采用年代际变化分析和突变检验,通过对大西海子、阿克墩、亚合甫马汗、英苏、阿布达勒、喀尔达依、吐格买莱、阿拉干、依干不及麻和考干10个采样区胡杨(Populus euphratica Oliv.)年轮宽度序列特征分析,反演了塔里木河下游54a来的水环境时空变化格局。基于生态输水后地下水监测和树木生长量测定,采用轮廓分析阐释了胡杨、多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ldb.)茎直径年生长与地下水位年变化的关系。通过对输水河畔多枝柽柳生态输水前后茎杆年轮宽度测量与统计分析,揭示了多枝柽柳茎直径生长对塔里木河下游水环境变化的响应。主要研究结果如下。塔里木河下游54a来水环境状况最好时期出现在20世纪60年代和21世纪初,最差时期主要集中在20世纪90年代;下游10个采样区54a来水环境状况具有多样性和复杂性,并不完全表现为距离下游上段(大西海子水库)越近其水环境状况就越好,反映了下游10个采样区生态退化程度的差异;下游10个采样区水环境变化具有明显的突变时间,突变出现时间相对水文事件年代具有滞后性。2000年生态输水后,塔里木河下游各采样区地下水位因过水情况的不同表现出不同的变化规律;同一采样区胡杨和多枝柽柳茎直径生长变化趋势相似,与地下水位的变化紧密相关。多枝柽柳的茎直径生长变化同样可以反映水环境的变化。生态输水前,塔里木河下游各采样区多枝柽柳茎直径连年生长量逐年变小并趋于接近,各采样区水环境状况趋于一致,并有逐年恶化的趋势。生态输水之后不同采样区受水强度不同,多枝柽柳茎直径连年生长量出现不同程度的增大。生态输水对多枝柽柳茎直径生长生态作用效果的显著性由输水前其所受干旱胁迫程度和受水量共同决定。