稳定发展的经济和较为严重的空气污染,使得中国成为世界关注的国家。中国政府每年花费巨大的努力来改善大气环境状况,一个重要的问题是它能以多少代价减少相当的空气污染。本文利用2013年至2016年中国三大城市群城市层面的数据,运用数据包络分析法和非径向方向距离函数,实证检验了京津冀、长三角、珠三角城市群共42座城市在经济可持续发展战略下的大气环境效率表现,并且进一步测算了各城市主要大气污染物的边际减排成本,探讨了影子价格调控政策的可行性。结果表明,京津冀、长三角和珠三角城市群的平均大气环境效率分别为0.2673,0.3312和0.4711,虽然逐年增长但绝对水平依然较低,说明仍需致力于加强监管和调控。三种大气污染物(PM2.5,二氧化硫和二氧化氮)的影子价格也呈现出京津冀,长三角,珠三角依次增高的态势,但各城市差异较大,这意味着需要因地制宜地制定管控政策。更具体地说,京津冀城市群降低一单位浓度的PM2.5需要花费271.7万元,而珠三角城市群的费用则高达731万。因此,政策制定者在改善空气质量时,要根据区域异质性实施不同的政策。大气环境效率高的珠三角城市群的减排目标应该小,而低效率的京津冀城市群减排目标要逐步提高。