随着工业化进程加快,城市经济飞速发展、规模不断扩大,工业生产和人类生活排放出大量污染物,导致大气环境被污染,空气质量下降。而空气是人类生存的要素之一,其质量优劣直接、长远地影响人类身心健康、生态平衡以及社会安全,因此如何维持空气清洁、实现城市经济、社会与环境和谐发展成为被关注和研究的焦点。运用空气质量评价理论评价城市空气质量,确定其等级,找出主要影响因素,并提出合理的建议和改进措施,为城市工业污染防治、空气环境保护等提供方向,最终可以为城市规划管理和环境综合治理提供科学依据。以长江沿岸城市群为主体的沿江经济带,经济密度大,是中国最具经济活力、增长潜力和发展实力的地区之一。本研究分别从长江上、中、下游城市群中选取十一个主要城市作为我国西、中、东部城市群的缩影,基于灰色系统与模糊数学理论,在经典灰色聚类模型和模糊综合评判方法基础上,运用指数型白化函数和指数型隶属函数,采用标准指标权重和实际指标权重叠加以确定评价指标权重,构建改进的灰色聚类模型和模糊综合评判方法,同时运用SPSS软件,对所选城市进行多城市之间环境空气质量的比较分析并将其按空气质量优劣进行分类；最后通过灰色(GM)预测模型,对其中污染最严重的重庆市进行未来十年空气污染物浓度预测。研究结果如下：1)评价结果显示,研究区环境空气首要污染物以PM10为主。2004～2010年SO2污染所占比例下降,NO2污染所占比例上升,表明NO2有逐步取代SO2成为次要污染物的趋势,空气污染由煤烟型污染渐渐转变为复杂的混合型污染,需要对NO2排放控制和污染治理加以高度重视。2004～2010年所有城市空气质量呈逐年上升趋势,空气质量优劣排序为：1-芜湖,2-马鞍山,3-荆州,4-上海,5-宜昌,6-九江,7-武汉,8-无锡,9-南京,10-成都,11-重庆。两种方法评价得到的结果基本一致,评价结果中Ⅱ级所占比例最大,Ⅲ级次之,Ⅳ级最小。2) SPSS聚类后可将十一个城市可以分为三类,空气质量较好的芜湖、马鞍山、荆州、上海为第1类,空气质量居中的宜昌、九江、武汉为第2类、空气质量较差的南京、无锡、成都、重庆为第3类。基本体现出从长江上游到长江中下游,空气质量越来越好的变化趋势。3)重庆市未来十年的预测结果显示,其空气污染物浓度呈逐年下降趋势,到2020年有望达到环境空气质量二级以上标准,城市空气质量逐步好转,与已有数据的年际变化趋势以及实际情况相符,表明了近年在各种环保措施的影响下,重庆市的空气质量已经得到重视,污染状况已有所控制。4)基于评价结果,提出了城市空气质量改进措施：从污染源上进行控制,调整工业布局,优化产业结构,严格控制高耗能、高污染项目；发展循环经济,以清洁生产推动传统产业升级,严格执行“节能减排”、总量控制等环保措施；加强环境教育宣传,提高民众环保意识。