荒漠化导致了以风蚀为主要特征的土地退化,我国北部干旱、半干旱地区受荒漠化影响严重,生态环境逐渐恶化。研究新型的沙漠化防治手段已成为干旱、半干旱地区的迫切需要,通过在沙漠表层构建人工固结层改良土壤性质、进而恢复生态植被,是沙漠地区生态建设的新思路。本文以库布齐沙漠多种荒漠植物为研究对象,于2016-2017年开展了野外取样和田间小区试验,研究了在结皮作用下,下层沙化土壤的改良效应,探索了多种荒漠植物对人工固结层的响应,人工固结层与荒漠植物的相互作用机理及其时效性规律。研究结果对荒漠化地区今后的生态植被恢复、生态环境建设和荒漠化治理有重要意义。取得了如下主要成果:（1）揭示了不同类型的结皮及其下层土壤性质的空间差异性。从物理结皮到藻类结皮、苔藓结皮,结皮的厚度、含水率、大团聚体（>250 μ）含量、有机质含量、微生物生物量和酶活性逐渐增大,结皮的容重则不断下降,生物结皮下的土壤理化性质和生物学特性有明显的改善。此外,结皮的改良效应在上层土壤（结皮下约0-12 cm深度）中较为显著,在下层土壤中则迅速减小。（2）探讨了人工固结层对土壤性质的改良效应。使用粉煤灰和PAM构建人工固结层,人工固结层的形成有效地改善了土壤孔隙结构,显著降低了土壤容重,增加了土壤毛管孔隙度,提高了土壤的持水保水能力。人工固结层引起了土壤pH、电导率和全氮、全磷含量的升高,升高的程度随着粉煤灰使用量的增加而不断增加,但是并不显著。用主成分分析法计算,得到对土壤改良效应最优的配比是10%粉煤灰和0.012%PAM组合。（3）粉煤灰和PAM构建的人工固结层推迟了油蒿的出苗时间,对2016年油蒿的生长量指标均有不同程度的抑制作用,这种抑制作用随着粉煤灰用量的增大而增加。但是,低（5%粉煤灰）、中（10%粉煤灰）配比粉煤灰能保证油蒿地径的生长,低配比粉煤灰对2016年9月-10月的油蒿总鲜重、地上部分鲜重、地下部分鲜重和地下部分干重已无显著消极影响。对油蒿出苗和2016年生长效果最优的配比是5%粉煤灰和0.006%PAM组合。（4）与2016年相比,2017年油蒿的株高、地径和叶片数都呈上升趋势,粉煤灰对油蒿生长的抑制作用逐渐减弱。尤其是在低、中粉煤灰配比的人工固结层上,粉煤灰的积极作用开始超过消极作用。对2017年油蒿生长的效果最优的配比是5%粉煤灰和0.006%PAM组合,对土壤改良和2016年、2017年油蒿生长的效果最优的配比是5%粉煤灰和0.006%PAM组合。（5）在人工固结层上种植柠条、杨柴和披碱草,3种植物的株高和地径对人工固结层的耐受程度分别为:杨柴>柠条>披碱草;人工固结层对植物叶片生长的消极抑制作用较小,3种荒漠植物叶片生长对人工固结层的适应性的优劣顺序排序为:披碱草>柠条>杨柴;从生物量情况看,3种植物对人工固结层适应性的优劣排名为:披碱草>杨柴>柠条。人工固结层的最优理论配比对柠条、杨柴和披碱草的生长和生物量增长也是适宜的,研究结果在荒漠化防治工程上具有推广价值。