利用树轮、孢粉、石笋、珊瑚、以及考古文献等的记录，以突变事件为突破口，研究近代短时间尺度的极端气候事件及其变率；探索东亚季风和内陆干旱气候突然变化的不稳定性特征，以及海陆气相互作用的影响；辩明人类活动的环境效应；预测未来我国半干旱区降水趋势。

　　  树木年轮实验室于1987年在安芷生先生的倡导下，在已故著名树轮学家吴祥定先生的指导下，由刘禹研究员具体主持创建的。本实验室长期以来主要从事中国北方环境敏感带地区的研究。通过对树木年轮宽度（早，晚材和整轮宽度），密度以及同位素的研究，提取其中所记录的气候信号，重建这些地区过去的气温，降水变化序列，检测其中的突发性气候事件，并参考历史文献，深入了解东亚季风的变迁历史，探讨其变化特征和机制，为加强对自然灾害的防御和预测提供科学依据，同时为完善我国树轮网作出贡献。

　　  洞穴实验室是在中国科学院地球环境研究所首任所长安芷生院士的倡导下于1998年组建的。本实验室的主要任务是在高精度TIMS/ICP-MS铀系绝对年代框架控制下，通过对洞穴碳酸盐高分辨率古气候信息的提取，结合其他地质、历史 和生物记录，获取不同时空尺度下过去气候-环境变化的信息和规律，探讨其发生机制及与全球的联系。