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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...
解救二愣子记者邵云飞后，巡山队带着抓回来的那些人离开装车点，但不是回县城。白菊说，带邵云飞去见识一下真正的博拉木拉无人区。途中遇上陷车，所有人出力，通力合作终于将车救出。邵云飞用摄像机记录下这一切，后在车上采访，得知巡山队进山是防二盗，其一是制止盗杀藏羚羊，其二就是制止盗采淘沙采金。在博拉木拉，曾经有二十万只藏羚羊，如今被盗杀得只剩下不足三万只。
多杰告诉邵云飞，盗猎者会将皮子运到境外，境外的人将其制成披肩，叫戒指披肩，卖出昂贵天价。随手巡山队前往白菊和冬智巴遭遇盗猎者的地点，发现正有人在埋皮子。这里没有枪手，巡山队将这些人控制住。这么多人带出去是个麻烦，多杰下令先对他们进行罚款。邵云飞从白菊口中得知，盗猎的打完羊，会把皮子埋在约定的地点。买主会雇人把羊皮挖出来再运到境外，借此躲过公安。
说完这些，白菊到另一边去解手，竟意外发现另一辆车。她来不及通知多杰等人，追着那辆车。而后多杰他们也发现了这辆车，几人鸣枪示警让对方停下。对方慌乱停车，持枪如同鼠窜，却被白菊堵住了去路。当白菊看到那人的年纪和眼睛，恍惚了一下。白菊愣神之际，对方准备朝她开枪，幸亏多杰先一步打中对方的手臂。多杰把白菊狠狠训斥了一顿，这里是无人区，持枪的都是亡命徒。
邵云飞问其中一个扒皮的人，当得知扒一只羊皮的价格是七块，他沉默了。多杰知道不能带着两卡车人跋涉十几天去探矿，决定明天返程回去。贺清源把多杰叫到一边，言明探矿任务还没结束，回去没法跟县里交代，多杰却说他心里有数。邵云飞很好奇，那些被抓的人没人看着，居然也不逃跑。多杰跟他解释，这里是无人区，那些人没有车也没有吃的，无法走出这里，只能跟着巡山队。
邵云飞这一趟，长了许多见识。此前他单纯地以为可以把藏羚羊圈养起来，就像熊猫那样，但多杰说藏羚羊只适合在高原地区生存，高山草本就是它们的食物。其他人吃饱了载歌载舞，白菊却笑不出来。贺清源看出了白菊不开心，晚上睡觉时跟她聊了几句，白菊也明白多杰骂得对。邵云飞脖子上带着羊骨头项链，贺清源一眼就看出来他戴的是藏羚羊骨，直接点破，邵云飞沉默无言。
邵云飞终于回到玛治县跟林培生报到，他倾向于报道无人区盗猎盗采的情况，但林培生却想让他报道经济开发。邵云飞也没有多讲，自己坐车去找巡山队。邵云飞自称是来加入巡山队的，他打电话说服了领导同意他留在这里。邵云飞身上没有钱，无法交伙食费和住宿费，只好干苦力抵债。邵云飞参考多杰给的笔记，发现上面的数字有些不对劲。