气候变化及其对人类生存环境和社会发展的影响已越来越受到科学家、社会公众和各国政府的关注。松嫩平原属中温带大陆性半干旱半湿润气候,是我国北方的生态脆弱带和农牧交错区,对气候变化的响应灵敏。近几十年来,由于气候变化引起的土地荒漠化、地下水水质恶化、生物多样性减少等生态环境问题严重制约了区域社会经济的可持续发展。开展这一地区晚更新世以来的地下水古气候研究,将有助于深入理解我国东北的区域大气环流模式及季风变化规律,这不仅能为全球大气环流模型（GCMs）的校正和检验提供可靠的基础科学数据,而且对区域水资源管理及气候变化的适用性研究也具有重要科学意义。本次研究于松嫩平原采集地表水样品40组,地下水样品129组,包括稳定同位素2H和18O、放射性3H、14C和13C、惰性气体以及水化学样品。利用环境同位素和水化学信息识别了地下水的补给来源,基于多种环境示踪剂测年手段建立了地下水年代序列,在此基础上,结合惰性气体数据恢复了地下水古补给温度,重建了松嫩平原近35kaBP以来的古气候变化记录,并与18O和孢粉记录以及华北平原的惰性气体古气候研究结果进行了对比,探讨了地下水古气候与古季风演变之间的联系。取得的主要结论如下:（1）利用同位素和水化学特征识别了地下水的补给来源。第四系潜水以当地降水补给为主,第四系承压水补给来源包括两部分,一部分源于山前平原的侧向补给,另一部分来自于上层潜水的越流补给;新近系泰康组和大安组承压水的补给来源是海拔较高的山区降水入渗侧向补给。（2）利用多种环境示踪剂测年手段建立了晚更新世末期以来的地下水年代序列。基于3H和3H-3He方法对年轻地下水年龄进行了估算,年龄范围为3.1～11.4a;基于14C和4He方法对年老地下水年龄进行了估算,年龄范围为1.1～34.6ka。（3）利用CE模型定量恢复了惰性气体古补给温度。结果表明,全新世以来（<10ka）的平均气温为7.0℃,晚更新世末期（30～10ka）的平均气温为2.4℃,比全新世平均气温低4.6℃;MIS3a暖期（35～30ka）的平均气温为5.3℃,比全新世平均气温低1.7℃。（4）晚更新世以来气候发生了两次较大的转变,一次发生在30kaBP左右,气候由温暖偏干转为寒冷偏干;另一次大约发生在10kaBP左右,气候由寒冷偏干转变为温暖偏湿。两次气候发生转变的时间间隔大约为20ka,这与第四纪气候变化的岁差周期恰好吻合。