亚洲夏季风北边缘带是全球气候敏感性和生态脆弱性最强的区域之一。由于夏季风强弱的变化，夏季风北边缘带的位置也随之产生年代际摆动，使得生长于这些区域的树木所利用的水汽来源及经历的水热环境胁迫呈现多样化和复杂化。另外，该区域极端气候事件频发也为检验代用指标的气候敏感性和外在驱动因子提供良好的天然实验室，也是开展树轮宽度和高分辨率稳定同位素记录气候意义研究的理想区域。本论文选取了位于亚洲夏季风边缘带的中东段22个样点树轮宽度序列，以及位于西南段色季拉山的长苞冷杉和中段贺兰山的油松和青海云杉的树轮高分辨率δ18O和δ13C序列，运用线性统计和过程模型结合方法，分析了该区域树轮宽度和高分辨率δ18O和δ13C记录对气候环境要素变化的响应特征及其生理机制。　　本研究得出以下主要结论:　　1)夏季风北边缘带中东段半干旱区的气候在近50年来呈现变干趋势，但是区域平均树轮宽度并未呈现明显下降趋势。研究区树轮宽度与与前一年9月份到当年8月份的帕默尔干旱指数(PDSI)呈现显著的正相关关系，说明区域树木生长受到干旱胁迫的影响。Vaganov-Shashkin-Lite(VS_lite)模型也进一步验证了该结果，模拟和实测序列的第一主成分与PDSI的空间相关性高度一致。区域树木相对生长率的年内变化模拟结果表明，在多年区域平均水平上，树轮宽度仅在相对生长率较低的生长季初期和末期一定程度上受温度的影响，而在树木相对生长率较高的生长季中期（5-8月）主要受到土壤湿度的控制。干旱和湿润年份模拟的树木相对生长率对比显示，干旱对于该区域树轮宽度的限制主要体现在生长季初期(4-6月)土壤湿度决定的树木相对生长率上。随着21世纪区域暖湿化趋势的加剧，各排放情景下，模拟的区域树轮宽度都呈现显著的上升趋势，特别在一些偏西的样点。模型预测的树轮宽度上升趋势可能受到温度和土壤湿度变化的共同控制。　　2)夏季风北边缘带西南段色季拉山长苞冷杉不同分辨率树轮δ18O变化和对气候要素的响应强度和一致性均优于树轮δ13C的。储存的碳水化合物对树轮δ13C，特别是对早材δ13C的影响显著，但是对各分辨率树轮δ18O的影响较小。树轮早材校准后δ13C(δ13Ccor)一定程度受到冬季和春季温度影响，而晚材δ13Ccor主要受到夏季相对湿度的影响;不同分辨率的树轮δ18O都主要受相对湿度的影响。树轮稳定同位素-宽度耦合模型结果显示，相对湿度对树轮δ18O的影响主要通过源水δ18O和叶片蒸发富集效应两个途径来实现。同时，树轮δ18O的各个分辨率的模拟和测试序列的拟合度均优于树轮δ13Ccor，说明树轮δ13C受到了碳水化合物从叶片向木质部运输过程的复杂分馏过程以及不同时期储存碳水化合物混合的干扰。　　3)夏季风北边缘带中段贺兰山油松和青海云杉树轮宽度主要受干旱的影响。但是，两个树种的对干旱的响应机制存在一些差异。青海云杉树轮宽度受到气温升高和降水下降导致的干旱胁迫的共同影响，而油松则主要受降水下降导致的土壤湿度下降的影响。油松树轮各组分(早材、晚材和全材)δ13Ccor主要受到气孔导度的限制;其中，早材δ13Ccor与4-6月份的相对湿度(r=-0.66,n=54，P＜0.001)和水汽压差(VPD)(r=0.65，n=54，P＜0.001)的相关性最好，而晚材δ13Ccor主要受到6-8月份相对湿度(r=-0.75，n=54，P＜0.001)和VPD(r=0.76，n=54，P＜0.001)的影响;另外，早材δ13Ccor存在显著的一阶自相关，说明树木在生长季前期较多地利用了前期储存的碳水化合物。与树轮δ13Ccor相反，油松树轮各组分δ18O记录的气候环境信号都非常弱。这一方面可能受到区域干旱加剧，相对湿度下降，导致树轮δ18O气候信号“衰减效应”增强的影响;另一方面可能与区域大气环流以及水汽来源的变化有关系。对比干湿年份油松树轮δ13C和δ18O年内变化型发现，干旱年份树轮δ13C年内变化与土壤湿度有较好的对应关系，而湿润年份树轮δ13C年内变化与温度有一定的对应关系;而树轮δ18O在干旱和湿润年份年内变化型相似，但湿润年份的变幅比干旱年份大，这种差异可能与生长季降水量/土壤水分状况有一定关联。　　4)青海云杉和油松树轮δ18O存在相似的年内变化型（除生长季初期）。青海云杉各组分（早材除外）δ18O对温度变化响应比对油松δ18O强。青海云杉两根样芯树轮各组分δ18O对温度响应的显著月份和响应方式存在差异。其中，Picea1树轮各组分δ18O主要与前一年6-9月份的平均温度存在显著的负相关关系，而Picea2树轮各组分δ18O主要与当年生长季前期(4-6月)的平均温度存在显著的正相关关系，这种差异可能与两根样芯的树龄差异有关。青海云杉树轮各组分δ18O与赤道东太平洋的海温存在显著的正相关关系，而油松δ18O与海温的关系不显著，表明青海云杉树轮δ18O在一定程度上受到ENSO活动的影响，而油松树轮δ18O可能主要受到局地环流的影响。　　5)色季拉山和贺兰山树轮稳定同位素比率(δ18O和δ13C)年内变化型具有较好的一致性。但是，色季拉山树轮各组分δ18O和δ13C平均值都显著地低于贺兰山，这可能与两个区域海拔差异造成和水汽来源的差异有关。两个区域的树轮各组分δ18O和δ13C对气候的响应存在较大的差异:色季拉山树轮各组分δ18O与生长季气候要素响应要强于贺兰山，而树轮各组分δ13Ccor与生长季气候要素的响应弱于贺兰山，这种差异可能主要是由于两个区域的干湿程度不同引起的。位于湿润半湿润区的色季拉山树轮δ18O受到叶片富集效应的影响要比干旱半干旱区的贺兰山大（气候信号“衰减效应”），而受到源水δ18O的影响小于贺兰山。另外，由于贺兰山区域源水δ18O影响因素的复杂性，也可能导致该区域树轮δ18O记录的气候环境信号相对较弱。对于树轮δ13C，位于干旱半干旱区的贺兰山树轮δ13Ccor受气孔导度的限制作用要大于湿润半湿润区的色季拉山。两个区域树轮各组分δ18O和δ13C的关系的差异，可能主要由两个区域树轮δ18O和δ13C对气孔导度响应差异造成。