在互联网和信息技术迅速蔓延全球的背景下,现代经济要素打破传统工业发展桎梏,重新定义基于生产制造方式、商业服务模式等的工业分工体系,发达国家纷纷推出新兴工业战略抢占价值链高地。中国依靠资源优势使工业经济规模迅速壮大,而面临消费市场的升级和环境污染的冲击,以高耗能、重污染、低技术为特征的工业结构难以适应经济新常态的发展要求,严重阻碍着可持续发展的进程。山东省是中国经济和环境问题的典型缩影,急需优化调整工业结构来实现经济新旧动能转换和人地关系协调,因此研究其工业结构时空演变与环境效应对于转变经济发展方式和推动生态文明建设具有重要意义。研究基于整体和细分行业、多样化与高级化等视角,利用工业结构变动系数、偏离份额分析法、基尼系数和区位熵等方法总结山东省工业结构时空演变特征,应用脱钩指数测算山东省各地市工业“三废”排放与产值的脱钩状态,并运用多元线性回归模型探索工业结构演变的环境效应,最后根据研究成果提出山东省工业结构的调整优化路径和具体对策,主要结论如下:（1）1998-2017年山东省工业结构阶段性特征明显,2006年以前变动幅度较大,2006年以后进入平稳变动期。将工业划分为稳定型、波动型、增长型和衰退型行业,根据偏离份额分析,第一、二、三阶段所有行业处于规模性和结构性增长阶段,第到四阶段采矿业、纺织业、黑色金属冶炼及压延加工业等8类行业出现结构性矛盾;工业结构多样化指数呈下降趋势,高级化指数呈上升趋势,两者均落后于全国整体水平;资源密集型工业发展稳定,平均比重为28.24%,劳动密集型和资本技术密集型呈现相反的发展趋势,2008年资本技术密集型超过劳动密集型工业成为主导,至2017年其占工业比重增加为38.18%,而污染密集型工业比重平均比清洁型工业高15.13%,一直占据结构主导地位。（2）1998-2017年鲁东地区结构变动较为平缓,鲁西南、西北和鲁中地区变动较大,济宁市和日照市的结构变动最大,平均工业结构Moore指数分别0.506和0.490;工业结构多样化高值区域集中在鲁西北、鲁南和鲁东地区,低值区域集中于鲁西南和鲁中地区,资源型和强化高端制造业发展城市多样化程度降低趋势明显。工业结构高级化高值区域呈现由以济青为核心的点状分布,到济青线延伸的带状分布,再到围绕济青都市圈的团状发展;资本技术密集型工业的集聚程度高于资源、劳动密集型,资源密集型工业逐渐超过资本技术密集型成为区域差异最大的类型,资源密集型、劳动密集型和资本技术密集型专业化高值地区分别为枣庄-东营连线的西南-东北方向分布、以济南为核心的“凹”字型分布和以济青为核心的带状-块状的格局演变。污染密集型工业的空间聚集和差异程度均低于清洁型,其专业化生产广泛分布于鲁中、鲁西南、鲁西北地区,而清洁型专业化生产集中在济南市和鲁东地区;山东省各城市组的平均工业结构相似性先上升后下降,2017年济南市和青岛市的工业结构相似性达到省内最高的0.872。（3）1998-2017年山东省多数地市的工业废水、SO₂排放与产值的脱钩状态大致经历绝对-相对-绝对或衰退脱钩状态的演变,滨州市的废水排放一直保持相对脱钩状态,济南市和莱芜市的废水和SO₂排放均出现过扩张负脱钩状态,在固体废弃物排放脱钩分析中,多数地市经历相对-绝对或衰退脱钩或的绝对或相对-扩张负-绝对或衰退脱钩的演变,潍坊市和聊城市出现绝对负脱钩状态。（4）利用1998-2017年山东省各地市面板数据探索工业结构演变的环境效应,发现工业结构高级化水平的提升可以有效减少工业废水和固体废弃物的排放,但是对SO₂排放并未显现出明显的减排效应,资本技术密集型工业比重增加可以减少固体废弃物排放,对废水和SO₂排放作用不显著,污染密集型工业比重增加会加大废水、SO₂和固体废弃物排放,对工业“三废”排放极具解释力。（5）根据山东省工业结构的时空演变规律和环境效应,提出优化路径和具体对策,以推动其高级化和生态化转型,应该积极探索市场化转型机制,增强金融、知识产权的保障,制定功能型产业政策;以特色工业园区为平台,加强工业专业化集聚,打造联动有效的工业一体化新格局;提高自主创新能力,构建区域创新体系,提升工业智能化、高端化水平;通过环境规制手段,改善污染排放治理方式,建设绿色工业生产基地,实现工业生产的经济和环境效益最大化。研究具有以下创新点:一方面基于整体和细分、多样化和高级化、不同类型的行业结构等视角探索山东省工业结构的时空演变规律;另一方面将工业结构与环境效应相结合,分析不同视角下结构演变产生的环境效应。研究对优化山东省工业结构、加快工业发展新旧动能转换、实现人地关系协调具有重要意义。