第四纪是以冰期出现和人类诞生为标志的地球历史时期。探索和研究第四纪环境的演变历史和规律，对于丰富地球表层科学，认识现在及未来长时间尺度环境变化具有重要科学意义，已成为近十几年兴起的全球变化研究的重要组成部分。本学科方向的优势特色主要表现在以下方面：（1）青藏高原第四纪冰川与环境变化研究。本方向近年与美国同行合作，在横断山、天山、唐古拉山、念青唐古拉山等地进行了大量研究工作，对中国第四纪冰川的分布范围、特征、序列、年代学及其对青藏高原隆升的响应以及冰期理论等方面有较多的研究。（2）南岭与岭南地区为重点的南中国海季风区地貌与气候环境演变研究。对岭南地区湖沼相沉积和红色风化壳、南岭地貌演化及风化侵蚀地貌过程等进行了大量的野外考察与研究工作，高分辨率地恢复重建了晚第四纪环境演变历史，并且对历史时期人地关系和现代环境过程的研究作了大量工作，在学术界产生了一定影响。本方向将在继续推进上述研究的同时，努力将研究工作与热带亚热带环境变化中的物理、化学、生物过程相结合，扩大到更大的领域。

本学科方向近五年来申请到4项国家自然科学基金、3项广东省自然科学基金在内的多项课题，在青藏高原第四纪冰川、华南地区湖沼与石笋沉积、气候变化的成因机制和现代沉积过程等方面展开了大量研究工作。在《Quaternary International》、《Journal of Quaternary Science》、《The Holocene》、《Geomorphology》、《中国科学》、《科学通报》等国内外权威期刊发表了大量论文。

本学科方向学术带头人周尚哲具有丰富的科学研究经历和积累，曾任中国地理学会理事、冰川冻土分会副主任，现任山地分会副主任、地貌分会委员、广东省地理学会自然地理委员会主任等学术职务，参与完成的《中国第四纪冰川与环境变化》获2008年度国家自然科学二等奖。

本学科方向将在高亚洲第四纪冰川年代学研究、华南地区气候环境演变的高分辨率沉积序列等方面取得重要科学进展。