深受东亚季风影响的毛乌素沙地位于中国北方沙漠/黄土边界带和农牧交错带,对气候变化响应敏感,是研究全球变化的理想场所。通过对沙地东南缘锦界剖面微量元素含量及比值和元素因子组合的分析,探讨研究区全新世以来的气候变化过程。结果表明:(1)地层微量元素含量以Ti和Ba为主,其他元素含量依次为Sr>P>Mn>Zr>Rb>Co>Cr>V>Ni>Pb>Y>Cu>Nb>As。不同沉积相中微量元素含量和比值存在明显差异,Ni、Cu、V等微量元素和Rb/Sr高值指示地球化学风化成壤程度高的暖湿环境,低值指示风沙活动活跃的冷干环境,Sr与Ba及Sr/Ba的指示意义与之相反;主因子F1反映沉积环境的水分状况,F2反映热量状况。(2)全新世以来研究区气候演变经历了6个阶段。7.9~7.3 ka BP,气候暖湿度最强,为全新世大暖期的鼎盛阶段;7.3~6.8 ka BP,鼎盛期之后的降温期,呈现弱冷干的气候特征;6.8~4.3 ka BP,气候整体温暖湿润,期间经历2次由暖湿转冷干气候的交替波动,即6.8~5.9 ka BP和5.9~4.3 ka BP;4.3~2.5 ka BP,气候转冷干;2.5~1.8 ka BP,气候较暖湿;1.8 ka BP至今,气候渐趋于冷干。(3)研究区与毗邻的萨拉乌苏河流域以及岱海盆地、科尔沁沙地、浑善达克沙地等地具有较好的可比性,以及与北大西洋冰筏碎屑记录的冷事件具有一致性,这是对全球气候变化的区域响应。