率曲线变化则更多受到资金利率的影响。
随着30年期国债期货合约推出，国债收益率曲线的“最后环节”补齐。国债期货市场的流动性将会促进国债期货合约合理定价，合约品种的多样性也为市场投资者提供丰富的曲线交易机会，国债收益率曲线平滑度的加强也将提升政策传导效率，增强曲线交易策略的有效性。
实证分析研究
（一）国债期货上市前后国债收益率主成分分析
为分析国债期货上市对国债收益率曲线形态改善的效果，本文将参考刘玄等（2020）及刘成立等（2016）的研究，采用主成分分析方法（PCA）提取国债收益率曲线的主成分三因子，即水平、斜率、曲率，分析其在不同阶段对国债收益率曲线解释力度的变化。作为刻画国债收益率曲线主要信息的组成部分，第一主成分（水平）能够反映国债收益率曲线整体中枢的变化情况，第二主成分（斜率）和第三主成分（曲率）则代表国债收益率曲线整体的平滑度。
本文将以5年期合约仿真交易开始时间及5、10、2、30年期国债期货合约正式上市时间作为分割点，将时间序列样本划分为2010年1月4日—2012年2月10日（阶段1）、2012年2月13日—2013年9月5日（阶段2）、2013年9月6日—2015年3月19日（阶段3）、2015年3月20日—2018年8月16日（阶段4）、2018年8月17日—2023年4月20日（阶段5），共5个阶段。30年期国债期货上市至今的时间较短，不计入分析。
首先，根据主成分三因子解释力结果（见表1、图1），5年期国债期货合约的上市，加强了收益率曲线主成分的累计解释力度，而国债期货仿真合约推出前后并没有出现显著变化。其中，第一主成分（水平）的解释力提升显著，反映国债收益率曲线作为基准收益载体的有效性上升。叠加第二主成分（斜率）和第三主成分（曲率）后，解释力度提升至99%左右，较阶段1、阶段2有所进步，表明曲线整体平滑度得到增强。
为进一步说明国债期货上市对国债收益率曲线平滑度的加强效果，对标准化处理后的国债收益率曲线主成分三因子描述性统计结果进行分析。根据5个阶段中主成分三因子的描述性统计结果（见表2），水平因子波动率有显著下行，标准差从0.1下行至0.04。随着国债期货新品种合约上市，利率中枢水平的波动风险逐步减少，国债期货发挥市场价格发现功能，为国债收益率的稳定起到了定价锚的作用。
斜率与曲率因子主要反映国债收益率曲线的平滑度，经标准化处理后的斜率和曲率因子的均值均向0收敛，反映出国债收益率曲线的平滑度得到增强。5年期合约上市后，国债收益率曲线各期限之间的利差变化更为合理平滑。因此采用主成分分析的方式，进一步验证了国债期货的上市提升了债券交易市场的流动性，为完善市场机制发挥了重要作用，同时也提升了其对货币政策传导的效率。
（二）国债收益率曲线对国债期货跨品种价差的影响
前文我们对国债收益率曲线的形态变化引起国债期货跨品种价差变化的机理进行了论述。以下我们将第一主成分（水平）与一阶滞后的国债期货久期中性价差数据进行因果检验，尝试说明国债收益率曲线中枢变化将会传导至国债期货跨品种合约间价格的相对变化，因而具有领先指标的特征，可用于构建择时指标寻找交易机会。
为证明国债收益率曲线对国债期货跨品种合约价差具有领先性，本文将参考刘成立等（2016）运用格兰杰因果检验进行验证。结合闫星月（2015）、张珺（2015）的研究方法，运用Nelson-Siegel模型拟合得到国债期货收益率曲线的水平因子时间序列，用作格兰杰因果检验的样本X。样本Y方面，我们选择5年与10年期合约品种构建久期中性组合，保证交易流动性及时间序列样本数量的充足，剔除久期差异对国债期货跨品种合约价差的影响。由于5年期和10年期国债期货的可交割合约的平均久期分别为4.625年和8.25年，因此我们采取1.8比1的固定比例构建久期中性组合，即当我们看多利率期限利差时，则做多1.8个单位的TF，做空1个单位的T，反之则相反。
格兰杰因果检验的结果表明，当一、二阶滞后时， p值检验结果均低于5%的显著水平，可以认为国债收益率曲线水平因子与久期中性价差变化间存在格兰杰因果关系，国债收益率曲线的变化具有领先性，能够领先于跨品种合约间相对价差的变化进行预测，而国债收益率曲线水平的变化则反映了近期市场资金利率中枢的变化。
操作实务研究：久期中性曲线交易策略
结合理论和实证分析，本文论证了国债期货与国债收益率曲线之间的相互作用，投资者可运用国债收益率曲线交易策略，根据国债收益率曲线的形态变化进行跨品种价差套利。在策略择时指标构建时，我们将使用市场常用资金利率数据指标：存款类机构7天期质押式回购利率（DR007）、银行间7天期质押式回购利率（R007）等7天期利率数据作为引起短端收益率曲线变化的择时指标，剔除其自身波动所带来的影响后，得到较为灵活反映市场政策变化的资金利率中枢。
我们判断资金利率中枢短期内上下行位移方向，构建曲线交易信号。当资金利率中枢上行时，利率变化将会首先传导至短端收益率上行变化，5年期合约下行空间此时大于10年期合约。此时采取做平收益率曲线，做多T并做空1.8倍数量TF（T-1.8TF）的方式进行交易，而当资金利率中枢下行时则采取相反操作交易。构建久期中性组合的优势在于剔除了市场因素及久期因素带来的不可解释收益，相对价差变化能够有效反映资金利率中枢在其中作为择时指标的有效性。
经平滑化处理后的资金利率中枢与长期做平久期中性价组合的收益保持高度相关（见图2），两者相关性高达75%。其中在2015年10年期国债期货上市之初，国债期货自身存在定价偏差，与国债现券收益率曲线不匹配，在此阶段做平曲线交易的收益变化与资金利率中枢的相关性并不显著。随着2018年2年期国债期货合约上市，短端收益率曲线对货币政策的传导效率提升，资金利率中枢与久期中性组合价差之间的相关性开始显著增强。
在构建跨品种策略交易信号方面，对平滑处理后的资金利率中枢设立上下轨，采用技术分析指标寻找资金利率中枢变化趋势。在上行趋势出现时，做平以曲线交易的方式，构建T-1.8TF的久期中性组合，下行趋势中则采取相反操作。考虑到长期以来资金利率中枢呈现震荡下行的走势，长期做陡曲线交易的方式能够获得正收益，因此以1.8TF-T的组合历史收益作为基准。策略回测表现如表3、图3所示。
2019年以来，得益于2年期国债期货合约上市完善了短端收益率曲线，国债收益率曲线对资金利率中枢的传导效率提升。其中除2021年受疫情影响策略失效之外，2019、2020、2022年策略收益均显著优于2年期国债期货上市之前。各年的策略年化收益达到4%以上，夏普比率均超过1.5，其中2019年与2022年其卡玛比率大于7，表明策略收益相对于风险波动表现优秀。但是当外在因素影响国债收益率曲线对政策的传导效率时，存在策略失效风险。因此，我们认为得益于国债期货新品种上市，国债期货与国债收益率曲线之间的互相促进使得国债收益率曲线对利率政策变化的传导效率得到提升，为市场提供了更多曲线交易套利的机会。
随着30年期国债期货合约定价趋于合理，国债收益率曲线长端部分形态的平滑度也将加强，为市场投资者提供曲线交易组合的更多选择。30年期国债期货的上市也将为市场长期资产配置持有投资者提供超长久期利率风险管理工具，提升超长期国债现券的流动性，推动债市整体发展。
参考文献
[1]刘成立，周新苗． 国债期货对国债收益率曲线动态的影响[J]． 商业研究，2017（5）：34-41.DOI：10.13902/j.cnki.syyj.2017.05.006．
[2]刘玄，吴长凤，鲍思晨． 国债期货对国债收益率曲线及国债发行的影响[J]． 债券，2019（10）：38-44． DOI： 10.3969/j.issn.2095-3585.2019.10.009．
[3]闫星月． 国债期货对我国国债市场收益率曲线的影响研究[D]． 上海：上海师范大学，2015．
[4]张珺． 基于Nelson-Siegel模型的国债收益率曲线及其影响因素实证研究[D]． 成都： 西南财经大学，2019．
◇ 本文原载《债券》2023年12月刊
◇ 作者：国泰君安期货研究所 林致远 虞堪
◇ 编辑：张淼 廖雯雯 唐洁珑
