深海沉积物碳和氧同位素记录已揭示出新生代以来全球气候呈阶段性降低,即伴随着三次显著的台阶式降温和两极冰盖的起源与发展使全球气候从温室转变为冰室状态。在这种全球变化的大背景下,陆地生态系统对全球气候变化是如何响应就成为地学界关注的热点。植物碳同位素相对丰度的变化是生态系统演化的一个重要方面,是地球生物过程最直接的记录。但是在陆地领域,目前研究多集中于第四纪,而缺乏连续、有精确年代控制的新生代长时间尺度陆地记录与生态环境演化的研究。因此,获取新生代以来长时间尺度、连续的陆地有机碳同位素记录迫在眉睫,这对进行海陆对比、探讨陆地植被、古生态环境演化及其机制等研究都具十分重要科学价值。在广大的陆地区域中,青藏高原由于特殊的自然环境格局,受到了科学界的广泛关注。青藏高原自然环境的变化除了受到全球变化的影响外,还受青藏高原隆升、亚洲季风和内陆干旱环境形成与发展、特提斯海退却等事件的影响。在这种独特的自然环境演化格局下,新生代以来陆地生态系统是如何响应这些因素和如何演化就成为重要的科学问题。位于青藏高原东北缘的西宁盆地,处于我国三大自然地理区的交汇处(东部湿润季风区、西北内陆干旱区、青藏高原高寒区),受东亚季风边缘和副高控制下西风的共同作用,如此特殊的地理位置使其对气候和环境的变化十分敏感。同时,盆地内连续沉积了厚层的新生代河湖相地层,完整记录了高原东北部的气候变化和隆升历史等信息。本文重点通过对西宁盆地晚始新世-早中新世(38-17 Ma)沉积物较高分辨率的有机质碳同位素分析,结合孢粉、生物标志化合物、无机碳酸盐碳氧同位素等指标,揭示高原东北部在中中新世之前的古环境演变及其驱动机制。主要获得了以下认识:(1)建立了西宁盆地38-17 Ma沉积物有机质δ13C变化序列。(2)西宁盆地谢家剖面晚始新世-早中新世沉积物有机碳同位素组成分布在-20%‰—23.5‰之间,绝大部分围绕-22‰左右波动,有机质δ13C值整体分布在C3植物的分布范围内,有机质来源主要为陆源C3植物。(3)西宁盆地谢家剖面晚始新世-早中新世沉积物有机碳同位素总体呈长期减小趋势并有显著波动,与裸子植物/被子植物相对丰度的总体变化基本一致,即裸子植物/被子植物高比值对应重的δ13C值,低比值对应轻的δ13C值,反映了在C4植物出现之前,裸子植物含量的变化对陆地区域碳同位素组成的控制性作用。(4)西宁盆地谢家剖面38-17 Ma沉积物有机碳同位素组成变化曲线与海洋氧同位素曲线有很好的相关性,显著的δ13Corg低值发生在约32.5、23、21.5和18Ma,分别与全球性的Oi-1、Mi-1.1、Mi-1a、Mi-1b冷事件相对应,说明此时青藏高原东北部气候环境主要受全球性冷暖交替气候变化的影响,揭示了陆地植被及其碳同位素组成主要受控于全球温度的变化。(5)西宁盆地在38-17 Ma期间古气候演化经历了 38-32.5 Ma高温并逐步降温、32.5 Ma左右快速降温和32.5-25 Ma稳定低温、25-22 Ma增温(含23 Ma左右快速降温)、22-17 Ma相对低温(包括21.5和18 Ma左右快速降温、18-17 Ma温度回升)四个阶段;该区新生代气候环境变化在22 Ma以前主要受全球气候变化的控制,22 Ma以来不仅受全球气候变化的控制,而且也受青藏高原隆升的影响。