旅游业繁荣能否提升城市能源生态效率？——基于中国282个城市的超效率SBM-DEA与PLS-PM实证研究

《Sustainable Futures》：The nexus between tourism and energy eco-efficiency: an empirical analysis based on Chinese cities

　　

随着旅游业快速增长，该部门能源消费显著增加。然而，关于城市旅游业与能源生态效率（energy eco-efficiency）之间关系的研究仍然有限。本研究应用超效率SBM-DEA模型（Super-efficiency SBM-DEA model）与偏最小二乘路径模型（Partial Least Squares Path Modeling, PLS-PM）分析城市旅游业对能源生态效率的影响，并探讨其影响机制。主要发现如下：（1）中国城市能源生态效率呈现显著空间异质性（spatial heterogeneity），东部和中部地区效率较高，东北和西北地区较低。关键旅游城市（key tourism cities）通常表现出高于非关键旅游城市（non-key tourism cities）的能源生态效率，但旅游城市之间存在较大差异。（2）城市旅游业通过促进经济增长和减少碳排放（carbon emissions）提升能源生态效率。关键旅游城市在有利政策、基础设施发展、公共服务和环境治理支持下，表现出更明显的能源生态效率改善。（3）产业结构调整（industrial restructuring）、市政基础设施（municipal infrastructure）、环境治理（environmental governance）和公共服务设施（public service facilities）在旅游业驱动能源生态效率提升中发挥显著中介作用。实现环境可持续城市需要关注这些关键因素，以有效管理资源消费并减轻环境污染。

研究背景方面，全球旅游快速发展成为经济增长和文化交流的重要驱动因素，城市作为旅游活动枢纽不断升级基础设施、公共服务、政策和社会文化环境。既有研究主要关注城市旅游业对经济和社会发展的显性影响，如城市经济重构、空间格局转型和视觉文化变化；同时，旅游扩张带来水资源消耗、能源使用、碳排放和生物多样性丧失等隐性挑战。以往旅游环境影响的定量研究多采用碳足迹和生态足迹，但这类方法只测度绝对环境影响，未纳入经济产出以评估可持续性。生态效率（eco-efficiency）整合经济与环境指标，关注单位经济产出的环境与资源成本；能源生态效率（energy eco-efficiency）进一步纳入CO₂等非期望产出，强调能源投入因素和能源系统产出要素。既有旅游生态效率研究受数据限制，常假设旅游部门单位收入的能耗和CO₂排放与其他部门一致，或以旅游占GDP比例和城市总量估算旅游参数，且仅反映旅游部门内部变化，难以揭示旅游对城市整体生态效率的综合影响。关于城市旅游业是否以及如何影响能源生态效率，现有研究尚未形成共识。因此，研究人员以中国282个城市为样本，区分关键旅游城市与非关键旅游城市，测算能源生态效率并检验旅游业影响路径，以期为旅游城市能源管理和政策制定提供实证依据与政策建议。

研究人员开展的研究表明，城市旅游业总体有助于提升能源生态效率，关键旅游城市因政策支持、基础设施、公共服务和环境治理较强而表现出更明显的相关性；市政基础设施、公共服务设施、环境治理和产业结构调整在其中发挥显著中介作用。该研究的意义在于从城市系统交互视角揭示旅游业与能源生态效率的关联机制，为低碳旅游和可持续城市发展提供经验证据。

主要关键技术方法（不超过250字概括）：研究人员采用2019年中国282个城市样本，基于文化和旅游部2019年首批国家全域旅游示范区名单及首批国家文化旅游消费示范城市和试点城市识别71个关键旅游城市，剔除新疆石河子市和青海黄南藏族自治州。数据来自中国旅游统计年鉴、中国城市统计年鉴和中国城市建设统计年鉴，CO₂数据来自CEADs数据库。方法上采用考虑非期望产出的超效率SBM-DEA模型测算能源生态效率，投入为劳动、资本存量和能源消费，期望产出为GDP，非期望产出为CO₂；采用PLS-PM检验六类潜变量间九条路径假设；结合ArcGIS热点分析刻画空间集聚，并对旅游收入与能源生态效率进行对数变换相关分析。

研究结果如下。3.1.1 中国能源强度的年际变化：通过分析2000—2020年中国能源消费与能源强度，研究发现能源消费总量持续上升，但以单位GDP化石燃料消费衡量的传统能源强度明显下降，表明化石燃料利用在经济成长过程中更为高效和优化，能源生态效率得到部分改善。3.1.2 中国城市能源生态效率的空间格局：通过超效率SBM-DEA测算2019年282个城市能源生态效率并结合热点分析，研究发现高值集聚主要位于东部和中部地区，长三角尤为突出，低值集聚主要在东北和西北地区；关键旅游城市平均能源生态效率为0.67，高于非关键旅游城市的0.59；两类城市平均能源生态效率均由东部向中部、西部、东北递减，关键旅游城市组内差异大于非关键旅游城市。3.2.1 总体趋势分析：通过对旅游收入和能源生态效率取对数并进行相关分析，研究发现关键旅游城市和非关键旅游城市中旅游收入与能源生态效率均呈显著正相关，关键旅游城市中正相关更明显，支持旅游发展促进能源生态效率提升的判断。3.2.2 关键路径分析：通过PLS-PM分析，研究发现全样本中旅游产业→基础设施、旅游产业→环境治理、基础设施→公共服务设施、产业结构→能源生态效率的标准化路径系数分别为0.81、0.64、0.61和0.52；关键旅游城市中环境治理与公共服务设施路径系数为0.59且显著，非关键旅游城市中不显著；旅游产业→公共服务设施路径在所有样本组中均不显著。

讨论部分总结：4.1 能源、旅游与能源生态效率的关联表明，能源投入类型影响城市能源生态效率；同旅游收入下，煤炭资源型城市通常低于其他非旅游城市；剔除非期望产出后，非旅游城市组旅游收入与能源生态效率相关未通过显著性检验，说明非关键旅游城市中旅游发展主要通过碳减排提升能源生态效率。4.2 旅游的环境—经济效应及其与城市系统的交互表明，旅游发展总体提升能源生态效率，关键旅游城市高于非关键旅游城市；与Castilho et al.一致的是旅游发展相对能源密集和高污染产业有助于提升能源生态效率，但本研究识别能源结构优化和产业结构调整是关键决定因素，并与Li et al. (2025)关于效率收益需与能源和产业结构转型耦合的观点互补；环境治理是旅游发展与能源生态效率良性循环的重要中介，与Wu et al. (2023)结论一致。4.3 城市旅游与能源生态效率的交互机制表明，优化能源投入结构和推广清洁能源有助于提升城市系统能源生态效率；第三产业尤其是住宿、餐饮和文化娱乐等高附加值、低能耗服务部门扩张是旅游提升城市能源生态效率的关键中介路径；基础设施通过公共服务设施中介促进旅游驱动的能源生态效率提升；环境治理通过严格环保政策、节能减排和清洁能源推广形成反馈效应，并通过降低资源消耗强度、优化能源结构和改善公共服务设施等路径提升能源生态效率；基础设施与环境治理协同通过公共交通绿色替代（如电动公交和轻轨）以及公园绿地建设增强碳汇和旅游吸引力。

研究结论翻译：本研究采用考虑非期望产出的超效率DEA模型和PLS-PM测算中国城市能源生态效率并解释城市旅游业对能源生态效率的影响机制。主要结论为：中国城市能源生态效率呈现显著空间异质性，不同区域平均能源生态效率由东部、中部、西部至东北递减；高能源生态效率区主要集中在东部和中部，尤其是长三角，低能源生态效率区主要在东北和西北；区域差异与区域经济和地理因素密切相关。分城市类型看，关键旅游城市总体优于非关键旅游城市，但关键旅游城市组内能源生态效率差异大于非关键旅游城市。旅游发展通过促进经济增长和减少碳排放的关键路径提升能源生态效率；关键旅游城市因依赖旅游经济，在政策支持、基础设施发展和环境治理方面实施更强，相关性更明显；市政基础设施、公共服务设施、环境治理和产业结构调整发挥显著中介作用；无论行业类型，优化能源投入结构和推广清洁能源均有助于提升城市系统能源生态效率。研究局限包括：受数据可得性约束，尤其缺乏面板数据，限制了对时间动态和稳健因果关系的检验；地级市统计分析提供宏观尺度洞见，但未纳入代表性旅游城市或具体旅游目的地的详细案例研究，导致政策建议存在不足；未来研究可通过系统数据监测与代表性旅游城市深入案例研究相结合，开展面板数据时间比较并细致考察地方情境，以支持更具针对性和差异化的政策建议。