Изменение условий среды под влиянием предыдущей стадии зарастания вызывает соответствующие изменения и в характере растительного покрова песков.
Растения, приспособленные к условиям подвижной песчаной среды, постепенно сменяются другими растениями, обладающими иными биологическими свойствами и экологическими особенностями. К числу таких растений относится широко распространенный в песках шагыр, или песчаная полынь (Artemisia arenaria).
Эта полынь обладает разветвленным стержневым корнем, который проникает глубоко и нередко достигает капиллярной каймы грунтовых вод. В данной стадии песчаная полынь является ценозообразующим растением, к которому примешиваются другие стержнекорневые растения (хондрилла, молочай Сегюера, астрагалы и др.). На вершинах и склонах бугров сохраняются растения колосниковой стадии, как, например, колосняк, аристида, кангбаки, а из кустарников и кустраничков жузгун и кулан-куирук. В котловинах нередко встречаются густые заросли кыяка, вейника, тамарикса, а местами древовидного астрагала. Отмечается также значительное развитие костра кровельного.
Разрастание песчаной полыни, образующей нередко почти сомкнутые заросли, сопровождается постепенным и возрастающим вытеснением из покрова ряда растений предшествующей стадии зарастания песков и в первую очередь пионеров—псаммофитов кангбаков. Происходит также постепенное вытеснение жузгуна и кулан-куйрука, а тамарикс наблюдается главным образом в котловинах и по окраинам солончаков и соров. Одновременно наблюдается заметное внедрение других растений, приспособленных к изменившимся условиям среды. Появляются и разрастаются полынь белая, житняк сибирский и особенно эфемеры (костер, мятлик и др.). Местами отмечается значительное развитие мохового покрова (Tortula desertorum).
Рельеф песков в песчанополынной стадии становится более оглаженным, чем в предыдущей стадии зарастания; бугры приобретают мягкие очертания, постепенно снижается их высота.
В этой стадии зарастания наблюдается заметное накопление органических веществ, придающих поверхностному слою песка сероватый оттенок. В результате подтягивания карбонатов (кальция) песок начинает все более уплотняться. В песчанополынной стадии зарастания песков по существу начинается формирование почвенных горизонтов. Такие почвы могут быть отнесены к слаборазвитым, рыхло-песчаным.