红柳沙包是极端干旱区沙物质围绕红柳沉积而形成的灌丛沙丘,它是在荒漠环境下,由红柳和风沙长期相互作用而形成的一种特有的生物地貌类型。在塔克拉玛干沙漠南缘及塔里木河、和田河、克里雅河、车儿臣河和孔雀河等河流下游河道两岸、三角洲地带及沙漠中的古河道和局部洼地中,红柳沙包成群分布,红柳的枯枝落叶层和沙层交替沉积则形成了清晰的层理构造,被称为“红柳沙包年层”。“年层”是红柳沙包每年增长的物质记录,其厚度主要取决于当年的风强、沙尘暴次数及红柳的生长量。由于气候十分干燥,使其得以长时间保存。理论上,该沉积纹层分辨率可以达到年级,可以用来计年。红柳沙包年层中的风成沙和红柳落叶蕴藏有丰富的环境信息,对红柳沙包组成物质的分析,可以用来探讨和恢复数百年来的气候和环境变化,可以成为研究干旱区环境变迁的有效工具之一,在干旱荒漠区生态环境演变研究中具有十分重要的意义。罗布泊地区位于塔里木盆地东部,北有库鲁克塔格山、东北有克孜勒塔格山、依格孜塔格山,东与甘肃临界白山毗邻,南为阿尔金山,西邻塔克拉玛干沙漠、库姆塔格沙漠,东部经阿奇克谷地与疏勒河、河西走廊相连,地势呈“倒置瓶”状。罗布泊是塔里木盆地各大河流的归宿地,它的环境演变是整个塔里木盆地和周边山地环境演变的缩影。本区属极端干旱的暖温带大陆性气候,降水稀少、蒸发量高、年温差和日温差大。冬季气候干燥寒冷,夏季高温少雨。罗布泊地区属于荒漠区,对气候变化比较敏感,是全球变化研究的理想场所。荒漠地区是全球系统的重要组成部分,有独特的环境变化特征,全球变化科学体系的完善需要这一地区环境变化研究的新成果。通过选取罗布泊地区红柳沙包为主要研究对象,采用文献资料调查、野外定位观测和实验室分析测试相结合、基础研究与应用基础研究相结合的研究方法。野外工作主要以野外环境调查和典型红柳沙包选取、测量和样品采集工作为主;室内工作以样品的实验分析、数据处理和分析为主,对罗布泊地区2007年两个采样点及2003年采样点的红柳沙包有机质TOC、TN、C/N及沙层厚度等数据进行对比分析,从红柳落叶TOC、TN、C/N及沙层厚度与温度、降水关系的角度,分段研究罗布泊不同时期温度、降水变化,初步揭示了罗布泊地区近168年来环境变化状况,进而对罗布泊及其周边地区的气候环境状况作深一步的研究和探讨,并与其他研究结果进行对比分析,完善利用红柳沙包沉积纹层研究干旱区高分辨率环境变化的手段,同时对不同地段红柳沙包TOC、TN、C/N进行相关分析、线性回归,总结出三者之间的关系;通过对红柳、不同类型植物、沉积物TOC、TN、C/N含量的对比分析,反映红柳沙包在表征区域环境演变、土壤沙化方面的独特作用。所得基本结论如下:(1)分析了罗布泊地区红柳沙包有机质TOC%、TN%和C/N与温度、降水的关系,以及沙层厚度与降水的关系,结果表明:红柳落叶中TOC%、TN%含量下降,C/N比值升高,反映环境温度和湿度的增加。沙层越厚,湿度越小,说明降水较少。反之则降水较多。也可以说TOC%、TN%的含量与温度、降水成负相关的关系,C/N与温度、降水成正相关的关系,沙层厚度只与降水成负相关的关系。据此,本区168年来的气候划分出几个不同的阶段,1839-1858年(暖干气候),1859-1910年(冷干气候,进入20世纪出现冷湿气候),1911-1950年(暖湿气候),1951-1962年(冷干气候),1963-2006年(暖湿气候,1978-1982年间温度偏低为冷湿气侯)。(2)红柳落叶中TOC%、TN%与C/N三者之间的相关关系分析表明,TOC%与TN%成正相关的线性关系,较为显著;TOC%与C/N相关性很差,线性关系不明显;TN%与C/N之间成高度负相关的线性关系。(3)红柳落叶中TOC%与长江中游水生植物相近,低于几类山区植物;TN%含量小于所选样本植物,而C/N要大于所选植物,突显本区土质贫瘠,营养元素含量低。(4)红柳沙包沉积物中TOC%、TN%与C/N值高于一般沉积物中的同类指标。