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有了刘焉的帮助，内部的安宁就有了足够的保障，刘范就能把主要精力从维护内部团结上，放在制定西域开发计划上。刘范来自后世，而后世的天朝曾经在新疆地区进行了完整系统的开发，同时还对处于沙漠地带的新疆进行了有限的治沙工程。
刘范认为，开发西域，必须要开垦广阔的耕地，这样才能养活数百万的人口。而要开垦耕地，就必须有足够灌溉水源，要想拥有灌溉水源，必须要大兴水利，还要维持水源，更要防沙治沙。
刘范在上次西域之战时，主要的进军路线就少不了路过塔里木河和吐鲁番盆地。在进军途中，刘范也曾抽出一些空闲时间去视察塔里木河和吐鲁番盆地。后来，西域之战以刘范完胜，三国联军的惨败为结果完美收官。刘范在回军途中，又视察过了一遍地表有水的地区。
两次视察得出来的结果是，刘范发现，西域现在的生态环境仍然十分完整未曾遭到过严重的破坏。如罗布泊在后世已经干涸，天朝为了维持罗布泊的生态平衡，不得不耗资无数去抽调别的地区的水，注入干涸的罗布泊的湖床。但现在，罗布泊仍然是一个超级大的湖泊，湖水的面积不亚于青海湖。湖中全是水鸟，湖水里满是鱼类，而且罗布泊还能够灌溉周围的农田，实乃西域不可多得的珍宝。而且，后世的塔里木河是断流河，在特定的时间会断流，就是因为后世塔里木河流域的树木被砍伐严重，造成生态破坏，水土流失。
而现在，塔里木河不是断流河，河水十分充沛。后世的新疆，绿洲面积不足百分之五，而现在的西域，绿洲面积还超过了西域总面积的百分之二十以上。绿洲主要分布在塔里木河流域，以及昆仑山和天山下。
西域有这么好的基础，让刘范庆幸不已。因为西域的绿洲有百分之七十都分布在昆州，所以，刘范计划把流民中的四百万人口迁徙到昆州居住。安置流民的郡县，主要是塔里木河流域内的郡。除了尉头郡和疏勒郡外的六个郡，都有塔里木河流经。
而天州的情况比昆州要稍微差一点，境内仅有占总绿洲面积百分之三十左右的绿洲，主要分布在天山脚下和伊犁河流域。昆州的绿洲主要依靠塔里木河，而天州的绿洲主要依靠天山冰雪融水和伊犁河灌溉。故而，除了昆州四百万人口外的另一两百万人口，主要就分布在天州的南部和西北部。因为天州的南部诸郡，便是在天山山脉上；其西北部则是富饶的伊犁河流域。
昆州可供开垦的面积，也就是绿洲面积，比天州的多得多。但天州也不是没有昆州所缺乏的资源，那就是天然的牧场。天州占据着天山山脉，天山上有一个肥沃的草原，巴音布鲁克草原；天州还有伊犁郡，伊犁河流域又是一大片丰饶的草原。加上天州的阗池郡，阗池周围到赤谷城，又是一小块草原。三地都是适合放牧的得天独厚的牧场，其肥沃程度，不亚于后世天朝主要产马地的三河地区。
刘范计划，将西域大部分的农耕业安排在昆州八郡，以及天州的车师郡、焉耆郡、和高昌郡。这十一个郡，拥有西域二州百分之九十以上的绿洲，有天山和昆仑山的冰雪融水，以及塔里木河及其支流流经，土壤稍显肥沃一些。
将西域大部分的牧业安排在天州的五个郡，也就是龟兹郡、温宿郡、阗池郡、福海郡、伊犁郡。这五个郡，集中了西域二州百分之九十的草原。其中的伊犁郡，不仅可以开展牧业，还可以大规模地开垦耕地，进行农耕。
由于刘范将十五万匹劣马和超过一百万头以上的牛羊，还留在巴音布鲁克草原和伊犁草原，招募了一些西域当地人负责放牧。而治理西域，就必须使用由卢植和田丰提出的屯田制。所以，刘范计划，将军屯制和那十五万匹劣马结合起来。参与军屯的屯田军，可以使用那十五万匹劣马，不仅可以用之耕耘土地，屯田军还可以在农闲时用之进行骑兵的训练。毕竟，老是让西域人这些外人掌管至关重要的马匹，刘范总是安不下心来。马匹这等重要的战略资源，还是交给自己人最好。
由于主要的农耕业主要安排在绿洲里，刘范在计划上的第一点，就是要保护西域的林木。刘范下令，不准在西域砍伐一草一木，特别是塔里木河流域内，砍伐林木被列为杀头的重罪。林木的维持，可以抵御凶狠的沙漠化，更能保护塔里木河，使之不会断流，可以给耕地提供灌溉水源。
第二点，使用以工代赈法，安排流民在塔里木河流域内种植林木，主要种植胡杨和小白杨。胡杨树种就在胡杨林里寻找，白杨树种则从东州采购。
第三点，统筹流民在刘范规划的开展农耕的郡县，大规模地开垦耕地。为了保护生态，刘范规定，每开垦一亩耕地，就必须种植三株树木。以每二十亩耕地为一单元，四边都要用树木环绕起来。
第四点，组织流民兴修水利。水利工程的建设，主要集中在塔里木河流域、昆仑山下、天山下，内容主要是疏浚河道、构筑护河堤坝、建设灌溉水渠通向耕地、在水渠两岸种植林木、修渠引导天山和昆仑山的冰雪融水灌溉耕地等。
第五点，在新开垦的耕地以及灌溉水源周围，挖掘坎儿井。坎儿井是后世在西北地区，保护水源的重要手段，能够保护地下水过多地被蒸发点。刘范还规定，第四点中的修建水渠，必须用坎儿井的形式建设。有了坎儿井，宝贵的水源就能留在地下，而非在地面上被骄阳蒸发掉。当灌溉耕地时，人们只需要从坎儿井中引出水来，导入耕地中即可。