中国经济高速增长的同时造成了地区间经济发展的不平衡,从而直接影响到收入、社会福利等的平衡分配,环境污染也不例外。由经济发展不平衡造成的环境问题表现为环境污染出现严重的区域差异性,各地区面临的环境负担与潜在环境风险不均等,不仅影响着人民健康生活,扩大了地区间福利差距;同时又反过来制约着当地经济绿色发展,加大地区间生产效率差异,进一步抑制整体经济的和谐发展。本文首先基于长江经济带105个地级及以上城市的数据,利用基尼系数、Theil指数、加权变异系数和Moran’s I指数,评价分析了长江经济带收入分配以及工业废水、工业二氧化硫和工业烟(粉)尘排放的不平衡程度,发现地区收入差距与环境污染物排放的区域差异都有缩小的趋势,且两者都具有显著的空间正相关,因此初步认为区域经济发展不平衡与环境污染不平衡存在内在联系。在此基础上,本文用经济密度和污染排放强度分别表示经济发展和环境污染在城市层面的特征,发现并不是所有经济密度高的城市污染强度都高。由此表明,区域经济发展不平衡与环境污染不平衡之间并不是简单的“同增同减”关系。为了进一步探讨区域经济发展不平衡与环境污染之间的关联性,本文以产出密度函数为理论基础模型,从产出末端出发分析经济密度对环境污染强度的影响,从生产投入端出发分析环境污染强度对经济密度的影响,从理论上研究经济密度与环境污染强度的交互作用。研究发现,经济密度对环境污染强度的影响存在一个临界水平,污染强度首先随着经济密度的增加而增大,然后随着经济密度的增加而减小;环境污染强度对经济密度的反作用亦是这样,在经济密度增加的初始阶段,即经济集聚初期,环境污染强度抑制经济强度的增长,当生产要素的边际报酬率由于市场拥挤而下降到一定水平后,环境污染强度不再抑制经济集聚,而是促进经济密度的增长。在理论模型的基础上,本文构建了由环境污染方程和经济密度方程组成的联立方程组,以解决内生性的问题,并在方程中都加入了空间滞后项来研究经济集聚和环境污染的空间溢出。利用长江经济带的数据进行实证分析,结果验证了理论模型,即经济密度对污染排放强度的影响呈先增后减的倒“U”型;环境污染在短期内对经济集聚有抑制作用,在长期内对经济集聚有促进作用。环境污染与经济集聚都能通过空间溢出效应对周边城市产生影响。此外,实证结果也反映出外商直接投资、第二产业比重较大会加大长江经济带的污染排放;对科学技术的资金投入能够明显控制环境污染的排放;交通越便利、市场潜力越大,越有利于促进经济集聚;过度的人口集中会抑制经济密度的继续上升。最后,本文提出了完善城市群协调发展机制、促进城市群一体化发展、设立区域环境联合治理组织、继续推进环境治理政策创新等政策建议。