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上世纪九十年代，青海高原上的玛治县高度依赖农牧业，一度深陷贫困，其周边的无人区博拉木拉富含矿产和野生动物资源，大量的盗猎盗采分子为牟取暴利滥采滥杀。玛治县副县长多杰（胡歌 饰）在县长林培生（李光洁 饰）的支持下成立了巡山队，起初是为脱贫在无人区探矿，眼见藏羚羊被屠杀的惨状后，多杰将一切都倾注在环保上。而巡山队里的青年女警白菊（杨紫 饰）成了多杰命定的变数，她是援藏医生张勤勤（梅婷 饰）收养的遗孤，是白家敢闯敢拼的小女儿。白菊在亲临无人区之后迅速成长，与巡山队队员们成了莫逆之交，与报社记者邵云飞（张哲华 饰）相爱，众志成城以建立自然保护区，却在功成前夕经历了领袖多杰的失踪和巡山队的解散。十多年过去，博拉木拉重获宁静，煤矿盗采问题却让开发和环保的天平再次失衡，白菊与昔日爱人、旧友和手足家人重聚首，在新时代的环保路上一并追查着多杰失踪的真相，最终还英雄以清...
多杰睡不着，同样没睡的白菊起来跟他聊天。多杰做了一个梦，梦见卓玛，关于博拉木拉可以采矿的消息是卓玛用生命换来的，或许卓玛不理解。同样都是在这块土地上生活了许久的人，对于博拉木拉的观念却截然不同。白菊说她为他们现在在做的事情骄傲，也为多杰骄傲。白菊现在的所作所为越来越像一个队长了，老韩也这么说，但老韩只会说白菊像一个副队长，因为队长始终是多杰。
县委领导班子就提交开发区报告还是保护区报告给市里开会议讨论，林培生的两个提议都被多杰否决。多杰认为保护和开发不能共存，如果选择开发，能不能做到适度开采尚且另说，以玛治县现有的技术和人才，又何以能做到科学、细致开采？博拉木拉就是一座宝库，一旦打开这座宝库的大门，利润达到百分之三百，资本就敢犯任何罪行，践踏一切法律，甚至敢冒着被绞死的风险。
在林培生的建议下，领导班子们进行民主投票，其中有四票赞成递交开发区报告，同样也有四票赞成递交保护区报告。令人诧异的是，保护区虽是多杰提出的，但他却选择弃权，因为他知道林培生为了这个开发区报告努力了整整三年，他们在座几个人不能做这么重大的决定。这趟多杰去北京，除了去学校演讲，还会拜访林业部和地质部等相关领导，请他们来进行细致的考察和评估。
很快，白菊送多杰和邵云飞上飞机。在多杰在学校里演讲的期间，玛治县陈书记收到一封市里转来的人民来信，那是一封举报巡山队的信。县委开会后，公安局局长史隆立刻带人去美僧，以巡山队涉嫌贩卖野生动物制品、非法买卖枪支弹药的罪名，把所有人带回局里接受调查。白菊对此事不知情，她说巡山队不可能做这样的事，但除了她，其他三人都知情，并如实交代一共卖了三次皮子。
邵云飞接到电话，得知巡山队出事了，他立刻将这件事告诉多杰。多杰直接结束北京之行，赶回青海，可在开车回玛治的路上，多杰离奇失踪。等白菊出来，看到的只是邵云飞一个人，从他口中得知，多杰失踪了，县里有人传谣说多杰畏罪潜逃。白菊不相信，跑去办公室找林培生。可林培生说巡山队的困难是事实，但贩卖藏羚羊皮和违法购买枪支弹药也是事实，他着实帮不了白菊。
经研究讨论，白菊被予以党内警告处分。多杰去向不明，才仁和扎西伤心欲绝。林培生建议把开发区和保护区两份报告一起上交市里，陈书记也同意两份一起交。白菊把那本《围城》还给邵云飞，躲在角落里不让邵云飞看到她。直至上车，邵云飞也没能再看见白菊。多杰失踪，巡山队没了，白菊知道邵云飞没有再回玛治县的必要，至于两人之间的感情，就这么顺其自然地结束吧。