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青藏高原被誉为“世界第三极”，地处欧亚大陆内陆，远离人类工农业生产密集区，独特的地形孕育了大量的现代冰川，使其成为中低纬度通过雪冰记录研究气候和环境历史变化的理想地区。尽管青藏高原南部和北部的冰芯研究已取得一批成果，但高原中部的唐古拉山脉目前仍然缺少长时间序列的冰芯记录。该地区冰芯记录不仅是联系青藏高原南、北部冰芯记录的纽带，而且是认识区域气候和环境变化以及南亚季风北界变迁的基础，同时也是全面认识高原大气环境记录的关键区域。因而，该地区长时间序列的冰芯气候环境记录研究具有重要意义。本文依据2005年中美联合各拉丹冬峰考察期间钻取的147 m长的冰芯，通过实施多参数定年（3H、210Pb、年层计数法、火山事件参考层位、流动模型模拟），重建了青藏高原中部近500年来(1477～1982AD)气候和大气环境变化的历史，并探讨了近200年来的重金属（Pb、Cd、Bi等）变化特征。 通过分析各拉丹冬冰川区以及其他典型冰川区雪冰化学现代记录（δ18O、主要离子、微粒），阐明了其季节变化和空间分布特征及其环境意义。各拉丹冬雪冰化学记录季节特征显著，非季风期表现为高值，季风期表现为低值。各拉丹冬主要离子浓度（特别是陆源离子）和微粒含量整体上高于高原南部（如珠峰东绒布冰川）而低于高原北部（如老虎沟12号冰川），且远高于南极和格陵兰雪冰浓度，这表明各拉丹冬冰川区雪冰化学记录受南亚季风和粉尘传输距离的影响。结合NCEP/NCAR再分析资料的地面风速以及HYSPLIT模型模拟的后向气团轨迹分析，认为各拉丹冬地区雪冰陆源离子和微粒含量受非季风期沙尘事件携带的大量粉尘物质的影响，其主要的可能来源为中亚和青藏高原本身的干旱区。 利用各拉丹冬冰芯δ18O和积累量记录重建了青藏高原中部地区近500年来(1477～1982AD)的气温和降水变化历史，探讨了δ18O与北大西洋涛动(NAO)的联系。各拉丹冬冰芯δ18O恢复的过去500年气温变化以上升趋势为主，其中1477～1830sAD总体以寒冷为主要特征（小冰期），并出现四次冷暖波动;1840sAD以来以温暖为特征，20世纪以来气温急剧上升，是过去500年中最温暖的时段。与青藏高原其他冰芯和资料重建的气温记录对比，尽管存在升温幅度和冷/暖位相的差异，但均记录到“小冰期”和20世纪以来的强烈升温，表明各拉丹冬冰芯重建的气温很好的反映了青藏高原总体的气温变化历史。各拉丹冬冰芯积累量很好的反映了南亚季风降水的变化;过去500年的积累量记录表明，高原中部在17世纪前期、18世纪以及20世纪前期为高降水期，16和19世纪则为低降水期。各拉丹冬冰芯记录的降水量变化趋势与高原其他冰芯记录具有一致性（如19世纪的低降水），但细节上存在差异，可能与不同区域受不同水汽来源的影响有关。各拉丹冬冰芯气温记录与NAOIsummer显著正相关，积累量记录与NAOIsummer存在负相关性，这可能是由于NAO变化引起的高空环流场的变化，导致青藏高原西侧绕流风系发生改变，进而加强或削弱高原南北槽脊系统，引起南亚夏季风降水多寡的变化。 以各拉丹冬冰芯Ca2+为大气粉尘指标重建了青藏高原中部地区近500年来大气粉尘含量的变化历史，探讨了其与太平洋十年际涛动(PDO)的关系。各拉丹冬Ca2+含量与青藏高原中部台站沙尘天数记录一致，表明Ca2+可以很好的反映该地区大气粉尘含量变化。Ca2+与高原区域纬向风变化正相关，且与气压表现出一定的负相关，这表明各拉丹冬冰芯大气粉尘记录主要受大气环流控制，并随纬向风增强而增加。依据Ca2+重建的各拉丹冬近500年大气粉尘含量变化与气温呈反相关，反映了粉尘源区暖湿/冷干气候模式;且与高原其它冰芯记录存在差异，这可能与不同区域粉尘源区不同所致。近百年来各拉丹冬冰芯Ca2+与PDO存在较为明显的正相关，表明高原中部粉尘输入与北太平洋大气环流具有遥相关关系，这种关系可能主要是通过PDO作用于地表气压以及粉尘源区干湿的变化而引起的。 各拉丹冬冰芯大部分元素含量高于珠峰冰芯记录，略低于中亚的Inilchek和庙儿沟冰芯元素含量。冰芯地壳源的Ca、Ti、Fe元素分析表明，Ca可能主要受近源粉尘物质输入的影响，Ti/Fe比率不随Fe的浓度而变化，表明两者的来源较为一致。冰芯Ca/Nd和S/Nd比率与由黄土来源的Ca、S相比过量，说明该冰芯Ca和S的来源主要受非黄土类物质的影响，如源于石膏等矿物的粉尘物质可能对各拉丹冬冰川区影响较大。冰芯中与人类活动密切相关的重金属记录（Pb、Cd、Bi、U、As、Cr等）在最近几十年呈上升趋势变化，富集因子(EFs)值显示其相对于上地壳而言呈富集状态，并在1950s AD以来明显升高，表明青藏高原中部地区受到人类排放的重金属污染物影响。与其他冰芯记录对比表明，各拉丹冬冰芯重金属的升高主要受到了亚洲区域的大气污染物的影响。