植硅体分析被广泛地应用于不同区域第四纪古环境重建研究中,该方法应用的关键是对沉积物植硅体组合的正确解译,而客观、科学的认识植硅体的环境指示意义则离不开其现代过程的研究。本文根据自然环境要素的梯度变化,在东北地区沿着年均温为0℃、4℃和8℃等温线、年均降水量为400mm和600mm等降水线共采集表土样品246个,目的是分别研究温度和降水这两个单一因素控制下表土植硅体的空间分布规律,筛选对温度和降水比较敏感的植硅体类型,重新构建能够反映温度变化的植硅体-温凉指数和能够反映湿度变化的植硅体-干湿指数,并据此建立其与环境因子之间的定量关系。在上述表土植硅体-现代气候因子定量模型建立的基础上,采集哈泥、桦南、孤山屯和双阳泥炭剖面,获取植硅体分析样品156个,孢粉分析样品56个,粒度分析样品136个。将哈泥和桦南泥炭剖面植硅体分析结果代入表土植硅体-现代气候因子定量模型,系统的重建东北地区全新世以来的古温度和古降水量,同时结合哈泥泥炭剖面的粒度分析结果、两个泥炭剖面的孢粉分析结果进一步验证模型重建结果的可靠性。结合本论文哈泥、桦南、孤山屯和双阳泥炭剖面的植硅体数据,同时对该区域5个剖面的孢粉数据进行数字化处理,提取不同时间节点的古温度和古降水量,探讨全新世期间不同时间节点东北地区古温度和古降水量的空间分布格局。最后,利用功能谱分析、累计距平分析等方法探讨全新世以来东北地区古气候的波动周期和变化趋势。本文得出的主要结论如下:1.东北地区表土植硅体含量丰富,类型多样,共鉴定19种植硅体类型,分别是:棒型、尖型、帽型、齿型、鞍型、哑铃型、方型、扇型、锥骨状、弓型、导管型、植物组织、硅化气孔、瓦状、硅质突起、三棱柱型、多面块状、多面表皮植硅体以及海绵骨针,其中尖型和方型是对温度比较敏感的植硅体类型,鞍型是对降水比较敏感的植硅体类型,棒型既对温度比较敏感,同时又对降水比较敏感,但相对来讲,棒型对降水的响应更为敏感。2.本文构建了反映环境温度变化的植硅体-温凉指数=方型/(方型+棒型+尖型),通过对比分析:植硅体-温凉指数、气候指数、温暖指数均能较好的适用于本区古温度的半定量重建,故分别建立了其与温度因子之间的定量关系:y=8.54x+2.81、y=-3.61x1+6.52、y=7.42x2+2.20。本文构建了反映环境湿度变化的植硅体-干湿指数=哑铃型/(哑铃型+棒型),通过对比分析:植硅体-干湿指数能够较好的反映环境的干湿变化,但干旱指数并不适用于本研究区,故仅建立植硅体-干湿指数与年降水量之间的定量关系:y=-229.02x+597.83。3.依据植硅体-温凉指数与年均温之间的定量关系以及植硅体-温度转换函数、植硅体-干湿指数与年降水量之间的定量关系以及植硅体-降水转换函数均能有效的重建东北地区的古温度和古降水,但是比较而言,植硅体-温凉指数与年均温之间的定量关系更为适宜重建东北地区的古温度、植硅体-降水转换函数更为适宜重建东北地区的古降水。全新世期间哈泥和桦南地区古温度和古降水量重建结果能够较好的记录全新世早期的升温期、全新世中期的温暖期以及全新世晚期的温度下降期,同时,哈泥和桦南泥炭地记录了一系列的可与全球性气候事件相对比的IRD6~IRD1冷事件,该结果进一步说明本文提出的植硅体-温凉指数和植硅体-干湿指数能够很好的反映全新世东北地区气候变化的总趋势和重要的气候事件,据此说明重建的古气候模型是有效的。4.在全新世期间不同的时间节点,古温度的高值区均在东北地区的东南部、古温度的低值区均在东北地区的西北部,呈现出由东北地区的东南部向东北地区西北部递减的空间分布格局。在10.0 cal.ka B.P.、8.0 cal.ka B.P.、6.0 cal.ka B.P.和4.0 cal.ka B.P.时,古降水的高值区分布在东北地区的东北部、古降水的低值区分布在东北地区的西北部,呈现出由东北地区的东北部向东北地区西北部递减的空间分布格局;在2.0 cal.ka B.P.和0.0 cal.ka B.P.时,古降水的高值中心发生了转移,呈现出由东北地区东南部向东北地区西北部递减的空间分布格局。5.全新世以来,东北地区的古温度呈现增加的变化趋势,东北地区的古降水呈现减小的变化趋势,基于哈泥和桦南泥炭剖面植硅体分析的结果识别出东北地区的古气候存在5520a、3950a、3150a、1520a、990a、340a、220a等多个不同时间尺度的周期,同时本研究区亚轨道尺度的气候波动周期与前人的研究成果具有可对比性;另外,在未来50年内,东北地区的气候趋于变暖变干,在未来200~300年内,东北地区的气候则向暖湿的方向转变。