随着中国经济的快速发展,环境污染、气候变化等问题日益突出,以化石能源消耗为主的经济发展模式,使环境污染不断加剧的同时也导致二氧化碳排放量呈现递增趋势,对中国的可持续发展产生了一定的抑制作用。针对这一问题,中国政府不断转变经济发展方式并加大环境保护投资力度,保持城市环境基础设施投资、老工业污染源治理投资和建设项目"三同时"投资持续增加,但事实表明,环境保护投资的作用没有得到有效发挥,环境污染和碳排放问题依然严峻。在亟需解决环境危机和应对气候变化的背景下,进行环境污染治理和控制碳排放是中国未来发展的必然趋势。本文利用2004—2012年中国30个省份的面板数据,从环境保护投资结构的角度出发,通过固定效应模型来探讨城市环境基础设施投资等环境保护投资对环境治理和碳减排的影响效应,结果表明:城市环境基础设施投资和老工业污染源治理投资并不能显著改善环境质量,且对碳减排有消极作用;建设项目"三同时"投资虽然没有起到降低碳排放总量的作用,但使得碳排放量增长率保持每年3.8%的下降速度,而且能够显著提高中国环境质量。在进行空间分析后,也得出了类似的结论。由此可见,在未来发展中,建设项目"三同时"投资在污染治理和碳减排两个方面都将发挥积极作用,因此,政府要合理安排环境保护投资结构,提高环境保护资金的使用效率,鼓励发展建设项目"三同时"投资,提高建设项目"三同时"投资在环境保护投资中所占的比重,实现环境保护投资空间结构的合理化。