改革开放以来,我国在迎来经济快速发展的同时,也伴随着人口过度集聚、资源短缺、环境破坏等现实,经济与生态的发展矛盾已成为制约我国经济可持续发展的现实性问题。长江经济带作为我国新兴的经济增长极点,在国家整体发展战略中处于极其重要的地位,如今也面临着产业结构不合理,流域污染严重等发展问题。如何实现产业结构升级、环境污染治理,对于长江经济带的未来发展至关重要,对国家经济的持续性发展也具有借鉴意义。本文首先回顾了国内外产业升级与环境污染的相关研究,对产业升级与环境污染的理论基础进行深入分析,构建理论模型分析产业升级对环境污染之间的影响作用;之后基于长江经济带104个城市2003—2015年指标数据,测度产业升级与环境污染指数,探究长江经济带产业升级与环境污染状况的时空演变特征;最后利用动态面板模型与空间面板模型对产业升级指数和环境污染指数进行计量检验,并在此基础上利用稳健性检验方法对计量结果进行再检验,实证研究长江经济带产业升级对于环境污染的影响关系。理论研究结果表明,在经济发展进程中,国家的工业化水平会伴随着生产要素优势的变化而变化,产业升级对于环境污染的影响关系也相应发生转变。在工业化发展初期,国家在污染类产品方面具有比较优势,产业发展主要依靠物质资本积累来推动,此时产业升级会加剧环境污染;在工业化发展中后期,国家在清洁类产品方面具有比较优势,产业发展如果主要依靠人力资本积累来推动,此时产业升级则会降低环境污染。因此产业结构升级对于环境污染存在一个先增进、后降低的“倒U”形影响关系。产业升级与环境污染时空演变特征表明,(1)长江经济带产业升级水平总体较高且变化速率逐渐变缓,长江流域上、中、下游产业升级水平呈现递增趋势。其中,上海、武汉、南京、长沙、昆明等城市产业升级水平处于长江经济带前列;(2)长江经济带环境污染状况不断加剧且区域间污染差距不断扩大,上、中游区域环境污染程度显著高于下游区域。其中,巴中、黄山、遂宁、随州、张家界等城市环境污染状况最严重;(3)长江经济带环境污染在空间上呈现显著的集聚特征且集聚性不断增强,正集聚效应城市主要分布于中、下游区域,负集聚效应城市主要分布于上、中游区域。计量检验结果表明,(1)在长江经济带全流域和上、中、下3个分流域中,产业升级与环境污染之间均存在先增强、后降低的“倒U”型关系,这与本文的理论分析结果一致,且这种影响关系在上、中、下游流域中依次增强;(2)产业升级对于环境污染的间接效应影响强度远大于直接效应,且呈现先增强、后降低的“倒U”型关系,说明各空间单元环境污染受到相邻空间单元的产业升级影响要远大于受本空间单元产业升级的影响,产业升级对于环境污染的溢出效应影响显著;(3)关于其他控制变量,在长江经济带全流域中,城市化对环境污染存在正向影响关系,贸易开放、技术创新水平对环境污染存在负向影响关系。文章在总结获得上述研究结论的基础上,提出相关对策措施,建议从产业布局、城市规划、信息革命、科技创新、流域治理、区域联防6方面优化长江经济带生态环境水平。