大青溝位于內蒙古哲里木盟科西南部的方圓數百里的科爾沁沙地中間，它由深陷在沙地下兩條大溝谷的植物地帶組成。遠遠望去只見波浪似的大小沙丘，只有當你走到溝谷邊沿時才會發現它。
這座沙地植物園，溝外是沙丘滾滾，蒿草、矮樹稀疏；溝內卻是泉水叮咚，滿目青翠，植物種屬多種多。初步調查，大青溝有長白區系、內蒙和華北區系的木本植物106種，草本植物422種，其中藥材植物200多種。這些植物排列有序，隨著由溝底至溝上氣候條件的變化，依次構成三層植物群落。溝底的沖積灘和溝壁的下坡是水曲柳群叢：以水曲柳、椿樹居多，黃波蘿、朝鮮柳相雜，山葡萄、南蛇藤雜生纏繞。坡中是蒙古櫟群叢：蒙古櫟、蒙桑成蔭，山杏、紫椴穿插，山丁子、花蓋梨伴生。坡上及溝沿是大果榆叢：大果榆為主，色木槭點綴，每到深秋，槭葉盡紅，榆葉轉黃，黃紅相間，景色艷麗。如果把三層植物群落按喬、灌、草劃分，由上及下又可清晰地辨別出喬五、灌三、草四等12層植物帶，真可謂天然植物園。
大青溝所處地帶屬西遼河洪積沙層。由于長期的逕流與地下水交互作用，深切成兩條“入”字形谷峪。較大的一條叫“大青溝”，長約20公里，深60--100米，溝50--70米，溝寬平均350--400米。雖然科爾沁沙地氣候干旱，晝夜溫差較大，無霜期僅145天左右，而大青溝由于谷深面窄，夏季，溝外酷暑難耐，草木頻于干枯；溝內溫涼適中，各種植物竟相生長。嚴冬，溝外寒氣逼人，風沙彌漫；溝內溫暖如春，溝底更是流水潺潺，冒著藍色煙霧，給人以腳踏山川雙世界之感。
據查，大青溝植物園還有山兔、狐貍、獾子、狼、狍子等野生動物，以及環勁雞、毛腳雞、白臉山雀、黑枕黃鸝等鳥類31種，昆蟲達上千種。谷底河中尚有鯉魚、鯰魚、白鰱魚、老頭魚等魚類。
舊中國時，這里曾是蒙古王爺的圍獵場。第二次世界大戰期間，曾被日本侵略軍燒毀，至今仍能看到殘存枯樹的痕跡，使植物資源遭到嚴重破壞。建國后，大青溝引起了科學工作者的關注，曾多次對它進行考察。1980年，國務院正式批準建立大青溝自然保護區，使這里的生物資源得到了有效的保護。1982年又修建了旅游設施，開始接待中外旅游者。
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