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  遠古時期,神農架為汪洋大海,經燕山與喜馬拉雅山運動逐漸抬升為多級臺地。神農架一帶千百年來群峰相鎖、亙古洪荒、原始封閉、人跡罕至,因此留下了不少自然之謎,並流傳了“野人”、“怪獸”之說。神農架谷深林密,多雄關險隘,一直是兵家屯兵踞守之處,而清朝初年的劉體純、李來亨軍隊、乾隆、嘉慶年間的白蓮教軍隊、同治年間的太平天國軍隊、光緒年間的紅帶會抗清組織都曾在神農架駐紮。第一次國共內戰時,中國共產黨開闢了巴興歸和鄂西北革命根據地,並建立了紅花、古水兩區及23個鄉的蘇維埃政府。中國抗日戰爭時,神農架人民為同盟國陣營修馬路、背軍糧、運彈藥。1949年2月,神農架正式由中國共產黨控制。  中華人民共和國建立初期,神農架在南山地區自皇界以北屬鄖陽地區房縣轄地。在皇界以南,包括新華、老君山至木魚坪、紅花一帶屬宜昌地區興山縣轄地,其中新華屬於興山縣古夫區。自皇界以西,自巴東垃、猴子石以南的下谷坪鄉屬恩施地區巴東縣轄地。湖北省林業廳、木材公司在1956年組成了勘測隊,對神農架進行了勘測,而中央林業部在兩年後也對神農架進行了空中航測。1959年,湖北省林業廳組織人員進行地面驗證,並制定《神農架林區開發總方案》及《神農架林區初步開發方案》。1960年,組建了開發神農架巴東、房縣兩個森林工業局,後來由於國家經濟困難而下馬。1962年,中共湖北省委決定開發工作重新上馬,併成立了湖北省開發神農架林區興山、房縣指揮部,調集6000餘人築路。1966年10月,全長198公里的主幹線路貫通。  1969年6月30日,湖北省革命委員會批准成立神農架林區革命委員會。1970年5月28日,中華人民共和國國務院下達《國務院關於湖北神農架林區行政區劃問題的批覆》,同意將神農架林區劃定為相當縣一級行政區。同年8月12日,湖北省革命委員會《關於神農架林區行政區劃的通知》明確神農架林區暫屬省革委會領導。神農架林區當時實行「以林為主,林農牧相結合、綜合利用、全面發展」的方針。翌年1月30日,湖北省革命委員會決定神農架林區從當年2月1日起隸屬宜昌地區革委會領導。1972年3月29日,中共湖北省委決定神農架林區由宜昌地區領導改為省直接領導。1976年5月14日,中共湖北省委批准神農架林區黨政關係由省直接領導改屬鄖陽地委、地區革委會領導。  1980年11月10日,湖北省人民政府以鄂政文〔1980〕110號批覆,成立神農架林區人民政府,撤銷神農架林區革命委員會。1982年,中共湖北省委與湖北省人民政府決定以神農頂主峰為中心,劃出一定範圍設立省級自然保護區。1983年8月19日,國務院下達《國務院關於湖北省地市行政體制改革方案的批覆》,同意原屬鄖陽地區的神農架林區改由省直接領導。1985年,自然保護區由省級升格為國家級。1990年12月17日,自然保護區獲聯合國教育、科學及文化組織批准加入世界生物圈保護區網路。2016年5月14日,自然保護區正式升格為湖北神農架國家公園,成為中華人民共和國國家公園之一。同年7月17日,神農架正式列入世界自然遺產名錄,成為中華人民共和國第50項世界遺產及湖北省第4項世界遺產,也成為中華人民共和國首個同時獲得聯合國教育、科學及文化組織世界生物圈保護區網路、世界地質公園網路、世界遺產三大保護制度共同錄入的保護區、地質遺蹟和遺產地。2018年8月7日,湖北省人民政府釋出《省人民政府關於批准紅安縣等3縣(林區)退出貧困縣的通知》,宣佈神農架林區已經通過國家專項評估檢查,達到貧困縣退出條件,並批准其退出國家級貧困縣。

  神農架林區位於湖北省西北部,在十堰市以南。西與重慶市巫山縣、巫溪縣相鄰,北接竹山縣、房縣,東連保康縣,南瀕興山縣、巴東縣。地理座標跨北緯31°15'至31°57',東經109°56'至110°58',距湖北省省會武漢市分別為694公里(從十堰市方向)、712公里(從興山縣方向)、611公里(從保康縣方向),距十堰市215公里。湖北省統計局於2019年出版的《2017年神農架林區統計年鑑》顯示神農架林區的總面積為3232.77平方公里。  神農架林區全境平均海拔在1700米以上。有“華中第一峰”之稱的神農頂是神農架林區,以至湖北省的陸地最高點,海拔3106.2米,而下谷坪石柱河則是神農架林區的陸地最低點,海拔398米。神農架林區內的山有6座在海拔3000米以上,有20座在海拔2500米至2900米。神農架林區境內的大巴山脈(神農架山脈)自西向東橫貫傾斜。  神農架林區的地質構造為揚子準地臺大巴山——大洪山分割槽,區內地層出露較全,除上志留統一石炭系外,元古界至第四系多有分佈,尤其以上前寒武系及下古生界地層最為發育。區內出露最老的地層為神農架群,屬中元古界,主要出露在中部及中南部。神農架林區內的土壤共有9個土類、27個亞類、42個土屬、111個土種,其中以黃棕壤、棕壤與石灰土較多,分別佔區內土地的28.4%、22.5%及20.3%,其他的土壤則有暗棕壤、紫色土、潮土、草甸土、沼澤土與水稻土。  神農架林區屬於中緯度北亞熱帶季風區,受其環流控制,當地氣溫偏涼且多雨。當地海拔每上升100米,季節即相差3日到4日,並構成低山、中山、亞高山3個氣候帶,立體小氣候明顯。神農架林區山體高大,相對高差大,氣候垂直分帶明顯。海拔每上升100米,南坡的氣溫即遞減0.54°C。神農架林區的四季氣候以夏季的區別最大,而冬季的區別則最小。神農架林區的氣溫由東向西逐漸降低,而由於受到山脈的影響,溫度呈馬鞍形。神農架林區的氣溫普遍為1月最低,7月最高。  神農架林區山勢高峻,其水系發育呈樹枝狀,是湖北省境內長江和漢水的第一級分水嶺。神農架林區境內的河流分屬香溪河、沿渡河、南河、堵河4個水系,其中前兩者為長江支流,而後兩者為漢水支流,4個水系共分出14道河流。神農架林區境內亦有泉、瀑共9個。神農架林區的河流面積達16.39平方公里,湖庫面積達10.83平方公里,水資源總量達35.68億立方米。  神農架林區年輻射103.7千卡/平方米,其中輻射值最高的月份為5月至8月,該等月份輻射值之和佔全年的46.4%。神農架林區年日照時數為約1858.3小時,其中5月至8月的日照時數佔全年總日照時數的43.2%。神農架林區各地的日照時數及總輻射量會隨著海拔的增高而減少。神農架林區的平均年降水量在800毫米至2500毫米之間,而其降水量空間分佈懸殊極大,大致趨勢為由南向北減少、由山下向山上增多。神農架林區各地降水量的季節分配受季風氣候影響,具有冬少夏多、春秋介乎其間的特點。

  2017年,神農架林區一帶林木蓄積達2538.5萬立方米,森林覆蓋率達91.1%。神農架林區擁有苔蘚植物216種、蕨類植物309種、裸子植物30種、被子植物3345種。境內的國家重點保護植物有26種,包括有被稱為“中國鴿子樹”的珙桐、光葉珙桐、連香樹、水青樹、香果、秦嶺冷杉等,而境內也有新品種保護植物52種。境內亦有珍稀植物頭頂一顆珠、江邊一碗水、七葉一枝花、文王一支筆等。  神農架林區內有高等動物兩棲類36種、爬行類50種、哺乳類85種、魚類47種、鳥類374種、昆蟲類4322種,並有已發現被命名的低等動物至少數百種。神農架林區境內的國家重點保護野生動物共有87種,其中一級保護動物有金絲猴、華南虎、金錢豹等,二級保護動物有湖北毛冠鹿、林麝、獼猴等。此外,境內的白熊、白獐、白麂、白蛇等白化動物被列為受保護珍稀動物。神農架林區也因此被稱為嵌在鄂西北的“綠寶石”。  神農架林區礦藏有磷、矽、鐵、銅等30多種,2017年生產磷礦石145.6萬噸。

  現任中國共產黨神農架林區委員會書記為周森鋒,於2013年5月29日上任。擁有清華大學碩士學歷的周森鋒在2011年5月擔任湖北省神農架林區代理區長,正式涉足神農架林區區務。此前,他曾在2009年以29歲之齡任宜城市市長,並被稱為“史上最年輕市長”。  神農架林區革命委員會於1969年6月30日成立,而神農架林區的縣級行政區地位則於1970年5月28日確定,當時神農架林區實行政企合一體制。1980年11月10日,神農架林區人民政府成立,並取代原有的神農架林區革命委員會。現任神農架林區人民政府區長為劉啟俊,於2018年1月6日當選並上任。  現任神農架林區人民代表大會常務委員會主任為謝登峰,於2020年1月12日上任,此前他是中國人民政治協商會議神農架林區委員會主席。由於謝登峰在上任神農架林區人民代表大會常務委員會主任後不再兼任中國人民政治協商會議神農架林區委員會主席,中國人民政治協商會議神農架林區委員會主席一職自他上任神農架林區人民代表大會常務委員會主任後懸空。

  2017年,神農架林區下轄6個鎮、2個鄉(包括1個民族鄉),共8個鄉級行政區,其中神農架林區人民政府的駐地松柏鎮是神農架林區的政治、經濟、文化中心,有「林海石城」之稱,設沿河路、常青路、環山路、青楊街、中心街和連峰街6條街道。神農架林區亦下轄一個國家公園管理局與一個林業管理局。2017年,神農架林區共有人口78908人,其中人口最多的鄉鎮為松柏鎮,有29860人,而人口最少的鄉鎮為新華鎮,有3826人。神農架林區當年的人口密度為24.4人/平方公里。

  2017年,神農架林區國內生產總值為25.5108億元,第一、二、三產業的產值分別為2.3192億元、9.0294億元、14.1622億元,三次產業結構比為9.1:35.4:55.5,可見全區經濟偏重第三產業。人均生產總值33196元。全區有職工11759人,職工年平均工資44225元。城鎮居民人均可支配收入25767元,農村居民人均可支配收入9205元。2017年全區固定資產投資40.507億元。全年地方一般公共預算收入4.6294億元,人均6024元;地方一般公共預算支出19.7606億元。地方財政總收入6.9237億元。  2017年,神農架林區糧食、油料、蔬菜及肉類等主要農產品產量分別為260.2公斤、5.9公斤、437.1公斤及74.0公斤,而當年的農、林、牧、漁業總產值達4.4345億元。神農架林區在2017年的工業總產值達7.25億元,其中輕工業有1.9571億元,而重工業則有5.2929億元。神農架林區在2017年的發電量達55652萬千瓦時,磷礦石產量達145.6萬噸,白酒產量達86.34萬升。  神農架林區內的第三產業主要為交通運輸和郵電通訊業、民營經濟、國內外貿易和旅遊業。神農架林區在2017年的郵電業務總量達6829萬元。神農架林區在2017年共有1359戶民營企業,其中獨資企業有75戶,合夥企業有53戶,有限責任公司則有1231戶。神農架林區在2017年的社會消費品零售總額達16.6251億元,而當年的外貿出口總額則有18萬美元。神農架林區在2017年接待的旅客人數達1321.5萬人次,而區內旅遊經濟總收入則有47.5739億元。

  神農架林區內在2017年共有名勝風景區6個(國家公園、省旅遊度假區、國家5A級旅遊景區、國家地質公園、國家森林公園、國家溼地公園各1個)、主要景區13個、共提供2847張床位的星級賓館飯店12個、旅行社23個。神農架林區在2017年接待的旅客人數達1321.5萬人次,而區內旅遊經濟總收入則有47.5739億元。境內的湖北神農架國家公園於2016年5月14日正式由自然保護區升格,而神農架則在同年7月17日正式列入世界自然遺產名錄,成為中華人民共和國第50項世界遺產及湖北省第4項世界遺產,也成為中華人民共和國首個同時獲得聯合國教育、科學及文化組織世界生物圈保護區網路、世界地質公園網路、世界遺產三大保護制度共同錄入的保護區、地質遺蹟和遺產地。
神農架林區是中華人民共和國湖北省的省直轄縣級行政區,也是中華人民共和國境內唯一作為縣級行政區的林區。神農架位於湖北省西北方與重慶市的交界,鄰近十堰市。神農架林區全區面積3232.77平方公里,2017年共有人口78908人。神農架林區原為國家級貧困縣,於2018年8月7日正式脫離國家級貧困縣序列。