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甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区始建于1987年6月，1992年晋升为国家级。
1993年被中国人与自然生物圈委员会接纳为首批网络成员。
1994年在“中国生物多样性保护行动计划”中被确定为具有国际意义的荒漠生态系统重要保护点。
甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区位于甘肃省瓜州县境内，分南北二片。南片在瓜州县南部，与玉门市和肃北蒙古自治县为邻。保护区总面积80万公顷，是中国第10位大型自然保护区。
甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区南部位于瓜州县南部，该区主体是走廊平原，疏勒河出口构成大型三角洲，地势平坦，为地下水溢水带，沼泽广布。由于受区域构造控制，地域自南而北呈现有规律分带现象，成为尖顶缓坡中心带；圆顶缓坡低山丘陵带；中等倾斜老洪积扇带；缓倾斜新洪积扇带；绿洲平原带和风蚀雅丹地貌带等。保护区北片总地形特征是南北高，中间低，海拔高度均在1800米以上。高峰—红石山海拔2334米。星星峡东山和红石山西部石低山丘陵和剥蚀准平原地型，低山丘陵地型和山前冲积平原三种地貌单元组成。
甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区属气候典型的大陆性气候，保护区南片年平均降水量为58.2mm—75.3mm，年平均蒸发量2758.5mm，接近降水量的50倍。年平均气温7.6℃-8.2℃，最热月7月平均气温22.4℃-25.0℃，最冷月元月，为-11.0-11.6℃。年平均湿度38.4%。日照时数为2940.4h-3171.9h。南部祁连山地地势较高，气候稍湿润。北片保护区仅依柳园气象站观测记录，年平均降水量40mm-70mm，年蒸发量3100mm-3500mm，为降水量的80-50倍。年平均气温6.6℃，最热月7月平均气温20.7℃，最冷月为-12.8℃。日照时数平均为3069.5h。两地降水多集中在夏季，占全年降水量的70.0%，体现了亚洲温带干旱区的基本特征。风是自然保护区有特色的气候现象，年平均风速3.7m/s。春季3-5月工资风速大，为4.2m/s-4.5m/s。其余各月平均风速3.1m/s-3.8m/s。
土壤是地质历史的的自然体，在地球演变的历史长河中，通过地质、地形、母质、气候、植被、水文、人类活动等因素的综合作用发育演变而来的。保护区自然地理环境复杂，决定其土壤类型比较复杂，可分为棕漠土、灰棕漠土、盐土、草甸土、沼泽土、风沙土、灌淤土和潮土8类，另30个亚类。
棕漠土是暖温带干旱气候条件下发育的地带性土壤。其成土过程与灰棕漠土十分相似，只是气候条件更为严酷。主要分布于双塔水库以西，柳园以南，南截山以北。
甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区内主要河流有疏勒河和榆林河，均发源于祁连山。疏勒河在区内南部流过，流程50.75km，年径流量2.5亿立方米，中游双塔水库有效库容量1.15亿立方米，保灌面积1.2万公顷。榆林河从区内西南部流入踏实盆地，流程36.25km，年径流量0.55万立方米，中游建有榆林河水库，保灌土地面积2400公顷。另有汇集泉水和地表水的塘坝54座，蓄水量0.85万立方米，可用于灌溉和人畜饮水。区内地下水资源比较丰富，在南部地势地低洼的平坦地带地下水溢出，沼泽广布，主要集中于三道沟、双塔、布隆吉、锁阳城。
甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区主要保护对象为极旱荒漠生态系统。
甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区国家1级保护动物有蒙古野驴、雪豹、北山羊、金雕、胡兀鹫、小鸨、黑鹳、普氏野马8种，国家2级保护动物有草原斑猫、猞猁、鹅喉羚、岩羊、盘羊、天鹅、暗腹雪鸡、雀鹰等20种。列入《中日保护候鸟及其栖息环境协定》的鸟类42种，占安西鸟类种数的38.30%；重要的经济动物有裸鲤、鲫鱼、狐、中亚兔、毛腿沙鸡、赤麻鸭、绿头鸭、白骨顶、高山雪鸡、鹅喉羚、石鸡、岩羊等62种，占保护区动物种群的39.50%。
甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区拥有亚洲中部特有种植物22种。以山地、砾石、戈壁、沙漠、草甸等动物群为主的脊椎动物共158种、26目、55科，列入《国家重点野生动植物名录》的27种，占保护种类的15.92%；列入《国际濒危动植物种贸易公约》规定保护的有14种，占瓜州县脊椎动物种数的72.00%。
（以上数据截止到2008年）
甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区先后与俄罗斯科学院动物研究所、武汉大学生命科学学院、兰州大学生命科学学院、人与生物圈网络成员保护区、新疆罗布泊、宁夏沙坡头、甘肃祁连山等国家级自然保护区建立了良好的合作交流关系。聘请了中国工程院任继周院士、北京大学陈昌笃教授、北京生物多样性中心王宗礻韦教授、兰州大学刘发教授等21位专家、学者成为保护区高级顾问。如今保护区已成为科研院所的主要教学科研实习基地。
在资源考察方面，先后邀请兰州大学生命科学学院专家教授指导帮助，完成了保护区一期资源本底调查和二期综合科学考察，编辑出版了《甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区》专集和《甘肃安西国家级自然保护区二期资源科学考察》专辑，通过调查发现草地早熟禾、西北缬草、多裂骆驼蓬、附地菜、黄缨菊、铺地柏、长茎毛茛、问荆、拟糙叶黄芪、柔毛边蕊芥、长毛荚黄芪、雅布赖风毛菊等新分布植物12种，资料显示，保护区动物种群数量有较大提高。在科研监测方面，先后完成了戈壁草场恢复治理试验、保护区草原围栏封育、西气东输保护区段生态恢复治理等大型科研课题，同时确定资源监测点，制定监测路线图，积极落实保护区中、长期资源监测和国家重点项目效益监测，依靠国家环保总局和甘肃省环保局，1997年开始承担并实施了国家重点科研项目——普氏野马回归自然的驯化繁育。现已成功实施半放养，首批放养的普氏野马已完全适应了野外生存环境，为普氏野马终回归自然奠定了基础。
甘肃安西极旱荒漠国家级自然保护区内有与敦煌莫高窟齐名的榆林窟，还有中国至今保存完整的古城遗址——锁阳城，此外还有保存比较完整的汉唐水利渠灌网络系统。丝绸古道、古城堡、古长城关隘、烽燧、古泽泊遗址、兔葫芦新石器遗址、东千佛洞西夏壁画、青石峡岩画、黑水河汉唐古墓葬等众多古迹构成了安西保护区特有的人文景观。由于地形的差异地下水位的变化和疏勒河、榆林河的影响，在局部地区分布有非地带性植被类型——绿洲盐生草甸沼泽和盐土群落，在南部山地一带随海拔的升高，形成了特殊的山地垂直植被带。在布隆吉、锁阳城一带在强烈盛行风作用下形成的风蚀、风沙地貌，这些特殊的地貌也相应要加以保护。
榆林窟又名万佛峡，位于安西县城南76千米的山谷中，为中国六大石窟之一，全国重点文物保护单位。历经北魏-清（公元386-1850年）。
榆林窟东南与千佛洞相望；北与汉冥安县城、锁阳城、旱峡石窟、碱泉子石窟相通；西北与汉广至县城、唐舍利塔相接，形成三足鼎立之名胜区。1961年3月4日国务院公布为第一批重点文物保护单位之一。
安西国家级自然保护区资源博览中心位于安西县瓜州大道西侧的农业科技示范园区，是集保护区动植物资源、矿产资源、观赏资源、文物资源、实验室、信息室、多媒体电教室、保护区建设成就等为展示内容的综合性展览中心。
动物展厅分为南展厅和北展厅两个展厅，共展出动物157种。其中南展厅是小型动物展厅，展出动物有金雕、黑鹳、大鵟、小鸨、胡兀鹫、大白鹭、大天鹅等种；北展厅是大型动物展厅，展出动物有双峰驼、野牦牛、野马、野驴、盘羊、北山羊、岩羊、雪豹、金雕等种。
锁阳城又名苦峪城，位于安西县城东南76.5千米，桥子乡正南9.5千米。全国重点保护文物单位。
锁阳城其历史地位十分重要，同时也是中国发现的保存完整的一座唐代古城。文物内涵相当丰富。
位于桥子乡东南28千米长子山北麓干河谷，全国重点文物保护单位。当地人为区别于敦煌西千佛洞地理位置，故历代惯称“东千佛洞”；又因7窟前室东、西壁彩绘西夏壁画接引佛各一铺，故又称“接引寺”。是西夏和西夏以后开凿的佛教石窟寺，洞窟开凿于河床东西两侧的山壁上，山壁高35米到55米，为夹砂岩石结构。洞窟多是单独开凿，没有串洞。现存洞窟23窟，而留有壁画塑像的仅有9窟。以壁画艺术风格和题记判断：西夏5窟、元代1窟、清代3窟。其文化源流与莫高窟、榆林窟一脉相承。犹以内容丰富、技艺精湛的西夏窟见长，其密宗佛教壁画可弥补莫高、榆林窟之不足，是研究西夏民族文化和民族建筑的珍品。
由于祁连山隆起的过程中留下无数岛地层断裂沟槽，雪水融化后，沿着沟槽潜流地下，到山北麓低地涌上地面，形成片片绿洲。安西原始先民们便依靠这片片绿洲、繁衍生息，发展农牧业，创造了灿烂的史前文化，直延续到现代。由于地质历史作用、人为作用，在安西地面上遗留了大片风蚀黄土台地，荒漠戈壁沙丘片片绿洲，形成了独特的自然地理景观。
布隆吉乡北疏勒河北岸至国道312线北山丘东西长4.8千米，南北宽800米--1000米地带内，为第四纪全新世黄土沉积带，厚6.50米—14.50米。高大的土丘峰林可以分为上、下两个部分。上部土丘体颜色发红，颗粒较粗，比较疏松，手感沙性明显，有滑感，而基座组成物较细腻，丘体有圆形孔洞及植物根系等特点，是由遭受破坏的红柳沙丘所组成。这一雅丹地貌的形成，包含了一个在风力作用下的红柳沙丘形成、演化和消亡过程。
这一地区，第四纪冰河时期，古冥水夹带大量泥沙向西北顺坡而下流经此地，地势低平，水流缓慢，泥沙沉积成湖泽地层。此地雅丹地貌和其他各地略有不同，有流水的作用，水流依附于风力吹蚀，增强和加速地表的沙漠化过程，一次暴雨、雪形成地表径流，刻蚀地表，造成明显的沟谷系统，整个外貌极似凝固的海洋波浪，“波浪线”南北纵走，波浪呈不对称状，陡坡朝着东方，缓坡斜向西边，又似流水下的涟痕，“波浪线”两面的斜坡不是平坦的，同样经过风力的吹蚀，但分割较浅，沟槽没有南北方向深大，东西向条状排列的地面形态仍然非常明显。这里的风蚀过程进行的较和缓。
保护区属于温带和暖温带的过渡带，因此荒漠类型多样，极旱荒漠，典型荒漠，草原化荒漠的植被类型都有一定面积的分布。其中：泡泡刺荒漠、红砂荒漠、黑柴荒漠及珍珠猪毛菜荒漠为中亚荒漠有代表性和典型的植被类型，应作为主要保护对象。植物区系的主要成份是亚洲中部成份，属亚洲中部特有种植物泡泡刺、膜果麻黄、蒙古沙拐枣、珍珠猪毛菜、白沙蒿、黑柴、花棒、霸王、裸果木、短叶假木贼等达20多种。其中裸果木、霸王、膜果麻黄、泡泡刺、又属第三纪孑遗物种，裸果木还是国家Ⅰ类保护植物，另外还有梭梭、胡杨等国家Ⅱ类保护植物，这些特有和濒危的植物种类具有重要的保护价值和科学研究价值。
保护区内不仅有广阔的戈壁荒漠草场，也有水草丰美的低平地草甸草场，蕴藏着大量的矿产资源和众多的古文化遗产，全国知名的石窟——榆林窟，与敦煌莫高窟一脉相承，国家级重点保护单位唐代古城——锁阳城，是中国发现的保存较为完整的唐古城，奇特的雅丹地貌为保护区造就了一片亮丽的风景线。保护荒漠生态系统、野生动植物物种及其繁衍地、栖息地、文物古迹及自然遗迹是保护区义不容辞的职责。该保护区的建立对极旱荒漠地区生物多样性的保护、研究及合理利用具有重要价值。