在STIRPAT模型的基础上,通过加入能源消费需求、工业化水平和产业集聚度变量,建立了拓展的STIRPAT模型,并使用动态面板GMM方法,分析了我国30个省会城市和直辖市2003-2012年间的面板数据,指出不同的城市规模与集聚程度会对空气质量有不同的影响。首先。从总体上来说,城市人口规模、富裕程度和技术水平是影响城市空气质量的主要因素,其中人口规模和技术水平对空气质量的影响均为正效应,而富裕程度对空气质量的影响呈现出倒N型EKC曲线形状;较高的能源消费需求和工业化水平会恶化空气质量,而较高的技术水平和产业集聚度会改善空气质量,这表明相关部门可以从不断提高科技水平和产业集聚度入手,通过各种方法减少能源消费需求、降低工业化水平。来达到改善空气质量的目的。其次,在总体回归的基础上,本文重点按照人口规模、经济规模和经济集聚度、人口集中度分析了城市规模与集聚对空气质量的影响情况。结果表明:欠发达城市和大中城市的回归结果与总体回归结果一致,而经济发达城市和特大城市的回归结果与总体回归结果有一定差异,本文认为导致这些差异的主要原因是科学事业费支出方向、社会消费品结构以及工业清洁能源利用及其利用效率等因素;低产业集聚度和低人口集中度城市的情形与总体较为相近,而高产业集聚度和高人口集中度城市的EKC曲线形状与工业化水平系数与总体结果相反,这两种差异分别与城市的发展阶段和城市的人口素质有关。因此,城市的相关部门在追求规模经济的同时应该注重科技投入结构的改善,注重提高能源使用效率和清洁能源的使用率,并且在不断提高产业集聚度与人口集中度的同时追求绿色GDP的实现,注重人口的文化教育以提高人口素质,从而提升公众的环保意识,以抵消随人口集中度提高带来的环境压力。