王兆峰，孫 姚

（湖南師范大學 旅游學院，湖南 長沙 410081）

能源是人類生存、經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的物質(zhì)基礎，能源消費推動經(jīng)濟發(fā)展方式的改變，經(jīng)濟增長反推能源結構的調(diào)整[1]。國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展促使能源依賴不斷加深，環(huán)境問題也愈發(fā)突出。2015年我國煤炭的消費量高達 19.2億噸油當量，全球占比達50%。2013年，我國二氧化碳排放量為102.49億噸，全球占比達28.6%[2]。針對突出的環(huán)境問題，我國政府制定了一系列的政策法規(guī)，大力倡導綠色發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展理念。十九大報告中，習近平指出要像對待生命一樣對待生態(tài)環(huán)境。體現(xiàn)了生態(tài)文明在國家發(fā)展中的重要地位以及國家對于環(huán)境問題的重視和治理環(huán)境問題的決心。

旅游經(jīng)濟增長與碳排放研究是近年來國內(nèi)外學者研究的熱點問題：國外學者Becken對新西蘭旅游業(yè)的能源消耗進行了測算并發(fā)現(xiàn)旅游交通是能源消耗的主要來源[3]；Gǒssling S通過實證分析證明，酒店業(yè)的級別與服務水平與碳排放量有著直接關系[4]；Qureshi等研究了37個國家的80個旅游城市的可持續(xù)旅游，能源，健康和財富之間的動態(tài)聯(lián)系[5]。國內(nèi)相關研究中：石培華研究分析了中國旅游業(yè)碳排放與能源消耗的估算等問題并對旅游業(yè)減排政策提出相關建議[6]；王凱通過自下而上法測算了中國旅游業(yè)的CO2的碳排放量并將其與旅游經(jīng)濟進行了耦合關系研究[7]；潘植強基于面板數(shù)據(jù)分析了30個省市的旅游業(yè)碳排放強度的分布狀況及其驅動因子[8]。

綜上所述，已有的能源碳排放與旅游經(jīng)濟增長研究區(qū)域多是集中在國家，省級等較大尺度上，區(qū)域和市級以下的尺度相對較少且多以碳排放量的測算為重點研究內(nèi)容。其次，現(xiàn)有研究大多是分析能源碳排放與國民經(jīng)濟之間的相互關系，在大眾傳統(tǒng)觀念中，旅游業(yè)是資源消耗少，環(huán)境污染輕的綠色產(chǎn)業(yè)和無煙產(chǎn)業(yè)，因而對旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展與能源碳排放的關系研究較少?；诖耍芯吭谕ㄟ^脫鉤模型分析長株潭城市群能源碳排放與旅游產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增長間的脫鉤關系，同時引入了協(xié)整關系檢驗和格蘭杰因果關系檢驗，以期能更加全面和細致的分析區(qū)域能源碳排放與經(jīng)濟增長之間的關系，為區(qū)域節(jié)能減排和發(fā)展低碳旅游提供科學參考依據(jù)。

一、研究方法與數(shù)據(jù)來源

（一）能源碳排放的估算方法

碳排放測算方法主要有模型估算法和物料衡算法[9]。模型估算法主要是建立相關數(shù)學模型對碳排放量進行測算，如投入產(chǎn)出模型[10]、Logistic 模型[11]、生命周期模型[12]等。物料衡算法主要是對生產(chǎn)過程中所使用的物料進行定量分析，該方法下又主要分為以技術分類和以詳細燃料分類為基礎的估算法。依據(jù)數(shù)據(jù)的可獲取性和計算方法的可行性，本文先是采用單位GDP能耗的轉化公式估算出各市州以及長株潭地區(qū)能源消耗總量的碳排放量，再結合碳排放系數(shù)法估算出能源消耗的碳排放量，具體公式如下：

其中，T代表能源消耗總量，E為單位GDP能耗，G為地區(qū)生產(chǎn)總值，C為能源碳排放量，P為碳排放系數(shù)，依據(jù)涂華等對標準煤二氧化碳排放的計算[13]，取標準煤二氧化碳排放系數(shù)為2.54Co2/Ce。

（二）脫鉤指數(shù)

碳排放脫鉤是經(jīng)濟增長與溫室氣體排放之間關系不斷弱化乃至消失的理想化過程，即實現(xiàn)經(jīng)濟增長基礎上，逐漸降低能源消費量。當前，主要有兩種模型適用于脫鉤分析：一是基于期初值和期末值的脫鉤模型即OECD脫鉤指數(shù)模型[14]；二是Tapio針對交通容量與 GDP的脫鉤問題提出Tapio脫鉤狀態(tài)分析模型[15]。本文主要是依據(jù)OECD脫鉤指數(shù)模型對長株潭區(qū)域能源碳排放與旅游產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增長的進行脫鉤分析。首先對能源碳排放數(shù)據(jù)和旅游收入總額數(shù)據(jù)進行歸一化處理：

式中，Ci為末端年的能源碳排放值，C1為起始年的能源碳排放值；Ri為末端年的地區(qū)旅游收入總額，R1為起始年的地區(qū)旅游收入總額。

脫鉤指數(shù)計算公式為：

其中Di為脫鉤指數(shù)，Yi為歸一化后的能源碳排放量，Gi為歸一化后的旅游收入總額。依據(jù)Vehmas，陸鐘武[16]等的脫鉤劃分方法，其類型從正負兩個方面可劃分為弱脫鉤、強脫鉤、衰退性脫鉤、擴張性負脫鉤、強負脫鉤和弱負脫鉤等六種類型。實現(xiàn)經(jīng)濟低碳化發(fā)展的最理想類型是強脫鉤狀態(tài)，而強負脫鉤類型最為不利。脫鉤指數(shù)越小，則越有利于旅游經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

（三）協(xié)整檢驗和因果檢驗

協(xié)整概念由Engle和Granger等人在20世紀80年代提出，協(xié)整關系主要表達兩個具有線性增長特征的變量之間穩(wěn)定的動態(tài)均衡關系，也表示多個線性增長量之間相互影響及自身演化的動態(tài)均衡關系。檢驗協(xié)整關系的估計模型中Engle-Granger兩步法和 Johansen極大似然法是研究者運用較多的兩種方法[17]。本文采用的是Johansen極大似然法來檢視區(qū)域能源碳排放與旅游產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟增長的協(xié)整關系。

格蘭杰因果關系檢驗是一種識別變量作用關系先后次序的分析方法。在時間序列下，若變量X、Y之間過去信息均被包含，則對變量Y的預測效果好于只包含單獨過去信息的狀態(tài)，即變量X對變量Y的預測效果是有促進作用的，則認為變量X是導致變量Y的格蘭杰原因。使用此方法，有助于確定能源碳排放量和旅游經(jīng)濟增長兩個變量是否存在作用上的先后關系。

（四）研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

1.研究區(qū)域

長株潭城市群位于中國湖南省中東部地區(qū)，由長沙、株洲和湘潭三市組成，兩兩距離之間不足40公里，是中國第一個自覺進行區(qū)域經(jīng)濟一體化實驗的城市聚集區(qū)。經(jīng)濟發(fā)展上，長株潭區(qū)域是湖南省發(fā)展的核心地區(qū)。長沙、株洲、湘潭的人均生產(chǎn)總值分別居湖南省的第1、3、2位，日漸成為湖南產(chǎn)業(yè)、城市最為密集的區(qū)域，區(qū)域發(fā)展十分快速。長株潭區(qū)域旅游資源豐富，主要以韶山毛澤東故居、寧鄉(xiāng)花明樓劉少奇故居、湘潭彭德懷故居等為代表的紅色旅游區(qū)和以岳麓山、昭山風景區(qū)等為代表的風景文化旅游區(qū)而名聞中外，是湖南省境內(nèi)國內(nèi)旅游客源的主要目的地和集散地。長株潭城市群是經(jīng)國務院批準的全國資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設綜合配套改革試驗區(qū)，簡稱“兩型社會實驗區(qū)”， 要建成全國“兩型社會”的樣板，必須加強減少能源碳排放，大力發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)。

2.數(shù)據(jù)來源

基于數(shù)據(jù)獲取的可行性和時效性考慮，本文研究時間維度為2006—2015年，數(shù)據(jù)主要來源于國家和地方政府統(tǒng)計部門發(fā)布的統(tǒng)計年鑒及公報數(shù)據(jù)。其中：單位GDP能耗，地區(qū)GDP產(chǎn)值來自《湖南省統(tǒng)計年鑒》；旅游產(chǎn)業(yè)國內(nèi)收入，創(chuàng)匯收入取自各市統(tǒng)計公報；部分相關數(shù)據(jù)來源于已有的研究成果。

二、城市群能源碳排放量測算

利用地區(qū)統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)以及上述提到的公式（1）和公式（2），分別計算了2006-2015年長株潭地區(qū)旅游總收入和能源碳排放總量（表1，表2）。

表1 2006—2015年長株潭地區(qū)旅游總收入（億元）

表2 2006—2015年長株潭地區(qū)能源碳排放總量（萬噸）

2006—2015年間，長株潭地區(qū)旅游產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，旅游總收入從283億元增長到1830.7億元，十年間增長了近6.5倍。在長株潭區(qū)域旅游經(jīng)濟發(fā)展的過程中，長沙市始終保持著龍頭地位，旅游收入占長株潭地區(qū)總收入70%以上。但從三市的旅游經(jīng)濟的年平均增長率來看，長沙市旅游總收入的年均增長率為22.4%，株洲為25.6%，湘潭為27.5%，顯然，株洲和湘潭旅游總收入的年均增長率都要高于長沙，由此表明未來株洲和湘潭的旅游經(jīng)濟發(fā)展仍有較大空間。旅游經(jīng)濟增長的同時，長株潭地區(qū)能源碳排放量也在持續(xù)增長，但碳排放量的增長速度比旅游總收入的增長速度慢，能源排放量從2006年的24 870.747萬噸到2015年46 461.415萬噸，增長了約1.9倍,年均增長率為7.8%。2006年到2015年間，長沙、株洲、湘潭能源碳排放量的年平均增長率分別為10%、5.9%、5.7%。從各市能源碳排放占比來看，長沙市的碳排放占比從06年的50%到15年上升到57%，株洲從2006年的26%下降到2015年的22%，湘潭從2006年的24%下降到20%。由此可得，長沙市在長株潭地區(qū)的旅游經(jīng)濟和能源碳排放中都占據(jù)著重要地位，從未來發(fā)展趨勢上，株洲和湘潭的旅游經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿Ω螅诠?jié)能減排的壓力上也明顯小于長沙市。

三、脫鉤分析

（一）相關性分析

本文在進行脫鉤指數(shù)計算前，為避免因為能源碳放與旅游經(jīng)濟增長之間可能因為關聯(lián)性大小問題而影響到脫鉤結果的正確性，所以首先對能源碳排放與旅游經(jīng)濟這兩個變量進行了相關性的檢驗。

經(jīng)過stata14.0相關檢驗，結果顯示在95%的置信水平下，長株潭區(qū)域能源碳排放與旅游經(jīng)濟變量之間的相關系數(shù)為0.76，長沙為0.78，株洲為0.72，湘潭為0.69，說明能源碳排放與旅游經(jīng)濟變量存在強相關的關系。

（二）脫鉤分析

利用旅游總收入和能源碳排放計算結果，通過上述的公式（3）～（5）可以得出各年份各地區(qū)的CO2脫鉤指數(shù)Di，根據(jù)Tapio對脫鉤狀態(tài)的界定對結果進行劃分，可以確定長株潭地區(qū)2006—2015年間能源碳排放與旅游經(jīng)濟增長的脫鉤情況（表3）。

表3 2006—2015年長株潭地區(qū)能源碳排放脫鉤狀況

從區(qū)域來看，2006—2015年長株潭地區(qū)能源碳排放與經(jīng)濟增長的脫鉤類型。除了2010年為強脫鉤以外，其余年份均為弱脫鉤狀態(tài)即經(jīng)濟，能耗均為增長狀況，但能耗增加的速度小于經(jīng)濟增長的速度。從各市來看，2006—2010年長沙均為弱脫鉤，株洲2010年、2013年、2014年和2015年都顯示為強脫鉤，湘潭2010年為強脫鉤，其余年份均為弱脫鉤。不論是從區(qū)域還是各市情況來看，除株洲有強脫鉤的趨勢以外，其余地區(qū)均已弱脫鉤為主，距離最理想的強脫鉤狀態(tài)仍有一定距離。脫鉤狀況受內(nèi)部因素和外部因素的綜合影響，從長株潭區(qū)域脫鉤結果來看，區(qū)域能源碳排放與旅游經(jīng)濟增長之間的脫鉤關系十年間始終為弱脫鉤。

圖1是2006—2015年長株潭地區(qū)能源碳排放與旅游經(jīng)濟增長的脫歐指數(shù)變化趨勢圖。從圖中可以看出，脫鉤指數(shù)的趨勢線變化浮動較大，大致可以分為三個階段：第一階段2006—2009年，各地區(qū)脫鉤指數(shù)快速下降,階段后期株洲和湘潭出現(xiàn)反彈現(xiàn)象；第二階段為2010—2011年，地區(qū)脫鉤指數(shù)先是呈現(xiàn)急速下降達到十年最低值，后又快速反彈；2012—2015年脫鉤指數(shù)進入平穩(wěn)緩慢的下降階段，株洲地區(qū)下降速度稍快于其他地區(qū)。圖中表明，不論是地區(qū)還是各市，脫鉤指數(shù)變化總趨勢都呈現(xiàn)下降趨勢，其中株洲的脫鉤狀況最好。

圖1 二氧化碳脫鉤指數(shù)趨勢

能源碳排放與旅游經(jīng)濟增長的時間發(fā)展方面（圖1），2006—2010年是“十一五”規(guī)劃年間，在此期間，政府首次將節(jié)能減排作為約束性指標，2010年是十一五規(guī)劃的最后一年，環(huán)保力度空前加大，根據(jù)湖南省發(fā)改委統(tǒng)計數(shù)據(jù)：“十一五”期間，湖南省能源消費年均增長速度為8.89%，經(jīng)濟年均增長速度為14.01%，全省累計節(jié)約使用近3 000萬噸標煤能源。能源消費彈性系數(shù)為0.63，較上一規(guī)劃期間下降了0.07?？傮w有效控制了能源消費總量的增長。結合發(fā)改委發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看長株潭地區(qū)2006—2010年脫鉤指數(shù)變化，結果符合全省的能源減排情況。2011—2015年是“十二五”規(guī)劃期間，綜合考慮各州市經(jīng)濟發(fā)展層次，產(chǎn)業(yè)結構特征，環(huán)境保護能力，環(huán)境承載力和產(chǎn)業(yè)布局等因素，將全省節(jié)能減排的目標合理分解到各市州，因而從2011年到2015年，長株潭地區(qū)以及各市州的脫鉤指數(shù)進入到一個平穩(wěn)下降的合理階段。

旅游經(jīng)濟增長與能源碳排放脫鉤空間格局分析（圖2）：長株潭區(qū)域脫鉤指數(shù)的空間格局較為集中，由區(qū)域北部的長沙市向南部的株洲市，脫鉤程度由北向南越來越顯著。從區(qū)域脫鉤的空間差異來看：2006—2010年間區(qū)域差異較大，脫鉤指數(shù)最大的北部長沙市與脫鉤指數(shù)最小的西南部湘潭市指數(shù)分布相差兩個區(qū)間，株洲市與湘潭市指數(shù)分布相差一個區(qū)間；2011—2015年區(qū)域差異縮小，株洲市與湘潭市脫鉤指數(shù)分布在同一區(qū)間，指數(shù)最大的長沙市與另兩市只相差一個區(qū)間。從圖中可以看出，后期的能源碳排放與旅游經(jīng)濟增長脫鉤差異并不顯著，而空間分布方面相比于前期呈現(xiàn)出一定程度的集聚特征。

圖2 長株潭2006—2015年兩期能源碳排放與旅游經(jīng)濟增長的脫鉤差異

四、協(xié)整檢驗和因果檢驗

（一）平穩(wěn)性檢驗

由于時間序列數(shù)據(jù)容易存在為回歸的問題，因而在進行協(xié)整關系檢驗和因果關系檢驗之前，有必要進行數(shù)據(jù)平穩(wěn)性檢驗。本文利用計量軟件stata14.0對能源碳排放量和旅游總收入進行單位根檢驗。研究將能源碳排放量（C）為被解釋變量，選取旅游總收入(R)作為解釋變量。實際分析中，對數(shù)變換保留數(shù)據(jù)原有的性質(zhì)和相關關系，且具有線性化壓縮變量的尺度優(yōu)勢，有助于解決時間序列下的異方差問題。基于此，研究對2006—2015年旅游總收入(R)與能源碳排放量(C)兩變量進行自然對數(shù)變換，得到時間序列l(wèi)nC和lnR（表4）。

表4 變量單位根檢驗結果?

根據(jù)表一可知，對區(qū)域和各市的能源碳排放量和旅游總收入兩個變量作單位根檢驗，在5%的顯著性水平下各地區(qū)的兩個變量均未通過顯著性檢驗，即接受“存在單位根”的零假設，所以均為非平穩(wěn)序列。因此，將各地區(qū)的變量進行差分，直至各地區(qū)變量在5%的顯著性水平下通過平穩(wěn)性檢驗，最后結果顯示，lnCcs、lnRcs為三階平穩(wěn)序列；lnCzz、lnRzz為一階平穩(wěn)序列；lnCxt、lnRxt為二階平穩(wěn)序；lnCz、lnRz為二階平穩(wěn)序列，滿足協(xié)整檢驗的條件。

（二）協(xié)整關系檢驗

在協(xié)整關系的檢驗中，除了要進行平穩(wěn)序列的檢驗以外，還要考慮滯后階數(shù)的選擇。本文在確定序列的平穩(wěn)性之后，利用stata14.0對序列進行向量自回歸模型的建立，依據(jù)指標最小化原則，確定滯后階數(shù)。通過模型建立，最后確定長沙地區(qū)的能源碳排放與旅游經(jīng)濟的變量的滯后期為1期，株洲為2期，湘潭為1期，長株潭區(qū)域為2期。在選取合適的滯后期之后，對各地區(qū)能源碳排放量和旅游經(jīng)濟變量進行約翰森協(xié)整關系檢驗，最后通過跡統(tǒng)計量和最大特征跟檢驗顯示長沙，株洲，湘潭和長株潭區(qū)域的能源碳排放量和旅游經(jīng)濟變量在5%的水平上存在1組協(xié)整關系，即理論上存在長期穩(wěn)定的依存關系。

（三）Granger因果關系檢驗

協(xié)整關系檢驗結果表明區(qū)域能源碳排放與旅游經(jīng)濟增長存在著穩(wěn)定的均衡關系，但不能表征二者存在先后作用關系即Granger因果關系。因此，進一步對差分后的平穩(wěn)序列進行因果關系檢驗。

表5 Granger因果關系檢驗?

在5%的置信水平下長沙市的能源碳排放量構成旅游經(jīng)濟增長的原因，株洲市的旅游經(jīng)濟增長構成能源碳排放量的原因，湘潭市的旅游經(jīng)濟增長構成了能源碳排放量的原因（表5），長株潭區(qū)域的能源碳排放量構成了旅游經(jīng)濟增長的原因。從區(qū)域角度分析，結果顯示長株潭區(qū)域具有能源碳排放至旅游經(jīng)濟增長的單向性因果關系，即區(qū)域能源消耗及其帶來的碳排放支撐著旅游經(jīng)濟的增長，這也反應了現(xiàn)有旅游經(jīng)濟增長方式的不足，從而對發(fā)展低碳旅游，生態(tài)旅游的迫切性和必要性。

五、結論與討論

借鑒已有的相關研究成果計算2006—2015年長株潭地區(qū)能源碳排放量，并利用脫鉤模型，協(xié)整檢驗和因果檢驗方法對其與旅游經(jīng)濟增長的耦合效應與機制進行分析，得出以下結論：

一是長株潭區(qū)域能源碳排放與旅游經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢趨同。通過能源碳排放量的測算和旅游經(jīng)濟數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析結果顯示：長株潭區(qū)域能源碳排放量持續(xù)增長，年增長率為7.8%；旅游經(jīng)濟呈現(xiàn)快速增長趨勢，旅游總收入十年間增長了近6.5倍。同時二者的相關性檢驗結果顯示：在95%的置信水平下，區(qū)域區(qū)域能源碳排放與旅游經(jīng)濟存在強相關的聯(lián)系。

二是從時間的角度分析脫鉤結果來看，除了2010年以外，其余研究樣本期內(nèi)，長株潭地區(qū)的能源碳排放與旅游經(jīng)濟的脫鉤狀況大都維持在弱脫鉤狀態(tài)下，年均脫鉤指數(shù)為0.238，表明旅游經(jīng)濟增長的同時，能源碳排放量也在同步增長，但旅游經(jīng)濟增長的速度要快于能源碳排放量增長的速度，旅游發(fā)展的前景較為樂觀，但現(xiàn)處的脫鉤程度與強脫鉤的理想目標仍有一定差距，且短期內(nèi)脫離弱脫鉤狀態(tài)進入強脫鉤狀態(tài)仍有較大難度。從空間角度來看，長株潭區(qū)域脫鉤指數(shù)的空間分布格局較為集中，脫鉤程度由北向南越來越顯著。從區(qū)域脫鉤的空間差異來看：2006—2010年間區(qū)域差異較大，脫鉤指數(shù)最大的長沙市北部與脫鉤指數(shù)最小的湘潭市西南部指數(shù)分布相差兩個區(qū)間，株洲市與湘潭市指數(shù)分布相差一個區(qū)間；2011—2015年區(qū)域差異縮小，株洲市與湘潭市脫鉤指數(shù)分布在同一區(qū)間，指數(shù)最大的長沙市與另兩市的指數(shù)分布只相差一個區(qū)間。從圖中可以看出，后期的能源碳排放與旅游經(jīng)濟增長脫鉤差異并不顯著，但空間分布方面相比于前期呈現(xiàn)出一定程度的集聚特征。

三是長株潭區(qū)域協(xié)整關系檢驗結果表明區(qū)域能源碳排放與旅游經(jīng)濟增長間存在穩(wěn)定的均衡關系，2006—2015年10年間長株潭區(qū)域的旅游經(jīng)濟發(fā)展與能源碳排放量同步變化，兩者變動具有相同的趨勢性。從短期的因果關系角度考慮，Granger因果檢驗表明能源碳排放與旅游經(jīng)濟增長存在著單向因果關系，說明旅游經(jīng)濟發(fā)展水平的提高在一定程度上依賴于能源消耗的增加。