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董志塬为黄土原侵蚀地貌，海拔1200-1500米米，黄土层厚150-200米，其原面平坦，原边破碎，南北长87千米，东西宽36千米左右，面积约2260平方千米。有13条较大河沟呈辐辏状向塬心伸入，加之长期的风雨剥蚀，河流切割，形成原高谷深，沟壑纵横，分布有大小不等的原、梁、峁、崾岘与坪、川等多级阶状地貌。其中，大小沟壑占总面积的61%，荒坡又占沟壑面积57%。
董志塬早在20万年前后，就有人类活动。其古称“豳地”，商周时，不窑、公刘“教民稼穑”，成为周朝和华夏农耕文明的发祥地。《诗经》中《诗•豳风•七月》即是描述“豳地”周人劳作的场景。商周时期董志塬被称为“大原”（见于《诗经》），亦称“彭原”（因传说中的彭祖曾居于此）。春秋时为义渠国，唐宋明清时，因庆阳县当时称安化县而称“安化原”，另有“大回原”、“大昌原”等称。清代，此地已成为“四达通冲、贸易辐辏”的交通枢纽和商贸中心，至清同治时，左宗棠奏请析置董志分县，始称“董志塬”，沿用至今。“董志”一词史册见于宋代，为铭碑。董志塬作为一个完整的地理概念，是在1949年后才逐步形成的。
董志塬自古就是南北交通要冲和军事重镇，“控扼萧关”，“襟带秦岭”。西汉文帝十四年（前166年）前后，曾在此数次击退匈奴。唐高祖武德五年（622年），李世民败突厥于此，将战俘安插在边境定居，扩大农垦区域。后世，肃宗亦曾驻此重整军事，率师一举南下剿平“安史之乱”。其北端驿马镇，为唐代驿站，地势险要，曾设驿马关，据载，唐代郭子仪、明代徐达都曾在此屯兵。其腹地肖金镇，属三县交界的咽喉要冲，古有“鸡鸣三县”之说。
中国的黄土沉积与“深海沉积物”、“极地冰芯”被视作记录地球环境变化的三大“天书”。大约在1.9亿年前后，陇东地区还是大湖及其沉积。在距今250万年的新生代第四纪，这里形成盆地（陕甘宁盆地）。此后，青藏高原隆起，阻挡印度洋暖流北上，北方变得干冷，凛烈的西北风将蒙古高原的砂土裹挟南下，漂落于陕甘晋宁，经数十万年的沉积变化，形成如今黄土高原的大概地貌。
黄土，绵软疏松，易于耕种；黄土，性暖保温，易于地气上升。这为农业生产提供了得天独厚的条件。农业经济具有很强的自给性，依附土地，简单的再生产，即可取得一定的温饱。鉴于此，尽管历史上董志塬汉羌杂处，战乱频仍，徭役繁复，先民们仍将其农耕传统延续至今。这里盛产小麦、玉米、高粱、糜谷、豆类和油料等，被誉为“陇东粮仓”，古有“八百里秦川，不如董志原边”之说。