包蘭鐵路從水影大橋到中衛甘棠需要穿越壹段55公裏的沙漠。當時世界上有些沙漠鐵路通車後，最後因為沙害被迫停運改道。如何防治荒漠化，確保包蘭鐵路暢通無阻，成為廣大科技人員和鐵路工作者面臨的難題。
寧夏沙坡頭地區位於騰格裏沙漠東南邊緣，屬於草原荒漠帶，是沙漠向綠洲的過渡帶。它以連續分布的高大密集的格子新月形沙丘而聞名。這裏自然條件惡劣，年降水量186 mm，沙層穩定含水量只有2%到3%。沙漠表面最高溫度可達74攝氏度，沙塵暴頻發。年沙塵暴日數多達200天，最大風力11，自然植被覆蓋率只有1%左右。
包蘭鐵路修建之初，鐵路周圍沙丘裸露，植被覆蓋率不足5%，幹沙層厚10 cm至15 cm，肥力很低，地表風蝕嚴重，植物難以在此生存，尤其是沙漠造林。為治理沙害，確保鐵路暢通，科技人員和蘭州局治沙人員全面展開了攻堅戰。
中科院、鐵道部、林業部聯合組織調研，中科院副院長竺可楨帶領100多名專家學者到沙坡頭。他們必須首先克服固沙問題。風蝕和沙埋造成了幾次固沙造林的失敗。科技人員和鐵路工作者先後進行了圓形、三角形、格子、帶狀等不同形狀的平板麥稭壓砂和麥稭方塊的大型實驗，克服了許多困難，最終成功地進行了中國人治沙“魔方”——1m×1m麥稭方塊的實驗。
他們種植了32.8萬畝方格草障，在80米至100米厚的流動沙丘上種植了420萬棵樹。1967年5月，引黃治沙壹期工程破土動工，* * *整沙復墾土地2075畝，種植刺槐、沙棗、檸條、紫穗槐等植物400多萬株，建成水渠5376.5米。
1984在沙坡頭段建成了15.4km的卵石防火帶、灌溉綠化帶、草障帶、前方攔沙帶、封沙帶的“五帶壹體”防沙防護體系，將單壹的“旱路固沙”改為水旱並舉的綜合防沙體系，有效阻止了沙塵暴對鐵路的侵襲，提高了線路質量。
目前，沙坡頭地區自然植物種類由25種增加到453種，植被覆蓋率由不足1%提高到42.3%，野生脊椎動物超過140種。
65438-0984年，國家環保局在中衛縣建立了第壹個具有荒漠生態特色的人工植被自然保護區。沙坡頭被中衛市政府開辟為旅遊區，旅遊收入逐年增加，1998年達到260萬元，占寧夏旅遊總收入的10%，旅遊業已成為中衛市的經濟支柱產業。2007年5月，沙坡頭正式列入國家5A級旅遊景區，打響了“寧夏歸來不看沙”的沙漠旅遊品牌。
蘭州局中衛固沙林場治沙的經驗和模式，向世界展示了沙漠地區生態工程建設和通過人工生態系統改造沙漠的成功範例。沙坡頭防沙治沙系統曾獲鐵道部科技進步壹等獎、國家科技進步特等獎。沙坡頭因治沙效果顯著，被聯合國環境規劃署授予“世界環保500強單位”稱號。
中科院沙坡頭沙漠實驗研究國家站負責人表示，沙坡頭的治沙防護體系保障了包蘭鐵路50年暢通無阻，直接和間接為國家創造了數百億的經濟效益。幾十年來，該防護體系已成為我國幹旱荒漠地區交通幹線防沙治沙的成功典範。