利用樹(shù)輪、孢粉、石筍、珊瑚、以及考古文獻(xiàn)等的記錄，以突變事件為突破口，研究近代短時(shí)間尺度的極端氣候事件及其變率；探索東亞季風(fēng)和內(nèi)陸干旱氣候突然變化的不穩(wěn)定性特征，以及海陸氣相互作用的影響；辯明人類(lèi)活動(dòng)的環(huán)境效應(yīng)；預(yù)測(cè)未來(lái)我國(guó)半干旱區(qū)降水趨勢(shì)。
樹(shù)木年輪實(shí)驗(yàn)室于1987年在安芷生先生的倡導(dǎo)下，在已故著名樹(shù)輪學(xué)家吳祥定先生的指導(dǎo)下，由劉禹研究員具體主持創(chuàng)建的。本實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期以來(lái)主要從事中國(guó)北方環(huán)境敏感帶地區(qū)的研究。通過(guò)對(duì)樹(shù)木年輪寬度（早，晚材和整輪寬度），密度以及同位素的研究，提取其中所記錄的氣候信號(hào)，重建這些地區(qū)過(guò)去的氣溫，降水變化序列，檢測(cè)其中的突發(fā)性氣候事件，并參考?xì)v史文獻(xiàn)，深入了解東亞季風(fēng)的變遷歷史，探討其變化特征和機(jī)制，為加強(qiáng)對(duì)自然災(zāi)害的防御和預(yù)測(cè)提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為完善我國(guó)樹(shù)輪網(wǎng)作出貢獻(xiàn)。
洞穴實(shí)驗(yàn)室是在中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所首任所長(zhǎng)安芷生院士的倡導(dǎo)下于1998年組建的。本實(shí)驗(yàn)室的主要任務(wù)是在高精度TIMS/ICP-MS鈾系絕對(duì)年代框架控制下，通過(guò)對(duì)洞穴碳酸鹽高分辨率古氣候信息的提取，結(jié)合其他地質(zhì)、歷史 和生物記錄，獲取不同時(shí)空尺度下過(guò)去氣候-環(huán)境變化的信息和規(guī)律，探討其發(fā)生機(jī)制及與全球的聯(lián)系。
