1978年6月—10月，中国林科院委托内蒙古自治区林业勘察设计院深入乌兰布和沙漠东北部地区进行了林业资源调查工作。同年，邀请国家民航第二航测中队对该地区进行了航测。

　　实验局范围在磴口县境内，乌审干渠以西，建设一干渠以南，君土滩以东，索音子滩、莫来以北，总控制面积3.1万公顷。其中包括原巴盟治沙综合试验站、乌兰布和农场四分场、磴口县乌兰布和林场一分场，以及四分场与一分场之间的1.3万公顷流沙和半固定沙地。

　　李永义特别指出，为组建实验局作出特殊贡献的两个老前辈不能忘记：

　　一个是高尚武先生。作为中科院沙漠考察队队长，高先生于20世纪50年代初就来磴口工作，对西部地区的沙漠相当熟悉。特别是对磴口实验局的组建起到了非常重要的作用，他从治沙专家的角度，充分阐述组建磴口实验局的重要性，有关部门的领导采纳了他的意见。高先生长期在西部沙漠地区工作，不畏艰苦，又亲自主持课题并取得重要的科研成果，是科技工作者的楷模和榜样。实验局组建以后，他在第二实验场主持开展了国家攻关项目“大范围绿化工程对环境质量作用的研究”。1990年，该项目被林业部鉴定为国家领先水平并获得林业部科技进步奖一等奖。这一课题在实验局实施并完成，大大提高了实验局的声誉，而且这一课题的完成大大地锻炼了实验局的科技队伍，中心科技人员的科研水平有了大幅度的提升。

　　另一位是马维荣副局长。马维荣是原巴盟林业处副处长、巴盟治沙站站长。20世纪50年代他曾担任巴盟治沙站副站长，当时，巴盟治沙站站长是由盟委副书记、副盟长杨力生兼任。巴盟治沙站是处级建制。实验局组建后，马维荣担任磴口实验局副局长，1981年调阿拉善盟任盟林业局局长。马维荣为磴口实验局的组建付出了相当大的心血，他是具体跑这个项目的，从1976年起，他始终忙于这个项目的筹备、筹建工作。马局长是回族，长期在外出差，生活极不方便，每次出差总要带好多炒面、烙饼之类的食品。到了北京，清真饭店也不是那么随意就能找到的。但马局长克服了许多困难，与当时的国家林业总局的领导、国家科委的领导进行磋商联系，努力把组建、成立实验局的事情办好，工作非常认真负责。马局长没有官架子，常常与普通群众打成一片，他与普通员工在一起生活，在一起劳动。1976年开挖红房子引水渠时，他与工人一起肩挑手扛，马局长以身作则，身先士卒，给大家鼓起了干劲，使这条引水渠在较短的时间内顺利完成。

　　实验局是在原巴盟治沙站、乌兰布和农场四分场、磴口县乌兰布和林场一分场合并的基础上建立起来的。当时成立时共有职工418人，其中各专业科技人员58人。在中国林科院的领导下，边组建边开展各项试验研究工作，他们认真总结以往的治沙经验，坚持以中试为主，大面积中试与小区试验相结合，从研究干旱沙区营林技术为主，林牧农相结合，以种树种草改良沙区生态环境为主，治理改造、利用沙漠相结合的方针，紧紧围绕示范和推广这一中心任务，提高示范区的建设质量，扩大示范影响，稳步推进各项研究工作和建设工作。

　　亲历了实验局组建初期艰难创业的李永义这样回忆：

　　当时的科技人员主要是20世纪五六十年代初期毕业的大中专毕业生刘德安、于兆璐、李宗然、段耀芳、郭利选、海玉生、田玉林、曹玉印、刘淑华等一批优秀科技人员，当时的条件是非常艰苦的，到实验场工作，骑自行车下去，路又不好走，有的同志还不会骑自行车得步行下去工作。当时的实验局仅有两个实验场，现在的一实验场是在原巴盟林业治沙研究所的基础上扩展的，包括后来的红房子、后海子、南大滩、西大滩；现在的二实验场当时只有霸王区，也就是郭恒耀现在当作业区主任的这个区，其余都是实验局成立后扩展和开发的。当时的生活条件非常差，吃的是玉米面、钢丝面，住的是简易房，冬天冷夏天热，夏天地表温度四五十度，有时白天热得干不成活就晚上干。特别是机械队的小伙子们，为了抢时间，换人不换车，连续作业，为的是尽早开发出实验用地。全场职工发扬艰苦奋斗、不怕苦不怕累的精神。在开挖二实验场引水渠的过程中，全场职工齐动员、齐上阵，机械推、人工挖，肩挑手挖，历时20多天，开挖了7.5公里引水渠，使新开垦的实验地及时得到浇灌。在开发二实验场的过程中，实验局的领导层、管理者们付出了相当大的心血，他们与全体职工吃住在工地，一起劳动，给了广大职工极大的鼓舞。实验局副局长、二实验场场长段耀芳当时已经是50多岁的人，他长期坚持在一线工作，下地检查作业情况，围绕二实验场一转就是几十里地，非常辛苦。领导作榜样，大家干劲倍增，各项工作都及时顺利完成。有位职工在开发二场的过程中还奉献出了自己年轻的生命。二实验场的开发对“大范围绿化工程、对环境质量的影响的研究”课题安排和顺利实施奠定了非常好的基础。第三实验场始建于1994年10月份。在当地政府“再造一个河套”的口号影响下，乌兰布和沙漠土地开发热兴起，这片土地早已被杨志敢和五原县农民张晓琪开发。为了收回这片土地，在上级主管部门的关心支持下，在当地政府的支持和帮助下，实验局决定建立第三实验场，实验场范围就在这片被开发的土地上。局领导班子与开发者经过长期谈判，最终将这片土地收回。