定量重建过去东亚季风变化并理解其驱动机制是当前古气候领域的焦点之一。中国南方石笋δ18O及北方黄土沉积物均被当做是反映东亚夏季风强度的指标或载体。然而,轨道尺度上石笋δ18O值与北半球高纬夏季辐射量对应很好,主要受2.3万年的岁差周期驱动;而黄土中的东亚季风指标在中更新世转型以后则呈现明显受冰量驱动的10万年周期。这种悖论的产生主要源于目前对于能否将石笋δ18O值作为夏季风指标仍存在较多争议,这是因为不同时间尺度上中国东部季风区降雨量存在明显的空间分异,而石笋δ18O值却展现出大空间尺度一致性。因此在同一地质载体上同时发展出记录降雨量和降雨δ18O信息的指标是解决这一问题的关键。陆生蜗牛壳体碳氧同位素组成(δ13Cshell和δ18Oshell)具有反映古生态和古大气水文条件的潜力。δ13Cshell可以指示环境中具有不同光合作用类型植被的组成,进而反映气候的干湿程度;而δ18Oshell则一般与当地降水δ18O值有关。然而,目前对δ13Cshell和δ18Oshell的气候意义仍缺乏深刻理解,使得利用化石稳定同位素组成重建过去气候环境变化变得困难。地中海和美洲的现代蜗牛数据表明δ13Cshell和δ18Oshell的受控环境因子存在多解性和区域种属决定性,且不同区域获得的壳体同位素组成与环境因子间的经验关系也存在差异。因此,要想真正发挥中国北方黄土—古土壤序列中保存的壳体化石同位素在重建古东亚季风变化上的潜力,加强东亚季风区蜗牛响应气候变化的现代过程研究显得尤为必要。因此,本论文研究通过对东亚季风核心区（包括纬向上的东部区域和中纬度的降雨梯度带）和季风边缘区（贺兰山地区）蜗牛及环境中相应植被、土壤等的稳定同位素组成进行系统分析,评估不同环境背景下δ13Cshell和δ18Oshell的控制因素及影响机制,阐明δ13Cshell和δ18Oshell的气候意义,并建立了壳体稳定同位素(尤其是δ13Cshell)与气候（降雨量或温度）及地理因子（海拔或纬度）之间的定量关系。最终在现代过程研究的基础上,尝试将蜗牛壳体δ13C和δ18O指标应用到西峰剖面47万年（L5）以来的气候变化的重建工作中。本文主要结论有:在东亚季风核心区,来自暖湿的东南部区域蜗牛壳体δ13C值偏轻,而来自半干旱的西北部区域蜗牛壳体δ13C值偏重,其变化规律与东亚夏季风行径路线一致。通过对季风核心区共74个采样点的数据分析,证实了蜗牛壳体δ13C是可靠的降雨量指标,其与年均降雨量（MAP）的定量关系式为:δ13Cshell=-0.0030（±0.0003）MAP-8.80（±0.32）（r=-0.76,p＜0.001）并提出如下模型来解释降雨量对壳体δ13C值的控制作用:降雨量通过综合影响环境中C3植被δ13C值、蜗牛活动时的代谢作用和环境中无机碳酸盐淋滤这三个过程控制了壳体δ13C值。除此之外,研究还发现不同种属蜗牛壳体δ13C值在反映气候信息的有效性上存在差异,即中南部种Acusta ravida和南部种Bradybaena similaris壳体δ13C值与MAP和年均温度（MAT）均呈现显著的相关性,说明这两个种属作为东亚季风强度指标的可靠性;而北方种Cathaica fasciola仅与温度呈现较弱的相关性,与降雨量无相关性,说明该种属作为气候指标存在局限性。不同种属响应气候存在差异性主要来源于它们之间的不同碳酸盐效应和不同的生理生态特征。在中纬度降水梯度带上,蜗牛壳体、软体及C3植物的δ13C值呈现同步且一致的变化特征,表明环境中植被δ13C值对蜗牛壳体δ13C值的控制作用;另外不同生态背景下蜗牛壳体δ13C和δ18O值存在显著差异,即:东部平原区森林系统具有较低的δ13Cshell和δ18Oshell值,而黄土高原草地系统则具有较高的δ13Cshell和δ18Oshell值。从整个季风核心区来看,蜗牛壳体δ18O值与气象及地理参数均不存在相关性,表明大区域尺度上影响壳体δ18O因素的多样性和复杂性;但在中纬度特定的降雨梯度带上,壳体δ18O值受控于当地降水δ18O值,且由于雨量效应导致壳体δ18O值和MAP之间存在显著相关性。贺兰山的数据结果表明:δ13Cshell在两坡均随海拔的上升而增大,且随海拔的变化速率相似。在海拔大于2000 m时,δ13Cshell值呈现的正海拔效应可以归结为环境中综合植被δ13C值随海拔的变化。此外,不同海拔点蜗牛由于生活环境存在差异而导致的代谢速率变化,进而引起吸收大气CO2通量的变化也是造成海拔效应的可能原因;当海拔低于2000 m时,δ13Cshell出现明显的正漂,这是由于旱生灌木带的蜗牛摄入水压性较强的植物或环境中碳酸盐而致。对于δ18Oshell值,西坡的数据随着海拔上升而逐渐降低,东坡则缺失这种海拔效应。δ18Oshell的变化受控于雨水δ18O值和壳体碳酸盐—水体系的分馏过程,这两项因素均受到山脉环境温度的制约,另外蜗牛体液或者在被蜗牛摄入前的环境水的蒸发效应也会对壳体δ18O值产生重要影响。季风边缘区壳体稳定同位素在响应气候变化上比季风核心区更为敏感,贺兰山地区的δ13Cshell响应温度和降雨量的变化速率分别为-0.87‰/℃和+2.76‰/100mm,而δ18Oshell响应温度和降雨量的变化速率分别为+0.41‰/℃和-1.29‰/100mm。西峰剖面在冰期阶段的壳体δ13C值一般比间冰期阶段偏重,这与土壤有机质δ13C值记录的C3、C4植被比例变化并不一致,印证了现代过程中将壳体δ13C作为降雨量指标而非C3、C4植被比例指标的结论。在轨道尺度上,蜗牛化石壳体δ13C值与粒度、磁化率及底栖有孔虫δ18O值对应较为一致,呈现出明显的以10万年周期为主导的旋回变化特征,指出中低纬季风气候与高纬冰量之间的关系;而壳体δ18O数据波动频繁且振动幅度较大,无周期性变化特征,但在一定程度上与中国南方石笋δ18O类似,更趋向于反映低纬水文过程。因此,轨道尺度上的降雨量和降雨δ18O的变化可能并不一致,同时也说明壳体δ13C和δ18O指标的不同驱动机制。另外,δ13Cshell和δ18Oshell在黄土/古土壤层内甚至单层深度内（10～20 cm采样深度）均存在较大的波动,指示冰期/间冰期内甚至千百年尺度内气候环境的显著变化特征。而各阶段化石壳体δ13C平均值表明黄土高原中部地区47万年来环境中总体以C3植物为主导。不同黄土—古土壤层间壳体δ13C值存在一定差异,且现代壳体δ13C比各阶段壳体化石δ13C平均值明显偏轻,这些变化特征主要是由气候变化引起的C3植物δ13C值和大气CO2浓度及其δ13C值的改变而导致。