生態環境與旅游產業發展的門檻效應分析

楊 宏

（牡丹江師范學院 經濟與管理學院，黑龍江 牡丹江 157000）

0 引言

隨著社會經濟水平的發展，越來越多的人享受外出旅行，旅游市場也隨之蓬勃發展。生態環境既是安居樂業的重要保證，同時也對旅游產業的發展有著重要影響，分析生態環境與旅游產業發展間的相互影響對改善生態環境、協調旅游行業健康發展具有重要意義，不少學者對此進行了研究，獲得了豐富的研究成果[1-6]。

通過對目前生態環境與旅游產業發展相關的研究發現，關注重點主要集中在旅游開發與環境保護的關系、各區域旅游產業發展與生態環境的耦合關系等方面，關于生態環境對旅游產業的影響和影響程度的相關研究則比較少。本文則以此為切入點，基于門檻模型實證分析生態環境與旅游經濟產業發展的門檻效應，為生態環境保護和旅游規劃提供進一步的理論指導。

1 分析方法選擇

1.1 門檻效應初步分析

不同的地區生態環境水平具有一定的差異，而生態環境水平與旅游產業經濟發展二者之間的相互影響可能不是嚴格的線性關系。當前，旅游市場蓬勃發展，生態環境綜合水平較高的地方旅游產業經濟可能呈現良好的發展態勢，而生態環境綜合水平中等或偏低的地區旅游產業經濟也可能發展不錯。具體而言，生態環境對旅游產業經濟發展產生的很可能不是線性影響，而是表現出相應的門檻效應；當生態環境綜合水平超過一定的門檻值時，其對旅游產業經濟發展造成的影響會出現減弱或逆轉。

門檻效應通常的定義如下：在定義的門檻變量區間內，解釋變量對被解釋變量的影響會隨著區間的不同呈現不同的作用程度和作用方向[7]。在旅游產業經濟發展的因素當中，生態環境是十分重要的一個方面，因此，本文將從門檻效用角度出發，研究生態環境綜合水平在不同的門檻區間內對旅游產業經濟發展產生影響的程度和大小。需要指出的是，本文做了如下假設：生態環境綜合水平對旅游產業經濟發展的影響不是線性的，而是呈現出門檻效應，門檻值的個數可能是一個、兩個或三個[8]。為了對上述假設進行驗證，本文將計算我國30個省份的生態環境綜合水平，并分析其對旅游產業經濟發展的門檻效應。如果假設成立，將確定門檻值的個數和門檻值的大小，并揭示生態環境綜合水平對旅游產業經濟發展在不同門檻區間內影響的大小和方向。

1.2 模型選擇

不同模型具有各自的適用范圍，簡單將存在結構突變的非線性模型做簡化處理（如假設結構突變不存在）進行線性分析，可能會造成模型不能完全呈現各變量間的相互作用，甚至造成模型不適用。對此，有不少研究人員對模型結構變化的問題進行了分析，改進的方法主要有以下幾種：采取分組回歸的形式[9]、增加多項式項數強化解釋變量的說明[10]、設置交乘項和虛擬變量[11]等。盡管上述幾種方法有所改進，但還是存在著不同程度的不足，如分組回歸或交乘項設置難以確定結構突變點的數值大小，進而造成最終的分析結果出現差異。而增加多項式的項數則會導致分析模型出現多重共線性問題[12]。

通過上文的分析可知，生態環境綜合水平與旅游產業經濟發展之間的相互作用很有可能是非線性的，表現出明顯的區間效應[13]。為了消除分組回歸方法中人為劃分效應區間所產生的偏差，本文將利用一種數據特征劃分效應區間的方法——面板門檻回歸模型，確定生態環境綜合水平對旅游產業經濟發展的區間，并分析其作用方式。

1.3 門檻值估計及檢驗

確定分析模型的種類之后，需要對門檻值的大小進行確定，即門檻值預估。下面將以單一門檻模型為例，對其門檻值的預估和檢驗方法進行介紹，雙重門檻及三重門檻的門檻值確定方法類似。

門檻值的預估方法遵從“數據對話”的原則，對單一門檻而言，首先需要在不同的層次上設定結構變化點，這一過程會產生如0或1的虛擬變量，這樣模型就會變成常見的線性形式，只是模型中增加了一些交乘項；接著就可以使用普通的分析方法（如最小二乘法）進行估計，根據估算產生的RSS（殘差平方和）及R2（擬合優度）結果，擬合程度和誤差最小的那個點就是模型中結構突變點[14]。而R2在突變點附近變化不顯著，因此，模型分析中更多選擇RSS作為擬合結果的依據，RSS最小值對應的變量數值即為門檻變量值。整個分析過程中采用網格搜索進行。

上述方法對于單門檻非常適用，但對于雙重門檻或者三門檻而言，門檻值采用網格搜索的方式則會由于嵌套循環的存在使得計算量急劇增加，造成估值困難；而對于大數據集的分析，采用常規的網格搜索方法幾乎不可能。對于這種情況，Hansen于1999年提出了一種改進的搜索方法，此方法計算處理量幾何級的增大，因此能夠很好地解決傳統網格搜索存在的不足。

通過上述方式獲得粗略的門檻值后需要進行兩方面的檢驗。第一個檢驗是效應的顯著性檢驗，即確定模型是否具有非線性特征；第二個檢驗是真實性檢驗，即檢查預估的門檻值與真實值存在的偏差。

F統計量是門檻顯著性檢驗常用的方法，以單門檻檢驗為例進行說明，雙重門檻和三門檻模型的檢驗方法類似。假設β1=β2，對應的計算公式為：

其中，S0表示的時沒有門檻值時的RSS（殘差平方和），Si(γ)表示的是單一門檻情況下的RSS，δ2表示的是殘差值與自由度的比值，即δ2=RSS/n（t-1）

考慮到F統計量分布的不確定性，本文中檢驗方法為自抽樣檢驗，即對分析樣本進行數次重復性的抽樣分析以得到F統計量，最后獲得P值的大小。檢驗過程中，如果假設不成立，則意味著門檻效應明顯，表示生態環境對旅游產業經濟發展呈現明顯的門檻作用。

門檻值真實性檢驗就是確定預估的與實際的門檻值差別，檢驗常用的方法的是LRtest（似然比統計量），初始的假設是，對應的LRtest計算公式為：

其中，Si(γ，)表示的是其他門檻值計算得到的殘差平方和數值，Si(γ)實際門檻值得到的RSS數值，δ2與F統計量中的定義類似，即殘差值與自由度的比值。

同樣的，考慮到似然比統計量的非標準性，通常利用的是Hansen創建的非拒絕域模型來進行檢驗，定義為：

其中，α表示的是顯著性水平，如5%水平上相應的臨界值大小是7.35。如果LR的計算值在各自水平所對應的臨界值內，則初始假設成立，意味著預估門檻值是真實準確的。

2 門檻效應分析

2.1 數據來源及處理

本文中30個省份（不含西藏和港、澳、臺）的數據整理自各權威門戶、統計年鑒等。網站包括國家文物局官網、國家旅游局官網，年鑒數據包括各省市區《國民經濟和社會發展統計公報（2005—2015）》《中國旅游統計年鑒（2005—2015）》《中國統計年鑒（2005—2015）》，對于缺失的小部分采取均值代替或者是插值處理。

生態環境是一個綜合性的影響因素，涵蓋不同的指標，本文中采取的是主成分分析法對生態環境進行表征，首先基于SPSS平臺對整理得到的30個省份相關數據進行主成分分析，獲取能夠表征生態環境的有效成分，然后計算得到各主成分的綜合值大小來衡量生態環境綜合水平，具體的計算公式為：

其中，左邊ecοli表示的是綜合得分；右邊式子中，i表示某省份，j表示主成分，Fij是j主因素上對應的省市得分，Cij為對應的權重值大小。

2.2 直觀分析

為了使生態環境的解釋變量更真實準確，本文在參考大量相關文獻的基礎上主要從生態環境壓力、建設、及狀態三個方面表征生態環境水平，進而構建30個省份的生態環境評價體系，具體評價體系如表1所示。

表1 生態環境評價體系

需要說明的是，研究過程中對性質為負的指標做倒數處理，并由SPSS軟件進行相應的數據處理。

通過對表1的生態環境各個具體因素進行主成分分析，可以獲得2005—2015年30個省份生態環境綜合水平初步評價得分；同時，還對初步處理得到的數據進行了基于3σ原則的坐標移動處理，以滿足后面門檻模型分析過程中的需要。本文中以2005年及2015年的生態環境水平為例進行說明，相關數據結果匯總如表2所示。

表2 2005年和2015年國內30個省份的生態環境水平結果

由表2的生態環境水平綜合得分可以看出，2005年30個省份生態環境前五依次是海南、青海、北京、江蘇及浙江；同樣，2015年30個省份生態環境前五依次是海南、山東、江蘇、北京、重慶。從整體情況來看，不少省份的生態環境水平出現了下降；按照中部、東部、西部三個區域劃分來看，中部大部分省份的生態環境水平得到了提高，僅有黑龍江、吉林兩個省份出現了不同程度的下滑，而中部地區各個省份的生態環境均以上升為主，東部各省份則出現了較多地區的生態環境下降，值得注意。

2.3 面板門檻模型分析

單門檻模型的計算通式為：

其中，qit表示的是門檻變量，xit表示的是解釋變量，yit表示的是被解釋變量，ui表示每個因素所產生的影響，εit表征的是誤差項或干擾值；I(.)是一個條件函數，當門檻條件達到時為1，沒有達到時則為0；i＝1，2…，N ，表示的是不同因素影響，；t表示的是時間，取值范圍為1,2，…，T。需要說明的是，雙重門檻或三門檻模型的計算公式都是基于此公式衍生得到。

本文中門檻變量為生態環境綜合水平，而影響旅游產業經濟發展的因素眾多，本文綜合各因素選取的解釋變量包括區域旅游資源情況、區域交通設施建設情況、區域旅游服務設施配套以及區域經濟發展水平等方面。

基于stata12.1軟件平臺對門檻模型分析以確定生態環境對產業經濟發展的門檻效應類型，檢驗結果匯總見下頁表3。可以看出，5%水平下，單門檻模型和雙重門檻模型均通過了顯著性檢驗，而三門檻模型沒有通過，所以本文中的門檻效應類別確定為雙重門檻。

確定門檻模效應的門檻值個數之后，接著需要確定兩個門檻值的大小并對其真實性進行檢驗，具體計算過程由軟件完成，相關計算結果匯總見下頁表4。

表3 門檻檢驗結果

表4 門檻值預計大小

根據表4中的門檻值計算結果和真實性檢驗，可以將生態環境綜合水平對旅游產業經濟發展的門檻效應劃為3個區間進行分析，具體的計算結果如表5所示。

表5 門檻效應分析結果

從表5可以看出，在旅游產業經濟發展的幾個變量之中，經濟發展情況和旅游資源量對旅游產業經濟發展具有積極促進作用；盡管交通設施建設情況及旅游設施建設這兩個方面對旅游產業經濟發展也具有正面促進作用，但在統計學上不明顯，即影響不顯著。同時可以看到，D08的系數大小為-0.122，表明我國旅游產業經濟發展在2008年出現了波動，很可能是由汶川地震、經濟危機等因素造成。另外，在分析過程中對全部數據都進行了對數化，得到的系數能夠直接進行比較說明。可以看到，區域經濟發展對應的系數為0.231，而旅游資源量對應的系數為0.433，意味著豐富地區旅游資源比發展地區經濟更有利于旅游產業經濟的發展，在某種程度上解釋了為什么國內各省市爭相申遺、加快旅游品牌建設以豐富旅游資源。

在三個門檻區間內，生態環境對旅游經濟發展的回歸系數分別為0.22、0.331、0.249，說明我國旅游產業經濟隨著生態環境綜合水平的提高先增加后降低，關系曲線呈現倒“V”。具體來說，當生態環境綜合水平門檻值大于-1.109時，生態環境綜合水平對旅游產業經濟發展的促進作用下降，意味著在該水平上單純的提高生態環境不能提高旅游產業經濟，表明此時旅游產業經濟的發展需要考慮改善或提高其他方面，同時注重旅游產業自身質量的提高；而當生態環境綜合水平門檻值小于-1.109時，提高生態環境綜合水平能夠助力旅游產業經濟發展。因此，為了更好地引導旅游產業的經濟發展，需要提高生態環境水平，同時還需要綜合考慮其他影響旅游產業發展的因素。

3 結論

本文從理論層面分析生態環境和旅游經濟產業發展相互作用關系出發，介紹了面板門檻模型等基本概念，引用我國30個省份2005年和2015年生態環境相關數據，基于主成分分析方法確定了生態環境的各主要影響因素，計算得到了他們的生態環境綜合水平，并基于面板門檻模型進行了門檻效應分析。結果表明，30個省份生態環境綜合水平呈現明顯的地區差異，東部及西部區域的生態環境水平要高于中部省份，但隨著中部各省份的生態環境水平提高，差距略有縮小；30個省份生態環境對旅游產業經濟發展的作用符合雙重門檻模型，門檻值為-1.152、-1.109，在門檻區間分析中，隨著生態環境水平的提高，其對旅游產業經濟發展的作用先增強后減弱，作用曲線為倒“V”。對于各省份而言，既需要根據自身條件進一步改善生態環境水平，同時還需要從其他方面入手，以保證旅游產業經濟的持續健康發展。