我国进入21世纪以来,旅游业规模不断壮大,产值成倍递增,湖南省作为旅游资源与旅游消费大省,在旅游业发展的同时也经历着旅游行为高碳、旅游目的地过度开发、旅游管理松散、旅游资源锐减等困境。湖南省全域旅游规划在提升旅游业活力的同时,也对绿色旅游、生态旅游和低碳旅游做出具体要求。基于碳排放的旅游业系统动力学模型是旅游业可持续发展的依据与基础,对低碳旅游发展也具有重要意义。研究以湖南省旅游业直接碳排放为研究对象,以可持续发展、低碳经济、生态旅游等领域的理论为基础,以投入产出法测算出湖南省旅游业碳排放特征,构建了湖南省旅游业碳排放系统动力学模型并进行仿真模拟,结合不同情境下碳排放的增长模拟设计出系统最优增长路径,从而为湖南省旅游业低碳发展提供一定的建议。研究结果表明:(1)2008-2014年,湖南省旅游业直接碳排放增长较快,从295.25万t增长到783.14万t,旅游交通邮电部门增速较高,旅游餐饮部门占比较大,碳强度与人均碳排放呈现波动下降的演变规律;(2)系统仿真结果显示了2008-2025年的湖南省旅游业碳排放特征,碳排放总量由295.25万吨增长至1790.39万吨,批发零售、住宿餐饮碳排放量增速较低,其他部门碳排放量总体变化不大,交通邮政碳排放量是增长最快的部门,旅游人数总量增长飞快,人均碳排放量匀速下降;(3)依据湖南省旅游业可能发展的方向,设定了不同的情境方案并模拟各个情境下碳排放特征,技术革新情境与环境改善情境能够有效降低碳排放总量,旅游周期情境也能降低一定程度的碳排放量,且对旅游人数总量的模拟更加接近现实情况,湖南省旅游业碳排放的最优增长路径表现优异,是旅游业减碳化的有力参考。