目前,我国经济发展与能源、环境之间的矛盾较突出,社会的可持续发展受到了威胁。因此研究能源、经济和环境三个系统的协调发展有着重要的理论与现实意义。首先,从能源、经济和环境三个维度构建了省域3E系统协调度评价指标体系,运用综合-距离型协调度评价模型测算出2006~2014年我国30个省份的协调度并对其进行了实证分析。结果发现:我国整体3E系统协调度整体上呈上升趋势,其中2010年为从严重失调等级转变为中度失调等级的转折点;各省份的3E系统协调度及其发展趋势存在明显差异。其次,运用变异系数法、ESDA、空间马尔科夫链方法对省域3E系统协调度的时空效应和演化趋势进行了分析。运用变异系数法对3E系统协调度的区域差异进行了研究,结果表明:整体来看,各省间的3E系统协调度发展差异具有缩小的趋势;按常规6大区域来看,不同区域内省份间的协调度差异随时间的变化具有不同的发展趋势,变化幅度也不尽相同。运用ESDA法研究了省域3E系统协调度的空间格局与空间相关性,结果表明:3E系统协调度在全局上呈正向空间相关;局部存在差异化的空间集聚模式,其中西北和西南区域为“低-低集聚”模式,华东和华南区域为“高-高集聚”模式;逐年比较2006~2014年的空间聚类模式图可以从时间角度探索省域3E系统协调度的空间聚类模式的发展趋势,发现“低-低集聚”模式的省份数量有缩减的趋势,“高-高集聚”模式有渐渐向南扩散、数量增多的趋势。然后,运用空间马尔科夫链方法研究了省域3E系统协调度在受当期空间滞后影响下的一步状态转移条件概率,即其时空演化趋势,结果表明:省域3E系统协调度的发展趋势受其空间滞后影响较大,主要表现为较高值的空间滞后对其有正向的影响。通过LISA马尔科夫链方法对省域3E系统协调度空间聚类模式的时空演化趋势进行了量化研究,发现:四种聚类模式相对稳定性存在差异,“高-高集聚”模式的相对稳定性最强,“低-低集聚”模式的最弱;同时,从转移路径的分类来看,省域3E系统协调度空间聚类模式的主要转移路径类型为饱和型转移路径,即存在溢出效应。然后,基于协调度的时空效应,构建了动态空间面板数据模型对未来5年省域3E系统的协调度进行了预测并在此基础上进行了预警研究。结果表明:各省的3E系统协调度均呈现逐年上升趋势;处于重警级别的区域范围逐渐向西收拢缩小,并将被中警和轻警级别替代;处于轻警级别的区域范围不断扩大,并向内陆和北面转移扩散;到2019年,将有四个省的协调度率先达到无警级别,分别是山东、浙江、福建和江西,且都属于华东区域。