由北京林业大学牵头，联合兰州大学、中国林业科学研究院生态保护与修复研究所、中国科学院新疆生态与地理研究所、中国科学院沈阳应用生态研究所、内蒙古农业大学、华北电力大学、内蒙古自治区林业科学研究院、辽宁省沙地治理与利用研究所、甘肃省治沙研究所等行业内十家优势单位共同执行。预期将重点开展三北地区气候-水资源-植被多时空协同变化机制、典型林种树种衰退驱动机制等机理解析，研发基于水资源植被承载力的防护林体系优化配置、衰退防护林林种、树种近自然修复与重建等技术与模式，并在典型区域开展技术集成与试验示范，支撑我国三北防护林工程六期规划和全国重要生态系统保护和修复重大工程的实施。