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本文的研究对象是与中国经济和环境发展密切相关的居民消费价格指数（consumer price index，CPI）、工业生产价格指数（producer price index，PPI）、PM2.5以及国际石油价格。通过中国物价指数和生产价格指数的信息分析，构建中国物价指数和生产价格指数的综合理论分析框架，将对中国的物价稳定、生产动态调整、货币政策制定以及进一步确定宏观调控目标具有重要的现实意义和应用价值。石油价格的波动已越来越成为国际经济与金融市场健康稳定发展的重要影响因素，而石油价格的波动及其风险集中表现在变化莫测的能源市场价格。从国内外能源价格的相关性看，中国社会经济的发展必然会受到国际能源价格波动的影响，因此有必要厘清国际能源价格波动的影响因素及变化。能源消费造成的环境污染问题越来越严重，大气污染对中国的公众健康已造成了严重威胁，分析PM2.5 波动的规律，可为形成响应及决策预警机制提供理论参考。 本文共七章，基于国内外面板数据，度量了中国居民消费市场和中国工业生产市场，分析了国际石油价格的波动特征，探索了区域PM2.5的波动演化规律。主要内容涉及以下四个方面： （1）基于 CPI 数据的中国居民消费市场发展度量。由于CPI指数是一个蕴涵着大量市场信息的综合性的指标，为了有效衡量中国居民消费市场的运行状况，分析中国区域经济消费的动态演化特征，利用随机矩阵的特征值和特征向量定量刻画中国省际及区域 CPI 指数变化间的关系。基于中国省际 CPI 数据，引入了系统风险熵、同步性比率、稳定度、市场感应等定量刻画市场演化特征的新指标，分析了中国居民消费价格指数地区差异与同步性，评估了中国居民消费市场发展状况。研究结果表明：中国居民消费市场 2000 年~2015 年平均系统风险熵为0.1646，波动范围为：0.0512~0.3288，说明中国居民消费市场的系统风险较高，当前系统风险依然高于近十五年的平均水平；市场同步性比率均值为0.7225，波动范围为 0.3871~0.9355，说明市场一致性水平较高，且整体呈现出在波动中上升的趋势，但区域发展不均衡程度有增加的趋势。情景分析表明有效完善中国居民消费市场体系的关键在于控制和化解现有风险的基础上解决中国西部区域市场的滞后性问题。 （2）基于 PPI 数据和知识型绿色低碳水平的中国工业生产市场发展度量。引入了系统风险熵、同步性比率、稳定度、绿色低碳行为的开发效率、市场感应等定量刻画市场演化特征的新指标，基于随机矩阵理论，利用相关系数矩阵对PPI 数据所含的市场行为信息进行定量刻画，度量了中国工业生产和居民消费市场的风险性、一致性、稳定性、绿色性。将科技驱动绿色低碳行为的开发效率纳入工业生产市场的度量，分析其演化行为及影响。结果表明：中国工业生产和居民消费的市场感应演化大多处于背离状态，居民消费市场的完善度更好。科技驱动的绿色低碳行为的引入反映了知识扩散会导致工业系统的“绿色化”，从而能提高工业生产市场的完善度。 （3）国际石油价格波动分析。提出了影响国际原油价格的主要因素，探讨了国际原油价格变动的周期行为和 ARCH （ auto regressive conditional heteroskedasticity，ARCH）效应、国际成品油价格的波动特征，研究了国际成品油价格与原油价格、中国成品油价格的关系。利用 H-P 滤波分析法和谱分析方法对原油价格波动的周期行为进行了研究。通过直观检验法、自相关函数检验法等对原油价格序列的效应进行了检验，结果发现原油价格序列存在ARCH效应，并构建了能源价格序列的广义自回归条件异方差（ generalized auto regressive conditional heteroskedasticity，GARCH）模型及其修正模型。针对纽约港汽油、洛杉矶汽油、取暖油和柴油四种成品油价格序列的波动特征进行了实证分析，发现国际成品油价格的波动周期要小于国际原油价格的波动周期，四种成品油价格具有显著的季节性特征，国际成品油价格与国内成品油价格存在长期均衡关系。 （4）基于复杂网络的 PM2.5 浓度波动演化规律分析。基于复杂网络视角构建 PM2.5 浓度波动网络，研究其动力学特征。在构建 PM2.5 浓度波动网络时将浓度波动率序列转化成五个字符构成的字符串，这样转化更能体现 PM2.5 浓度波动的复杂性。根据 PM2.5 浓度波动字符序列中不同字符出现的概率，将PM2.5浓度波动划分成不同的时期，针对不同的时期进行对比研究。在构建网络时考虑时间因素，给出网络节点随时间的演化规律，识别出 PM2.5 浓度网络的重要节点，同时讨论节点出现的时间，研究网络中重要节点间的联系。 本文的创新之处主要有： （1）引入系统风险熵、同步性比率、稳定度、绿色低碳水平开发效率、市场感应等新指标，通过设计滑动窗口结合随机矩阵的特征值理论，分析和可视化中国省际及区域居民消费和工业生产市场的演变特征，度量了市场的风险性、一致性、稳定性和绿色性，发现知识型驱动的绿色低碳生产方式对工业生产市场完善度具有提高作用。 （2）针对国际石油价格的波动，发现国际原油价格波动的周期性行为和 ARCH 效应，以及国际成品油价格的周期性、季节性和集聚性。 （3）基于复杂网络视角，建立了地区PM2.5浓度波动网络，计算了重要节点的度分布，分析了波动模态的集聚效应、转换周期、过度模态，给出了PM2.5浓度波动的演化特征。