本文以我国沙漠化发展较为严重的科尔沁沙地为研究区域，应用时空转换的方法，通过野外调查和实验室分析，围绕严重沙漠化沙质草地生态恢复这一主题，探讨流动沙丘在禁牧围封和造林两种模式下植被与土壤的变化特征。恢复时间序列上的样地类型包括:14年和26年的围封地、25年和35年的樟子松（Pinussylvestrisvar.mongolica）人工林、6年和16年的杨树（Populussimonii）人工林，以及12年和25年的小叶锦鸡儿（Caraganamicrophylla）人工灌木林。本文分析了生态恢复过程中植物群落特征的变化，土壤理化性状的变化特征，以及土壤活性有机碳组分（轻组有机碳、微生物量碳、可矿化碳）的变化，并初步探讨了科尔沁退化沙质草地适宜的生态恢复模式。主要研究结果如下:　　 (1)流动沙丘围封和造林可以优化植物群落结构，提高植被盖度、物种数目和地上生物量。围封地和小叶锦鸡儿林地地上生物量随恢复年限的增加而递减，樟子松林和杨树林地地上生物量则随恢复年限的增加而增加。小叶锦鸡儿林地上生物量增幅在几类样地中最高。植被盖度和物种数增幅表现为杨树林地＞围封地＞小叶锦鸡儿林＞樟子松林地。造林对地上生物量、植被盖度、物种数量的影响高于围封。　　 (2)沙漠化逆转的过程中伴随土壤质地变好、容重降低，田间持水量增加。14年围封地、26年围封地、25年樟子松林、35年樟子松林、6年杨树林、16年杨树林、12年小叶锦鸡儿和25年小叶锦鸡儿林0-15cm土层土壤粘粉粒含量分别是流动沙丘的19.6、40.3、16、25.2、11.7、26.3、9.3、32.8倍;土壤容重分别比流动沙丘降低了3.7％、4.3％、6.2％、7.4％、3.1％、8.6％、4.3％、5.6％;土壤田间持水量分别比流动沙丘增加了22.5％、32.7％、29.3％、38.3％、18.3％、47.2％、17.8％、24％。围封地土壤粘粉粒含量增幅在几类样地中为最高，围封和造林地土壤中粗沙含量和容重随恢复年限的增加而递减，土壤粘粉粒含量和田间持水量则随恢复年限的增加而增加。造林对土壤容重和田间持水量的改善作用高于围封。　　 (3)从流动沙丘到固定沙丘，土壤碳氮储量显著增加。14年围封地、26年年围封地、25年樟子松林、35年樟子松林、6年杨树林、16年杨树林、12年小叶锦鸡儿和25年小叶锦鸡儿林0-15cm土层土壤有机碳储量分别比流动沙丘增加了238％、952％、515％、924％、570％、1504％、455％、971％，全氮储量分别比流动沙丘增加了62.4％、372.7％、271.5％、425.5％、391％、886％、302.3％、637.7％。样地类型相同时，土壤碳氮储量均随恢复年限的增加而增加。土壤有机碳、氮储量积累速率均表现为杨树林＞樟子松林＞小叶锦鸡儿林＞围封地，其中小叶锦鸡儿林地全氮储量增幅高于樟子松林和围封地。人工林地土壤碳、氮储量增幅和积累速率均高于围封地。　　 (4)沙地生态恢复过程中轻组有机碳和微生物量碳对土地利用变化的响应快于土壤有机碳。14年围封地、26年围封地、25年樟子松林、35年樟子松林、6年杨树林、16年杨树林、12年小叶锦鸡儿和25年小叶锦鸡儿林地0-15cm土层土壤轻组有机碳储量分别是流动沙丘的5.8、13.6、20.9、36.1、13.5、50.6、14、22.7倍，土壤微生物量碳储量分别比流动沙丘增加了591.9％、812.5％、696.5％、1121.3％、881.8％、1476.5％、1058.3％、1130.1％，轻组有机碳和微生物量碳储量增幅高于土壤有机碳储量，并且随恢复年限的增加而增加。土壤碳矿化速率随培养时间（31天）的延长和土层的加深逐渐降低。　　 (5)流动沙丘通过围封和造林实现草地植被恢复，有效实现草地土壤碳、氮库的积累。从土壤有机碳、全氮、轻组有机碳和微生物量碳储量的增幅和积累速率来看，围封和造林地轻组有机碳和微生物量碳储量的增幅高于土壤有机碳，说明轻组有机碳和微生物量碳对土地利用变化的响应比土壤有机碳更快，可作为衡量沙地土壤质量变化的早期指标。从碳积累的角度考虑，造林对土壤碳氮储量的贡献大于围封地，说明造林是科尔沁沙地较为适宜的生态恢复模式。