经济和环境是否可以实现协调发展，一直是可持续发展领域的一个研究重点。山西省作为典型的资源型地区，在经济发展初期一直将煤炭开发和资源型产业作为带动工业化发展的重心。但“先污染、后治理”的粗放型经济发展道路，使得经济增长的环境污染特征显著，环境已成为制约山西省经济可持续发展的主要问题。在世界经济一体化的浪潮中，贸易对各个国家和地区环境污染水平的影响越来越显著。因此正确认识经济、贸易与环境之间的关系，是山西省选择合适的发展战略至关重要的因素。本文从经济增长、环境污染、对外贸易以及环境规制四个方面探寻经济、贸易、环境三者之间的相互作用机理，并建立联立方程模型，运用计量经济学中的三阶段最小二乘法以山西省为例进行实证研究。在对污染指标的选取中，本文选取山西省1999年至2012年，分别代表废水、废气以及固体废弃物等多类污染物排放量指标，采用主成分分析法，估算出反映山西省环境污染整体状况的污染综合指数。结果表明：①2005年以前山西省环境污染综合指数呈逐年上升趋势，2006年至今环境污染综合指数持续下降，环境状况得到一定的改善。②环境质量的恶化会给山西省的经济增长带来负效应；同时正U型的环境EKC曲线在山西并不存在，不能理想的认为环境质量会随着经济增长而自行改善。从根本上解决环境问题，需要通过促进产业结构升级、转变经济增长方式、推动技术进步与优化进出口贸易结构来实现。③近年来对外贸易结构的优化，对环境质量的改善具有积极的促进作用，“污染天堂”假说在山西并不成立；环境规制强度的增加，在一定程度上对贸易有积极的正面效应。针对目前山西省经济、贸易与环境现状以及三者之间的相互作用关系，本文提出山西省实现可持续发展的政策建议：通过提升人力资本，推动经济发展；转变经济增长方式，促进产业结构升级；建立有效的环境规制，鼓励公众参与环境保护；优化进出口结构，注重引进外资质量；加强科技投入，鼓励技术创新。