1.古近纪—新近纪古植物更替与古气候演变
库木库里盆地古近纪―新近纪孢粉可分为7个组合带，所表现的植被更替与气候演变可划分为5个发展阶段。
第一阶段：渐新世（石马沟组）
第1，2孢粉组合带，由早到晚（由下到上）以草原植被为主，同时存在针阔叶混交林，为稀树—森林草原植被。森林由松、云杉、冷杉、雪松、铁杉等针叶树种和少量榆、桦等阔叶树种混合组成。草原由灌木和草本植物组成，以藜、蒿、菊科为主，其次有禾本科、豆科、蓼科、柽柳科、石竹科和麻黄科等植物。松科的松、云杉、冷杉、雪松、铁杉均为常绿乔木，多产于北半球温带；铁杉喜暖，现分布于秦岭及长江以南；桦科为北温带森林的重要组成树种；榆树喜暖；藜、蒿、菊科、麻黄科等植被为典型耐旱树种。花粉浓度比较高，植被覆盖率较高。从孢粉植物群的生态看来，这一阶段植被景观反映本区当时气候温暖干燥，属北亚热带半干旱型。
第二阶段：中新世早期（石壁梁组下段）
第3孢粉组合带植物群，属森林植被。裸子植物松、云杉、雪松、铁杉等针叶树种占99%以上，无阔叶林，被子植物蒿、菊科、柳科、白刺粉属总含量小于0.5%。针叶树中松树占90%以上，云杉占9.2%以下，雪松、铁杉总含量小于1.1%以下。该阶段花粉浓度高，植物茂盛。因此，第二阶段植被景观反映温暖潮湿气候，属中亚热带湿润型。
第三阶段：中新世（石壁梁组上段）
第4孢粉组合带植物群，仍以草原为主，同时存在针叶林，为森林草原植被。森林由松、云杉、冷杉、雪松等针叶树种和少量桦树组成。草原由灌木和草本植物组成，种类比较单调，以藜、蒿、菊科的管花菊为主，其次有很少的禾本科、毛茛科和麻黄科等植物。花粉浓度很低，植被覆盖率低，乔木以喜寒的云杉等针叶树种为主，草本植物主要是耐旱的藜、蒿、菊科、麻黄科植物，从孢粉植物群的生态看来，气候较寒冷干燥，属温带半干旱型。
第四阶段：上新世（红石梁组下段）
第5孢粉组合带植物群，以荒漠草原为特征。草原由旱生灌木和草本植物组成，主要成分除藜、蒿、麻黄、菊科外，尚有柽柳、蓼、禾本科、毛茛科等耐旱耐盐植物。在盆地外围的山地有松、云杉、冷杉、桦、榆组成的针阔叶树稀疏分布。花粉浓度极低，植被覆盖率低。从孢粉植物群的生态来看，这一阶段植被景观反映本区当时气候炎热干燥，属温带干旱型。红石梁组下段所含的巨厚层石膏、石盐等蒸发盐类矿产也证明当时气候非常炎热干燥。
第五阶段：上新世（红石梁组上段）
第6、7孢粉组合带植物群，以草原植被为主，同时存在针阔叶混交林组成的森林草原-稀树草原植被。森林由松、云杉、冷杉、雪松、铁杉等针叶树种和榆、桦、鹅尔枥、柳等阔叶树种混合组成；草原由灌木和草本植物组成，以藜、蒿、菊科为主，其次有禾本科、豆科、茄、柽柳科、石竹科、白刺和麻黄科等植物，此外尚有少量莎草粉属、香蒲粉属湿地植物。喜寒的云杉、冷杉等暗针叶树种占3.6%～45.4%，反映本区当时气候寒冷干燥，属北亚热带干旱型。
库木库里盆地古近纪―新近纪由早到晚气温表现为暖→冷→暖→冷交替，生境表现为半干旱→湿润→半干旱→干旱→半干旱演化（1∶25万阿牙克库木湖幅）。
2.第四纪更新世植被与古气候
我国第四纪时期古植被演替总的特点是东北区、西北区和东南区变化较小，而华北区与青藏区变化较大。究其原因，前者是由于东北区受西伯利亚寒冷气团强烈影响，故主要为温带针叶和落叶阔叶混交林；西北区在西伯利亚寒冷气团和西亚旱化影响下，基本上为草原和荒漠；东南区在东南季风强烈影响下，为常绿阔叶林，或常绿与落叶阔叶混交林。而后者华北区是由于处在南北交界区，第四纪早期秦岭还较现今低，其屏障作用不甚显著，南方暖湿气候和北方冷干气候均对本区有一定影响，气候上呈现出明显的南北过渡性质，故在早更新世的寒冷期，植被中仍可以含有一定种类的亚热带树种，到中更新世后期，由于秦岭进一步抬升，阻挡南方暖湿气流北上，加之早更新世寒冷的影响，热带植物种类减少。青藏高原第四纪植被变化较大，高原北部从更新世早、中期具有较多森林，到晚更新世后森林几乎绝迹，出现与前迥然不同的高山草原、草甸景观，这显然是由于第四纪以后，该地区地势强烈抬升，使印度洋季风不能深入，而大陆性气候日益加强引起的结果（周昆叔等，1984）。