当前,我国环境恶化的总体趋势虽在一定程度上有所缓解,但环境污染问题仍然严重。为防治大气污染,我国污染物排放管理由浓度控制向浓度控制和总量控制相结合转变。污染物排放总量控制对削减污染物排放、遏制环境质量退化、建立政府环境保护目标责任制等起到了积极作用。但是,现行的大气污染物排放总量控制与环境质量改善目标不完全同步。工业部门作为大气污染的主要排放源,对工业结构与大气环境质量的耦合关系进行研究,为通过工业结构调整实现大气环境质量改善提供新的思路。黑龙江省作为我国的老工业基地,工业经济发展起步较早,工业结构以资源型与重工业为主,工业经济在加快发展的同时,也对大气环境造成了严重破坏,尤其是能源工业的发展加大了工业废气污染物的排放。因此,开展总量控制约束下黑龙江省工业结构调整研究,为大气环境制约下的工业结构优化提供参考,对进一步改善大气环境质量,促进黑龙江省工业经济与大气环境可持续发展具有重要意义。本文选取黑龙江省作为研究对象,通过构建黑龙江省工业结构—大气环境质量的双向耦合优化模型,对不同技术进步情景下2030年工业结构与大气环境质量的互动变化趋势进行模拟,对实现总量控制约束下黑龙江省工业发展和大气环境质量改善双重目标的最优工业结构进行预测,并得出耦合优化策略。研究发现:(1)2001-2016年期间,黑龙江省经济社会发展与大气环境保护的良性耦合程度不断提高。(2)在工业废气污染物排放总量控制下,即大气环境质量不恶化的情况下,5%的低技术进步下黑龙江省代表性工业行业总产值低于10%的高技术进步情景,而三种工业废气排放量均高于高技术进步情景,说明技术进步对于黑龙江省工业经济—大气环境协调发展至关重要。(3)在低技术进步情景下,能源行业中煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业、开采辅助活动等行业的年均增长率较低甚至为负,在高技术进步情景下,三个行业的年均增长率均有所增加,表明提升传统资源密集型产业的技术创新是实现黑龙江省可持续发展的重要途径。(4)与2016年相比,2030年装备工业、石化工业在低技术进步及高技术进步下,工业总产值所占份额降低;能源工业在低技术进步下工业总产值占比有所降低,在高技术进步下有所提升;食品工业在低技术进步及高技术进步水平下工业总产值占比均有所提升。从技术进步的角度,在延伸产业链条、发展绿色循环经济、传统产业技术改造,削减淘汰落后产能等方面提升技术进步水平;从工业污染源治理的角度,加强工业污染治理力度,加强重点行业企业工业废气排放处理力度;进一步完善节能减排相关法律法规体系;依靠经济手段治理大气污染。