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本文选取2004-2013年环渤海地区三大城市群——京津冀城市群、山东半岛城市群、辽中南城市群的相关数据，首先基于超效率DEA和Malmquist生产率指数方法分别测算了能源效率值和能源效率的变化趋势;其次，基于空间效应的视角利用ESDA空间分析技术和地理加权回归模型(GWR)研究了城市间的空间相关性和能源效率的影响因素。 研究结果表明:①环境约束下的绿色全要素能源效率值高于传统的忽视环境约束的全要素能源效率;②将环境污染指数考虑在内之后，全要素能源效率变动率各项指数均小于无环境约束时的指数;③环境约束下，辽中南城市群的7个城市的经济发展水平与绿色全要素能源效率的相关关系变成了负相关，辽中南地区的9个城市的人均资本对能源效率变成了正影响，知识投入、能源价格水平对能源效率是正影响且作用不明显，产业结构与能源效率呈负相关，外商投资与能源效率呈正相关。在此基础上，本文提出提高全要素能源效率的政策建议，为我国实现“棕色经济”向“绿色经济”转型提供决策参考依据。