资源配置和环境保护是国民经济可持续发展过程中最受关注的两大问题.改革开放40多年以来,我国在快速城市化、重工业化和全球贸易开放的推动下,经济水平大幅度提升.然而,由于早期工业生产的技术水平不够成熟,不仅导致基础金属资源浪费现象严重,而且大气环境因为工业生产排放的大量废气也受到严重污染,已经引起了社会民众以及专家学者的密切关注.近年来,为了加强对空气污染物的监管,我国环境保护部门已在全国许多地区设置监控点对空气污染物浓度指数进行了检测和数据发布,这些数据不仅有助于人们了解每日的空气污染情况,而且也为专家学者开展相关研究提供基础资料.在经济发展过程中,期货市场在实现商品资源的最优配置,规避市场风险,改善市场结构等方面发挥着重要作用,揭示期货市场的运行效率对于市场资源的合理配置具有重要的理论与现实意义.随着全球经济一体化不断加深,国内期货市场与国际期货市场之间的联系越来越密切,探究期货市场的国际关联性也十分重要.本文从系统论的视角,研究了我国空气污染物浓度指数时间序列和基本金属期货与现货价格时间序列的多重分形结构特征及交互相关关系.首先,运用多元多重分形去趋势波动分析法（MV-MFDFA）对北京和上海两地的三维空气污染物（PM2.5、PM10、NO₂）浓度指数系统的非线性波动特征及动态复杂性进行研究,探讨了多元序列具有多重分形性的主要原因.其次,为了研究两个系统之间的多元交互相关关系,我们将单变量的多重分形去趋势交互相关分析法（MF-DCCA）推广至多元情形,提出了多元多重分形去趋势交互相关分析法（MV-MFDCCA）.并利用包括MV-MFDCCA等在内的多重分形分析法,实证研究由我国铜、铝、锌三种基本金属的期货与现货日收益率序列所构成的两个系统之间的多元交互相关关系.最后,运用多变量多重分形分析方法,研究中国和英国两大金属期货市场的统计特性和相互作用机制.