1964年生于山西省应县。1983年于北京大学获地理系地貌学与第四纪地质学专业学士学位，1985年于法国波尔多第一大学第四纪学院获硕士学位，1990年于法国皮埃尔-玛丽居里大学(巴黎第六大学)大陆环境动力学系获博士学位。1991年起在中国科学院地质研究所从事博士后研究，出站后留所工作。1993年任副研究员，1996年任研究员，1997年获国家杰出青年科学基金，2013年当选中国科学院院士，2018年当选发展中国家科学院(TWAS)院士。
主要从事新生代地质与古气候学研究，在风尘堆积地层学、古土壤与古环境等领域取得系统的研究成果。曾任国际地圈-生物圈计划(IGBP)过去全球变化(PAGES)科学指导委员会委员、亚澳环球环境大断面(PEP-II)国际项目共同负责人、中国科学院地球环境研究所所长、中国科学院大学副校长(兼教务长)、《科学通报》副主编等。现任国家自然科学基金委员会地球科学部主任(兼)、国际第四纪研究联合会(INQUA)副主席、中国第四纪科学研究会理事长、中国地质学会副理事长、《Global and Planetary Change》共同主编、《第四纪研究》主编、《中国科学：地球科学》副主编、《Climate of the Past》及《National Science Review》编委等。获国家自然科学二等奖、何梁何利科学与技术进步奖、全球变化科学奖等奖励。
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