中國綠色科技創新對旅游業碳排放效率的影響
——基于多重中介模型的實證研究

郭鑫

(安陽學院 河南安陽 455000)

旅游業一貫被認為是綠色無煙產業，但實際上旅游業是碳排放大戶，而且既有研究表明旅游業對全球氣候變暖的貢獻率已達5%～14%[1]，預測2035年前旅游業碳排放將以年均2.5%的速度增長[2]，故旅游業碳排放問題不容忽視。新發展階段，推進旅游業節能減排、實現CO2排放最小化勢在必行。實踐證明，科技創新能有效減緩氣候變暖，提高碳排放效率[3]；綠色科技創新是提高旅游業碳排放效率的關鍵手段[4]。在創新驅動背景下，客觀識別綠色科技創新對旅游業碳排放效率的影響并探究其區域差異，對我國高效推進低碳旅游，實現經濟綠色轉型大有裨益。

國內外研究主要有旅游業碳排放效率的測度評價[5-6]、時空特征分析[7-8]、影響因素識別[9-13]。主要影響因素中科技創新最為有效[14]。相關學者就綠色科技創新對碳排放的影響展開了諸多研究，如Tobelmann等(2020)[15]發現，環境科技創新利于減少CO2排放量，一般性創新活動并未減少CO2排放量；屈小娥等(2021)[16]研究發現，綠色技術創新對碳排放產生負作用；許可等(2021)[17]表明，綠色科技創新能夠降低碳排放強度，益于環境改善；王鑫靜等(2019)[18]表明科技創新顯著促進了碳排放效率提升；劉仁厚等(2021)[19]闡述了科技創新對碳減排的支撐，并剖析了其影響機制。綠色科技創新對碳排放影響的相關成果為碳排放效率研究提供了有益借鑒。如查建平(2016)[20]認為節能減排技術的發展有效提高了旅游業碳排放效率；岳立等(2020)[13]發現旅游業技術創新對旅游業高質量發展與碳排放效率提升具有積極作用；Sun等(2021)[21]認為生態科技創新成為緩解旅游業高碳排放現狀的潛在方案；王坤等(2015)[9]表示技術效應是提升旅游業碳排放效率的關鍵因素；賀臘梅等(2016)[22]發現環境技術的進步顯著提高了湖北省旅游業碳排放效率；Wang等(2016)[23]認為技術進步能顯著促進旅游業碳排放效率的提升；Yue等(2021)[24]發現綠色技術創新可以降低旅游業碳排放并改善環境質量。

縱觀已有研究仍存在不足：一是將視角聚焦于旅游業碳排放效率的研究文獻仍顯不足；二是鮮有學者深入剖析其內在傳導機制；三是實證分析亟待補充區域異質性的探討。鑒于此，本文擬在系統分析綠色科技創新對旅游業碳排放效率作用的基礎上，厘清二者的內在傳導機制；借助面板回歸模型實證分析綠色科技創新對旅游業碳排放效率的直接影響；引入產業結構升級、旅游經濟規模擴張為中介變量，探究全國及各區域各變量間可能存在的中介傳導效應。

1 理論分析與研究假設

1.1 綠色科技創新與旅游業碳排放效率

科技創新作為創新體系的重要組成部分，可以節能減排和治理污染[25]。綠色科技創新一方面能夠提高資源利用率，在產出不變的條件下間接減少碳排放量；另一方面，借助循環利用技術，可有效促進旅游業綠色低碳轉型，促進旅游產業結構不斷優化，提高煤炭利用率和經濟價值，促進旅游業碳排放效率提升[17]。也有研究認為，不同地區的科技創新對碳排放影響強度也存在差異[16，18]。據此提出如下假設：

H1：綠色科技創新能夠促進旅游業碳排放效率提升。

H2：不同區域綠色科技創新對旅游業碳排放效率提升的影響存在異質性。

1.2 綠色科技創新、產業結構升級與旅游業碳排放效率

產業結構升級過程中合理化與高級化共進。由科技創新引發的技術進步有助于積極促進產業結構升級[26]。一方面，綠色科技創新與旅游業其他創新實現互補，能夠降低旅游業生產成本，提高旅游生產率[27]，推動旅游業技術進步，最終實現轉型升級；另一方面，綠色科技創新在滿足旅游者多樣化綠色消費需求的同時，可以持續激活市場新需求，引領產業結構優化調整[19，28]。此外，也有研究發現，產業結構優化升級加快了創新要素的流動與配置，產業結構升級對旅游業碳排放效率的提升存在積極影響[29，30]。據此提出如下假設：

H3：綠色科技創新推動了產業結構的轉型升級。

H4：綠色科技創新通過影響產業結構升級，最終對旅游業碳排放效率的提升產生影響。

1.3 綠色科技創新、旅游經濟規模擴張與旅游業碳排放效率

在高質量發展背景下，旅游經濟規模擴張是旅游供需作用的結果。創新是第一生產力，在旅游經濟規模擴張時，綠色科技創新為其提供了不竭動力[31，32]。同時，綠色科技創新有助于旅游業實現綠色化、智慧化和高端化[33]。一是綠色科技創新通過較高的旅游供給效率間接降低碳排放，推動旅游業可持續低碳發展[34]；二是旅游經濟規模擴張帶來的“惡性競爭”等加劇了環境污染[35]，但創新驅動型規模經濟的實現，利于區域設施共享與綠色科技創新的積極外溢，能夠提高旅游業碳排放效率[36]。同時，旅游經濟規模擴張增強了其應對污染挑戰的能力，為清潔能源的使用提供了更多支持，從而促進旅游業碳排放效率提升[16]。據此提出如下假設：

H5：綠色科技創新能夠促進旅游經濟規模擴張。

H6：綠色科技創新通過影響旅游經濟規模擴張，進而影響旅游業碳排放效率的提升。

2 研究設計

2.1 研究方法與模型構建

2.1.1 Super-SBM模型

本文采用Tone[37]的Super-SBM(Slack-Based Measure)模型，公式為：

式(1)(2)中：ρ為旅游業碳排放效率(0＜ρ≤1)。x、y、b分別表示投入、期望產出和非期望產出。、、分別表示第n個投入、第m個期望產出和第i個非期望產出的松弛度(n=1，2，…，N；m=1，2，…，M；i=1，2，…，I)。表示第k個決策單元在t時期的權重；、、分別表示第k個決策單元在第t時期的投入值、期望產出值和非期望產出值；、、分別表示第k，個決策單元在t，時期的投入值、期望產出值和非期望產出值；t表示時期(t=1，2，…，T)；k表示決策單元(k=1， 2，…，K)。

2.1.2 中介效應檢驗

中介模型即是通過中介變量全面闡釋自變量對因變量的作用[38]。模型為：

式(3)～(5)中：a為自變量X對因變量Y的總效應；α為自變量X對中介變量M的影響效應；a’為X對Y的間接效應；β為控制X后M對Y的影響效應；αβ為M對Y的中介效應，且a=a’+αβ。

選用Bootstrap法檢驗中介效應，以保證回歸結果準確。

2.1.3 綠色科技創新對旅游業碳排放效率的直接影響

式(6)中：下標p為省份、t為時期；C為旅游業碳排放效率；G為綠色科技創新；0α為常數項；1α和α分別為解釋變量G和控制變量X(環境規制、旅游業能源消費結構、政府管控程度和對外開放水平)的待估系數；pν為地區固定效應，tλ為時間固定效應；ε為隨機誤差項。

2.1.4 綠色科技創新對旅游業碳排放效率的中介機制

式(7)～(10)中：S為產業結構升級；E為旅游經濟規模擴張；a0—d0代表各常數項；a1代表綠色科技創新對旅游業碳排放效率的總效應；b1、c1分別為綠色科技創新對產業結構升級與旅游經濟規模擴張的影響系數；d1代表綠色科技創新對旅游業碳排放效率的直接效應；e為待估系數，Y為中介變量，包括S和E；其他符號的含義同上文。

2.2 變量選取

2.2.1 被解釋變量

旅游業碳排放效率(C)。本文參考王凱等(2018)[41]的研究，選取相應指標核算旅游業碳排放效率。采用先分解再加總的“自上而下”法計算旅游業能源消耗量和二氧化碳排放量[41]。

2.2.2 核心解釋變量

綠色科技創新(G)。該變量是綠色發展模式的重要載體。故以綠色發明專利與實用型專利授權數之和表示[26]。

2.2.3 中介變量

①產業結構升級(S)。產業結構升級是結構合理化與高級化共同作用的結果，采用第三產業增加值/第二產業增加值衡量[42]；②旅游經濟規模擴張(E)。該變量反映了旅游業的生產能力，采用人均旅游收入衡量[16]。

2.2.4 控制變量

①能源消費結構(es)。能源結構直接體現了旅游業的能耗現狀，以旅游業煤炭消耗/總能源消耗表示[16，43]；②環境規制(erl)。政府對環境問題的重視程度和治理水平，影響旅游業碳排放效率，以環境污染治理投資額/地區GDP表示[44]；③對外開放水平(open)。對外交流引入領先科技，促進旅游業碳排放效率的提升。以進出口總額/地區GDP表示[12]；④人口密度(peo)。人口密度代表了地區勞動力狀況，以總人口/市閾面積表示；⑤經濟發展水平(pgdp)。經濟發達地區對旅游業節能減排投入力度更大，以地區人均GDP表示[43]。

2.3 數據來源

考慮到數據的連續可得性，同時避免非典沖擊和新冠疫情影響，并保持五年規劃期限的合理性，本文以2005—2019年中國30個省份(未含西藏與港澳臺地區)的面板數據展開研究。旅游業數據來自歷年《中國旅游統計年鑒》《中國文化和旅游統計年鑒》《中國文化文物和旅游統計年鑒》；各宏觀指標數據來自《中國統計年鑒(2006—2020)》《中國科技統計年鑒(2006—2020)》《中國環境統計年鑒》《中國能源統計年鑒》《中國第三產業統計年鑒》。極少缺失值來自對應年份各省份統計年鑒和國民經濟與社會發展統計公報。

3 綠色科技創新的影響效應分析

3.1 基準回歸

借助前文Super-SBM模型可知，研究期內旅游業碳排放效率均值由0.4525增至0.8051，年均增長率為3.9156%，可見旅游業碳排放效率實現了較大突破。具體分析，2005—2010年增長了0.0627；2010—2015年增長了0.1470；2015—2019年增長了0.1428。

通過面板回歸模型，對綠色科技創新與旅游業碳排放效率進行回歸。綠色科技創新的回歸系數為0.2303，在1%水平下顯著，即綠色科技創新顯著提升了旅游業碳排放效率。故H1得到驗證。

就控制變量看，能源消費結構通過了1%的顯著性檢驗，系數為0.1158，說明能源消費結構越合理，越利于旅游業碳排放效率提升；環境規制通過了1%的顯著性檢驗，影響系數為2.9291，表明環境污染治理投資的增加顯著驅動了旅游業碳排放效率提升；對外開放水平對旅游業碳排放效率的提升存在消極影響，影響系數為-0.1119，旅游消費帶來了碳排放增加；人口密度的影響系數為-0.1792且在1%水平下顯著，說明人口密度增加對旅游服務碳消耗需求增加；經濟發展水平影響系數為3.0669且在1%水平下顯著，說明旅游碳消耗降低。

3.2 穩健性與內生性

通過以下方法檢驗。①考慮到科技創新的連續性、動態性與滯后性，將滯后一階的綠色科技創新納入模型；②調整估計區間，將研究年限縮短為2006—2019年，采用“十一五”起始年份研究；③為克服綠色科技創新與旅游業碳排放效率之間可能的內生性，同時考慮到工具變量的嚴格外生性等，故選用教育投入作為工具變量進行GMM估計。

3.3 區域異質性

探究區域差異(見表1)。結果顯示，各區域的綠色科技創新與旅游業碳排放效率均為正向關聯，各區域綠色科技創新的影響強度呈“東部地區(0.5010)＞中部地區(0.4005)＞西部地區(0.0081)”。故H2得到驗證。

表1 綠色科技創新對旅游業碳排放效率影響的區域異質性

4 中介效應分析

4.1 中介效應

就產業結構升級的中介傳導機制分析。首先，綠色科技創新對產業結構升級的影響系數為0.1662且顯著，表明綠色科技創新推動了產業結構優化調整，故H3得到驗證；其次，鑒于產業結構升級對旅游業碳排放效率的影響系數為-0.9252，通過了Bootstrap中介效應顯著性檢驗，可以得到當產業結構升級為中介變量時，綠色科技創新對旅游業碳排放效率的間接效應系數顯著為-0.1538，直接效應系數與間接效應系數符號方向相異，可見變量間存在部分遮掩，總效應系數減小，故H4得到驗證。

就旅游經濟規模擴張的中介傳導機制分析。首先，綠色科技創新對旅游經濟規模擴張的影響系數為0.2864且顯著，表明綠色科技創新發展有力推動了旅游經濟規模擴張，故H5得到驗證；其次，旅游經濟規模對旅游業碳排放效率的影響通過了Bootstrap中介效應的顯著性檢驗，此時的間接效應系數為0.0499，直接效應系數顯著為正，與間接效應系數的符號方向相同，旅游經濟規模擴張發揮著部分中介作用，故H6得到驗證(見表2)。

表2 中介效應檢驗估計結果

4.2 逐步回歸檢驗

借助固定效應模型的逐步回歸進行進一步驗證和檢驗，估計結果的可靠性(見表3)。

表3 中介效應逐步回歸檢驗

由表3可知，逐步回歸結果的主要變量的符號方向與前文表3保持一致，說明中介效應結果穩健。當產業結構升級和旅游經濟規模擴張為中介變量時，綠色科技創新對中介變量的影響和中介變量對旅游業碳排放效率的影響結果均與前文Bootstrap檢驗一致。

5 結語

研究期內，基準回歸中的綠色科技創新顯著提升了旅游業碳排放效率，說明綠色科技創新能直接提高旅游業碳排放效率。

就區域差異分析，各區域綠色科技創新均促進旅游業碳排放效率提升，影響強度呈“東部＞中部＞西部”的格局。

就中介效應檢驗分析，綠色科技創新通過促進產業結構升級顯著阻礙了旅游業碳排放效率提升，卻借助旅游經濟規模擴張提升了旅游業碳排放效率。