再到公元4世纪前后，中国史书上就已经找不到关于楼兰的记载了。至唐代再次出现关于楼兰战事的记录时，那里已经被描述为一片荒漠，王昌龄在诗中写到“黄沙百战穿金甲，不破楼兰终不还”，玄奘在《大唐西域记》中也将楼兰形容为“城郭巍然，人烟断绝”了。
那么，这个昔日的绿洲何时变成了后来的荒漠，昔日商贾如云的边陲重镇又如何就人去城空，最后连城池都湮没在茫茫黄沙之下，沉寂在悠悠的历史中了呢？按照中国考古学家在楼兰遗址中发现的一枚木简上的文字来看，在公元4世纪的时候，楼兰已经是“诸民远商国境”的状况了，至于造成这种残酷现实的原因，人们提出了不同的分析和推断。
有说法认为是河道的游移断绝了楼兰的水源，致使居民弃城而逃，古楼兰国也随之渐渐荒疏。早在1878年，俄国探险家普尔热瓦尔的罗布泊游移说就引起了世人的瞩目。后来有人支持这种观点，并进一步指出由于塔里木河、孔雀河等河流在罗布泊河口汇聚，致使大置泥沙堆积，河道渐渐被淤塞，加上地壳活动的因素，使河流自然地另觅新的低佳处，汇聚成新的河流湖泊，而原有的罗布泊由于没有新的水源补给，加上远远高于降雨量的蒸发量，就渐渐地蒸发为荒漠。
从楼兰国出土的文书上还可以看到，楼兰的水源确实日益匮乏，一些文书上记载了号召大家节约用水的文字，水源的紧张必然导致农业生产力的下降，粮食不足，也必将逼迫久居在这里的人们另外去寻找新的家园。当然，这种自然生态环境的变化不是突然发生的，它必然与人们忽视和破坏了自然界的生态平衡有关。
有专家分析，这个堪称悲壮又悲惨的结局可能与楼兰当地战争频繁有关。各个经由此处的游牧国家都只考虑到要扩展本国势力，过度砍林种田，使原来胡杨林等良好的植被环境遭到严重破坏，水利、农业等设施面临致命危机，最终导致一个国度被恶劣的塞外风沙所覆盖。
我们都知道“人定胜天”，人是可以改造自然、利用自然的，但楼兰古国的神秘消失却为我们鼓响了环保的警钟，无论它沦为荒漠的确凿原因是什么，我们都有理由相信这其中无法推卸的责任是人们盲目寻求发展，忽视了生态平衡，今天，当西部大开发的号角吹响的时候，我们是否应当吸取前人的教训，在大力发展经济的同时，注重环保事业的长远效益，给我们的后代创造一个繁荣的绿色西部家园。
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