全球变化科学（Global Change Science）是20世纪70年代开始兴起的新兴科学领域之一，其目的在于描述和理解人类赖以生存的地球环境系统的运转机制以及它的变化规律和人类活动对地球环境系统的影响，提高人类对环境变化的预测和评估能力；通过对气候环境变化具有清晰纪录作用的信息载体，结合历史文献记录，对古气候环境的演变进行重建，从而推断生态系统对气候变化的响应研究。塔里木盆地位于我国新疆南部，被阿尔金山、昆仑山、喀喇昆仑山、天山等所环绕，其中心坐落着我国最大的沙漠——塔克拉玛干沙漠。盆地内部干旱多风，为典型极端干旱区，大陆性气候明显，降水多集中于夏季，冬季湿度较大。河流补给依赖于周围山系的降水和冰雪融水。植被以红柳灌丛、灌木和多汁木本盐类植物为主，流动沙丘上被少量红柳、芦苇等覆盖。由于水资源缺乏且补给不稳定，盆地中形成了以绿洲为基础，相对封闭、独立的脆弱生态系统。红柳耐寒、耐热，寿命长，生命力强，对干旱高温的沙漠环境具有良好的适应能力，根茎处遭风沙掩埋后，可以萌发不定根，保证枝条的继续生长。秋季脱落的枝叶经冬季风雪压实后形成枯枝落叶层和春季形成风沙沉积物构成层理，即“红柳沙包年层”。“红柳沙包年层”的厚度取决于当年的风沙强度、沙尘暴次数和红柳的生长量，代表着沙包每年增长的物质记录，而沙包中红柳的枯荣则受当地当年的气候环境条件的控制，经过多年的交替叠加逐渐形成具有清晰层状结构的高大红柳沙包，因此和树木年轮一样，“红柳沙包年层”具备计年和储存环境信息的功能。通过对红柳沙包组成物质的分析可以对数百年来研究区域的气候和环境变化进行重建和探讨，因此红柳沙包可以成为干旱区气候环境变化研究的重要工具。本文选取位于塔克拉玛干沙漠南缘策勒地区和安迪尔地区的红柳沙包为主要研究对象，通过对研究地点的环境调查和采样点的红柳沙包的测量及采样，分别对A、B和C三个采样点红柳沙包有机质1790年至2010年间221年的TOC（总碳）、TN（总氮）和C/N（碳氮比）进行分析和对比，并结合研究区域气候环境记录资料，探讨近二百年来研究区域气候环境的变化。所得结论如下：（1）红柳落叶中TOC、TN和C/N之间存在显著的相关关系。TN是决定C/N变化的主要因素。（2）近221年来，研究样本中TOC含量出现明显上升，三组样本中线性倾向值分别为0.101%/10a、0.284%/10a和0.111%/10a；A组和B组样本中的TN含量逐年下降，倾向值分别为-0.03%/10a和-0.012%/10a；B组样本中TN出现上升趋势，倾向值为0.06%/10a；A组和B组样本中C/N明显升高，倾向值分别为1.784/10a和0.378/10a；B组样本C/N出现明显下降趋势，倾向值为-0.61/10a。（3）沉积纹层中落叶有机质的TOC、TN和C/N含量受到区域温度和降水的影响。当温度上升时，TOC含量出现增加；而当TN含量下降、C/N含量增加时，意味着区域气候开始进入干燥期。（4）采样点所处的区域近221年来的气候变化阶段分别为：A点，1792~1873年（冷湿气候），1874~1958年（暖干气候），1959~2010年（暖干气候）；B点，1826~1886年（冷干气候），1887~1950年（暖湿气候），1951~2010年（暖湿气候）；C点，1790~1888年（冷湿气候），1889~1955年（暖湿气候）1956年~2010年（暖干气候）。（5）研究区域的降水和温度的变化与大气CO2浓度之间存在着极为显著的相关性关系，CO2浓度增加是研究区降水量和气温增加的主要诱因。