防风固沙效益。中国是世界上荒漠化最严重的国家之一，荒漠化土地面积约占国土总面积的三分之一，每年因荒漠化造成的直接经济损失近一千亿元人民币。而在我国荒漠化土地中，以大风造成的风蚀荒漠化面积最大，占到全部荒漠化土地面积的60%以上。这些地区气候较为恶劣，干旱、少雨、高寒，土地瘠薄。
油用牡丹耐干旱、耐瘠薄、耐高寒。安徽铜陵凤凰山一带的凤丹牡丹八个月不下雨没有旱死；甘肃兰州一带紫斑牡丹种在海拔2000米以上的高寒、干旱、贫瘠山岭上，降雨量仅300毫米就可生长，每亩还能结籽400斤左右，并且这种地方生产出的牡丹籽油α-亚麻酸含量高达49%。
据科研部门测定，在风沙区种植油用牡丹（覆盖度60%以上），能有效降低风速22.7%，减少风蚀达50%，是今后我国进行防风固沙的首选灌木树种之一。
水土保持效益。目前，水土流失仍然是我国最突出的生态问题之一。不断加剧的水土流失，导致江河湖库不断淤积，致使水患加剧，水资源短缺的矛盾日益突出，给国民经济和人民生产生活造成了巨大危害，国家也不得不年年花费大量人力、物力和财力，投入防汛、抗旱和救灾济民。
油用牡丹是一种多年生小灌木，栽植密度（定植）为每亩2500～3200棵左右。这种植物种上后，可以30年不换茬，堪称铁杆庄稼。不换茬就意味着有效避免了因种植传统粮食作物每年翻耕所造成的水土流失现象。
同时，油用牡丹根系发达，据监测数据显示，栽植油用牡丹的地块比荒山荒地每年每亩能减少水土流失0.8立方米左右，具有良好的保持水土效益。
其它生态效益。据测算，一亩油用牡丹每年能涵养水源168立方米，而在其整个生长期内，一亩油用牡丹可以固定和积累碳1.7吨。因此，油用牡丹在水源涵养、固碳增氧等方面也有较高的生态效益。