大青溝國家級自然保護區位于通遼市科左後旗境內，距旗政府所在地甘旗卡鎮25公裏，總面積8183公頃。保護區境內分布著成“丫”形交匯的兩條溝谷，即大青溝和小青溝，溝長24公裏，寬300—400米，深50—100米。在兩條溝谷內由泉水匯集成兩條溪流，常年不結凍，兩條溪流匯合後進入柳河流域。大青溝動、植物資源十分豐富，目前發現植物709種。其中木本植物122種，草本植物587種。在兩條溝壑內分布著天然珍貴闊葉林、國家二級珍貴樹種核桃楸、水曲柳等樹種。溝壑外坨甸地帶是人工針葉和天然闊葉混交林。由于具有保存完整的森林生態係統，多種動物和鳥類在這裏棲息繁衍。目前發現的野生動物有野豬、狍子、狼、梅花鹿、狐狸等。據考察，大青溝境內僅食蟲益鳥就有9目17科38種，如啄木鳴、杜鵑、雲雀、山雀、伯勞等。
大青溝保護區是科爾沁沙地中僅存的一塊原始森林植物群落，它包括三大植物群落：大果榆植物群落、蒙古櫟植物群落、水曲柳植物群落，依次分布在大青溝的溝上、溝坡和溝底。它的存在對研究我國北方古地理、古植被、古氣候以及科爾沁沙地森林演繹規律具有不可替代的作用。原始森林內，奇花異樹，溪流潺潺，純乎自然。“夫妻樹”、“五兄弟”等自然景觀更是天作之美。
大青溝溝美，陡峭俊秀；水美，溝谷之內泉水潺潺，山水之間靈光閃動；霧美，清晨團團雲霧時遠時近，或濃或淡，山水在雲霧間增添了朦朧之美；花美，一年四季花開不斷，粉白的杏花，名貴的大花芍蘭，素有北國梅花之稱的南蛇藤等應有盡有；樹美，樹木種類繁多，有的蒼翠挺拔，有的形態怪異，英姿綽約，尤以楓林秋色而聞名。金秋時節，站在溝頭，放眼遠眺兩岸溝坡層林盡染，色彩紛呈，似兩幅巨大的畫卷展現在眼前，真可謂不是香山，勝似香山。
素有“沙漠綠洲”、“沙海明珠”和“天然野生動植物基因庫”等諸多美譽的國家級自然保護區——大青溝，以奇特的地貌、茂密的原始森林、清澈的溪流、湖泊和周邊地區廣袤的沙漠，以及當地蒙古族獨特的接待禮儀和飲食習慣構成的自然生態和民俗旅遊產品，不僅在 內蒙古享有盛譽，而且在大半個東北也名聲鵲起。
在本屬典型的大陸性季風氣候地區，在幹旱少雨、土質疏松的北方沙漠地帶，何以出現這樣大的溝壑？溝內又何以天然生長著如此眾多的“非本地”樹種？是先有溝後有樹，還是先有樹後有溝？這些千古之謎不知引得多少專家學者競相前來考察、論證，但結果依舊莫衷一是，難以定論。為解開這些謎團，保護區自己的林業工程師潘樹文先生也進行了長期的考察和潛心研究。他在2001年7月發表的《大青溝的成因及植物區係地理成分的來源探討》一文，以翔實的論據和嚴謹的推理論證，闡述了他先有樹後有溝，而溝又是由于地震造成地殼斷裂，地表下陷而生成的這一目前最有說服力的見解，因而得到普遍認同。
總之，大青溝地形地貌的形成並保持至今，大青溝及大青溝地區原始完好的自然生態狀況，是億萬年來地殼運動、氣候變化、生態衍進、人類活動等因素共同作用的結果，是一筆十分寶貴的自然遺產。
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