碳排放、经济与环境是一个相互关联的复杂的有机统一体，寻求碳排放与经济发展、环境保护协调发展不但是可持续发展理论的最本质要求，也是实现国民经济持续、稳步、高速发展的有效途径。近几十年来，经济发展驱使的能源碳排放急剧增加导致全球气候变暖，引发了一系列环境问题，为实现经济发展、碳排放、环境三者之间协调发展，本研究立足于宏观层面，选择中国碳排放、经济发展与环境保护的评价指标，利用2009—2018年中国30个省份、直辖市、自治区的面板数据，运用三阶段DEA模型，开展中国碳排放、经济发展与环境保护耦合协调关系的研究。首先，对中国的碳排放效率进行评价，明确中国碳排放效率的现状；其次将碳排放效率测算结果作为碳排放子系统的评价指标带入碳排放、经济发展与环境保护耦合协调模型中，测算中国的三元耦合协调性水平；再利用全局空间自相关分析（全局Moran’s I）和热点分析(Getis-Ord Gi*指数)等空间分析方法，对中国碳排放、经济发展与环境保护耦合协调性进行空间演变分析，揭示其空间分布特征。结论如下：
　　（1）2009-2018年间，中国的碳排放效率增长缓慢，均值仅为0.500。
　　（2）中国碳排放效率省域间差异明显，且差距依然在不断扩大。从空间分布的角度看，中国碳排放效率高值区域主要集中在东部沿海的经济发达地区，低值地区主要集中在西北内陆的欠发达地区。
　　（3）2009-2018中国二元系统耦合协调度中，碳排放与环境的耦合协调度较高，经济与环境的耦合协调度最低，碳排放与环境关系密切，协调度普遍较高，十年间全国均值为0.728。经济发展与环境保护耦合协调度地区差异较大，10年间均值仅为0.449。2009-2018中国碳排放与经济发展耦合协调度总体呈缓慢上升的趋势，均值为0.622，二元耦合协调度总体呈东高西低的状态分布。
　　（4）2009—2018年中国碳排放-经济发展-环境保护三元耦合协调度基本保持稳定，均值为0.669，处于初级协调发展水平。近十年来，所有省份、直辖市、自治区都达到了协调发展的程度，但省域间差异明显。总的看来，处于较高水平协调的城市依然主要集中在东部沿海地区，内陆地区经济发展较为薄弱的地区协调性较差，这也与二元耦合协调水平基本吻合。
　　（5）全局Moran’s I指数从2009年的0.423632变化为2018年的0.272729，表现为衰减态势，说明中国碳排放-经济发展-环境保护三元耦合协调度效率集聚程度有所减弱，各省份、直辖市、自治区关联程度有所降低。整体来看，中国2000—2018年碳排放-经济发展-环境保护三元耦合协调度全局Moran’s I指数的数值都比较小，说明中国碳排放-经济发展-环境保护三元耦合协调度整体集聚程度仍然较低，各省份、直辖市、自治区相互影响能力较弱。
　　（6）2009—2018年中国碳排放-经济发展-环境保护三元耦合协调度空间分布热点和冷点区域的数量均有所下降，中国碳排放-经济发展-环境保护三元耦合协调度总体朝有利的方向发展，但各地区协调发展的速度略有差异。2009—2018年中国碳排放-经济发展-环境保护三元耦合协调度热点区域主要集中在东部沿海地区，冷点区域主要集中在西北内陆区域，形成西低东高的形势。