研究气候、水文变化及其对人类社会的影响,需要了解气候与水文历史变化过程及规律。较短的气候、水文实测资料,不足以充分理解气候与水文变化的潜在范围,无法准确把握全球变化环境对河川径流的响应程度。树木年轮以其定年准确、分辨率高、连续性好、样本地域分布广泛易获得、对环境变化敏感性强等优势,已成为过去气候与环境变化研究的重要代用指标。本文运用树木年轮学基本方法和原理,比较详细地研究了祁连山地区过去300余年以及新疆艾比湖地区近180年以来的气候与河川径流变化,得到了一些十分有意义的研究结果。为研究上述地区过去气候环境及河川径流变化提供了比较可靠的基础性资料,主要的研究内容和结果如下。　　(1)在祁连山中部地区,采集青海云杉树轮样本,获取树轮宽度、密度参数,经准确的交叉定年,建立了多种参数的树轮年表。各种年表之间具有显著的相关关系,说明祁连山地区树木的径向生长趋势一致,受到相同的气候环境因子影响,可以从中提取区域气候环境变化信息。　　(2)建立的树轮宽度年表、树轮宽度与密度综合年表,都与祁连山中部地区上年7月至当年6月的总降水量相关性最为显著。基于此,利用树轮宽度指数序列和宽度与密度综合指数序列,分别重构了祁连山过去300余年来上年7月到当年6月的降水总量演变历史,解释方差分别达到了43.3％和49.8%。对比分析后,选择基于树轮宽度与密度综合指数的重构序列作为该地区气候环境变化讨论的主要依据。周期分析表明,重构的降水量变化序列有2年、3年、6年、7年和38年左右的变化周期。　　(3)在充分理解研究区气候变化(主要是大气降水)对树木生长和河川径流影响的物理意义及深入分析的基础上,利用祁连山树木年轮密度与宽度综合指数资料,重构了湟水河过去300年来6至7月径流序列。同时,综合考虑径流形成对降水的滞后性,以及响应函数分析结果,基于降水量的重构序列,重构了大通河过去300余年来上年8月至当年7月年河流径流总量变化历史,解释方差为26.0%。　　(4)重构的湟水河、大通河径流变化特征分析表明,湟水河重构时段多年平均径流量为46947.1万m3,最大径流量是155086.8万m3(1691年),最小径流量是11716.8万m3(1714年),变差系数Cv=0.385;大通河重构时段多年平均径流量为291074.4万m3,最大径流量是478554.2万m3(1695年),最小径流量是199981.7万m3(1707年),变差系数Cv=0.113。周期分析表明,重构的湟水河径流量有2年、34年、40年和48年左右的变化周期。重构的大通河径流变化有38年、34年、7年、6年和2年左右的变化周期。　　(5)用历史文献记载的旱涝灾害年份对比分析了降水量、径流量重构序列,结果表明均有明显一致性反映。采用太阳活动与恩索(ENSO)循环资料,分析了重构的湟水河、大通河径流序列对其响应,结果表明,太阳活动对径流变化影响较小,恩索(ENSO)循环6年、2年左右的周期与重构径流周期十分吻合,说明河川径流变化受到了全球海气相互作用的明显影响。　　(6)建立了新疆艾比湖东部地区古尔图180余年的胡杨树轮宽度年表,分析了宽度年表的统计特征以及与该地区精河、蔡家湖两个气象站温度、降水的相关关系。探讨了胡杨宽度年表反映的气候环境变化状况,古尔图胡杨树轮指数高低时段与艾比湖湖面变化有很好的一致性,这与艾比湖地区地下水与湖面变化有密切关系,胡杨生长又受地下水变化影响的研究结论一致。