卡拉库姆即土耳其突厥语“黑色沙漠”之意，因大漠岩石为棕黑色，岩层沙化后也是黑褐色，故有黑色沙漠之称。这片面积35万平方公里的沙漠介于里海和阿姆河之间，广布龟裂土和盐沼，昼夜温差可从零下20摄氏度上升到零 上36摄氏度，年雨量不到150毫米。

这里并不是没有水，一条全长2540公里的阿姆河流经卡拉库姆沙漠北端，注入咸海。河水流量略少于黄河而超过淮河，足够浇灌沙漠。列宁生前曾提出发展土库曼灌溉系统的蓝图。经几十年的勘察设计，1964年付诸实施规划全长1400公里，东起靠近阿富汗边境的山区，引来阿姆河上游的水，向西穿过卡拉库姆沙漠的南部；最后一段沿着靠近伊朗的科佩特山脉的北坡，通过土库曼干旱的棉产区，流入里海。

卡拉库姆运河是世界最大的灌溉及通航运河之一，总长1400千米，在土库曼斯坦南部，起自阿姆河中游左岸博萨加镇，向西经穆尔加布和捷詹绿洲，沿科佩特山脉北麓平原经格奥克捷佩抵卡赞吉克，点点绿洲成了土库曼人的乐园，南部靠伊朗边界山麓有大片草原牧场，300多万人在这片土地上生息。这里的沙地相当肥沃，地下还蕴藏着石油、天然气，人们得到足够的水源，让沙原变成良田和牧场。

在此后的几十年里，这一调水工程取得了巨大收获，上百万公顷的荒漠草场、新垦农区得到灌溉，沿岸草场的供水条件得到改善。棉花丰收，水稻高产，农作物年产量比调水工程兴建之前提高4倍，人口也迅速增长，创造了世界上一个奇迹。

然而人们始料不及的是，农业生产丰收，地区经济繁荣并没有持续多久。咸海是一个内陆湖泊，曾是世界第四大内陆湖泊，发源于帕米尔高原的阿姆河和来自天山山脉的锡尔河是她的两大水源。上世纪60年代以前，咸海水面面积6.6万平方公里，水体总量1万亿立方米。海水清澈见底，岸边青草绿树。在全盛时代，咸海曾经有发达的渔业，捕捞量占前苏联总捕鱼量的1/6。当阿姆河、锡尔河因人为开发导致入湖水量急剧下降的时候，咸海的水位也迅速萎缩。至上世纪90年代初，阿姆河和锡尔河已基本不能再为咸海输水，咸海水面下降数十米，海岸线后退近200公里。由于远距离引水，大规模开垦和不适当灌溉，过度使用化肥农药等，使这一地区的生态环境遭到破坏，带来了生态灾难。

世界第四大内陆湖泊变成3个互不相连的小“湖”。咸海水面面积，只剩下当初面积的10%，并且分成互不相连的北、南两个咸海，南咸海又进而分为东、西咸海。水面积的缩小严重改变了当地气候，让当地的夏天更干热，冬天更长更冷。咸海更咸，含盐量紧随死海的脚步。南咸海的含盐量上升至每升水100克。而一般海水的含盐量只有每升水35克，现在东西“两咸海”的含盐量正快速向死海的每升水300克的水平靠近。曾经引以为骄傲的农田盐碱化加剧。裸露的原咸海湖底、河滩每年有上亿吨的有毒咸沙混合物从盐床上刮起，从北向南吹向中亚草原，吹向农田和城镇，覆盖了阿姆河河谷丰腴的农田，加剧了中亚地区农田的盐碱化，土库曼斯坦许多的耕地出现高度盐碱化。