沙地植被尤其是沙地灌木在荒漠生态系统恢复与重建中发挥着极其重要的作用。植物根系作为植物的重要器官，在植物生态系统中扮演者重要角色。由于植物根系探测方法上的局限，对不同降水量下灌木根系分布特征的定量研究极为缺乏。本项目采用探地雷达的野外实地无损性探测与传统的少量根样本采集测量相结合的方法，在对毛乌素沙地、浑善达克沙地及锡林浩特周边退化草地中的典型灌木，油蒿和小叶锦鸡儿的植株根系及小样方群落根系进行探地雷达系统探测的基础上，检验了不同频率的雷达天线系统在土壤含水量不同的条件下探测沙地灌木根系特征参数的能力；发展了一套利用探地雷达技术绘制沙地灌木根系三维形态分布图的方法；建立了适用于不同深度情况下的灌木根径和根生物量的探地雷达估测模型；研究并分析了与根系特征相关的探地雷达测量参数的敏感性和适用条件。本研究有助于理解沙地灌木的生物学特性，进而对稳定和保护沙地生态环境具有重要科学意义。