塔克拉玛干沙漠位于新疆维吾尔自治区南部，在56万平方公里的塔里木盆地的腹部。沙漠以北为天山山脉，以西为帕米尔高原，以南为昆仑山山脉，以东为罗布泊洼地，地势从西南向东北倾斜，到东部罗布泊海拔高度降到780m。由于第三纪末第四纪初时周围山地的构造抬升运动，使得原来中央隆起的塔里木盆地地势发生了巨大变化，形成了目前四面为高山环绕的地理格局，而且它地处欧亚大陆的中心、远离海洋是其形成干旱环境的关键。新疆平原地区鲜明的气候特征是降水量小、干旱、风沙较大，特别是塔克拉玛干沙漠是亚洲最干旱的地区，而位于塔克拉玛干沙漠南缘更是我国干旱区的核心区域。对塔克拉玛干沙漠南缘地区环境变化的研究，将有助于对新疆地区，乃至整个干旱区的环境变化研究。强烈的风沙作用使荒漠地区在寻找合适的信息载体上较为困难，而红柳沙包的出现为解决如何获取干旱区环境变化信息提供了新的研究方法和理论依据，红柳沙包沉积纹层可计年及储存环境信息，有类似于树木年轮的“年层”。红柳沙包沉积纹层中的沙物质层和枯枝落叶层储藏着大量的环境信息，可以用来探讨和恢复百年尺度上荒漠地区的气候和环境变化，成为荒漠区生态与环境演变研究的有效工具，对干旱荒漠地区环境变化研究将很大的帮助。本文以塔克拉玛干沙漠南缘地区红柳沙包为主要研究对象，系统分析了红柳沙包落叶阳离子与气候环境变化的关系。（1）对红柳沙包沉积纹层中枯枝落叶层的阳离子Na⁺、Mg²⁺、K⁺、Ca²⁺含量进行的测定分析表明，其中Ca²⁺含量最高，其含量与阳离子总量相关性较好，可以用Ca²⁺或阳离子总量进行环境变化分析。当采样点位于绿洲边缘、距离河流较近时，阳离子含量值与温度成反比，当温度升高时，阳离子含量较低。（2）重建塔克拉玛干沙漠南缘民丰县安迪尔牧场1922年以来、策勒县达玛沟乡1884年以来的年平均气温和年平均风速，重建结果与实测结果相差甚小。结果表明，年平均风速与年平均温度成反比，即当风速较大时，温度较低，气候较寒冷；当风速较小时，温度较高，气候偏温暖。（3）沉积纹层枯枝落叶层中阳离子含量变化与区域洪水事件有较好的对应。（4）沙层厚度与沙包所在地区沙源丰富度有关，而且沙层厚度与年平均风速成正比，风速越大，沙层越厚；与所在地平均相对湿度成反比，湿度越小，沙层越厚。（5）红柳沙包落叶层中阳离子含量可以成为间接反映气候要素变化的一种信息载体，为塔克拉玛干沙漠南缘地区过去环境演变提供了研究手段。