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过去千年高分辨率的气候记录对于理解现今的气候变暖具有重要的意义。树木年轮代用指标以其分布广泛、连续性强、易于获取等优势在研究过去高分辨率的气候变化方面占据着举足轻重的地位。同时，树轮稳定同位素(δ13C，δ18O，δD)指标在树轮气候学和生态学的研究中发挥着重要作用。随着对树木生理过程研究的深入，相比于树轮宽度受到多种因素的控制，控制树轮同位素分馏的因素要简单并且更容易理解。因此树轮同位素指标的应用，尤其在多个因素控制树木生长的地区，在古气候研究方面具有很大的潜力。同时，树轮稳定碳氢氧同位素的分馏之间存在一定的关联和区别，这为我们通过树轮稳定同位素记录来获取更加详尽的气候变化信息提供了可能。
柴达木盆地位于青藏高原东北部边缘，为我国四大内陆盆地之一，属于大陆性干旱气候区。理解其长期以来的气候环境变化对于研究我国干旱区气候变化和生态系统的发展具有重要意义。柴达木盆地东缘山地生长着对气候变化敏感的千年祁连圆柏，阐明祁连圆柏稳定碳氧氢同位素的气候环境意义对理解该地区长时间尺度的代用指标所指示的气候变化信息至关重要。在前期研究的基础上，通过野外考察，采集祁连圆柏树芯样本，分别建立了1800～2008年期间年分辨率的树轮δ13C，δ18O，δD序列，并建立了三年分辨率的991-2010年期间的树轮δ18O序列。通过分析树轮稳定同位素序列对区域气候的响应以及树轮稳定同位素反映的水分利用效率的变化，主要得出了以下结论:
1.德令哈地区树轮δ13C序列自1850年开始有明显的下降趋势，造成这一下降趋势的主要原因是工业革命以来化石燃料的燃烧造成大气δ13C值下降所引起。通过总结概括已发表的校正树轮δ13C下降趋势的方法，分别对原始的δ13C序列进行校正，得到了四条校正后的树轮δ13C序列。利用树轮δ13C的高频变化和校正后的四条δ13C序列与德令哈气象站记录的气象数据进行相关分析。结果显示树轮稳定碳同位素与生长季平均温度存在显著的正相关关系，其相关系数达到了0.75(n=50，p＜0.01)，并且这种统计相关能够得到生理模型的合理解释。因此我们认为在德令哈地区，生长季的平均温度是控制树轮稳定碳同位素分馏的主要气候因子。
2.通过树轮δ13C与气候因素的响应分析，利用最优参数校正后的树轮稳定碳同位素序列重建了德令哈地区自1800到2005年间4-8月份平均温度的变化，重建方程的方差解释量达到56.3％，其它校准检验也证明重建方程稳定可靠。重建的温度序列表明自1800年以来，德令哈地区的温度存在明显的波动变化，较冷的时期有:1847～1859，1864～1867，1870，1888，1889，1892～1907，1915和1944;较暖的时期有:1811～1814，1877，1884～1885，1918～1920，1963，1966，1980，1995～2004。1980s到1990s的升温趋势最为明显，而进入到21世纪以来温度有一定程度的下降。德令哈地区温度的重建与以往在青藏高原和北半球的温度重建结果对比发现，利用树轮稳定碳同位素重建的4-8月份温度能够较好地反映区域的温度变化，对于大尺度的温度变化也有一定程度的响应。这为研究德令哈地区过去数千年的温度变化奠定了基础。
3.德令哈地区1800-2008年间年分辨率的树轮δ18O，δD序列的变化趋势基本一致，氢和氧同位素序列之间的相关系数达到了0.45(n=209，p＜0.001)。树轮氢氧稳定同位素与气候要素的响应分析表明，控制树轮δ18O，δD分馏的气候环境因子有差异。树轮δ18O与4-8月份的相对湿度存在显著负相关关系，表明生长季的蒸腾作用是δ18O分馏的主要因素，这与柴达木盆地另一个采样点天峻的结果一致。树轮δD主要反映的是冬半年的平均温度变化。通过比较树轮δ18O，δD与东亚夏季风指数(EASM)、西风指数、北大西洋涛动指数的关系，得出德令哈地区的气候受西风环流的影响较大，这与天峻主要受东亚夏季风的影响有所不同。树轮稳定同位素与大气环流的关系为揭示柴达木盆地过去的大气环流状况提供了基础。
4.柴达木盆地建立的过去1000年以来的树轮δ18O序列与德令哈和天峻两个地点的树轮δ18O序列相比，三条曲线在公共区间具有较好的一致性。基于德令哈和天峻两地的树轮δ18O对气候因素的响应分析，可以认为长序列的树轮δ18O代表该地区生长季相对湿度的变化。在过去的1000年中，柴达木盆地相对湿度较高的时段有:1010s～1100s，1340s～1400s，1530s～1670s，1720s～1770s，1820s～1860s，1880s～1910s;相对湿度较低的时段有:1110s～1210s，1290s～1330s，1450s～1520s，1680s～1710s，1780s～1810s，1920s～2000s。小冰期阶段相对湿度明显偏高，而中世纪异常期和现代暖期的相对湿度略微偏低，类似的结果在其他研究中也得到了印证。
5.德令哈地区利用祁连圆柏树轮δ13C计算的自1800年以来的Ca，Ci，iWUE变化表明，Ci与iWUE整体上表现出强烈的上升趋势，Ci/Ca存在波动变化，但是没有明显的趋势，这与前人研究结果一致。水分利用效率在过去的两百多年中升高幅度达到了24.8％。祁连圆柏iWUE升高的原因主要受大气CO2浓度的影响，大气CO2浓度升高可以解释iWUE变化的86.1％(P＜0.001)。通过计算叶片内外CO2浓度随时间的变化，可以了解德令哈地区树木对于大气CO2浓度升高的生理响应，为森林系统的碳循环研究提供帮助，同时也为森林管理提出科学依据。