生物多样性（生态系统、物种、遗传基因多样性）丰富，拥有该生态地理区40%及以上的物种数，能维持种群生存繁衍、生态功能稳定和生态系统健康。

根据多次调查和综合统计分析，南山国家公园范围内共有维管束植物227科995属2835种(含变种、变型等种以下单位及栽培植物，下同)，其中蕨类植物44科117属477种，种子植物183科878属2358种(裸子植物8科17属23种，被子植物175科861属2333种)，包含中国特有种786种，湖南特有种22种，最新一次考察中发现2个新种，均以南山命名。

南山国家公园位于越城岭北坡、雪峰山脉最南端区域，是我国植物区系的华中、华南、华东、西南(滇、黔、桂)四大区系的交叉"十字路口"，系华南—南岭植物区系、华中植物区系、华东植物区系及滇黔桂植物区系的交汇与过渡地带，但基本性质仍属南岭山地区系区域。较多的植物种类 为华中特有、华中至华南分布、华中至华东分布、华中至西南分布，植物区系古老性及过渡性明显，对于研究我国南部古代植物区系的发生和演变，以及古气候、古地理、冰川学等方面具有重要科学意义，如第四纪冰期遗残遗的"活化石"植物—资源冷杉就是研究我国植物区系学、植被地理学等方面很好的例证。

南山国家公园内分布有多种珍稀濒危的保护植物， 是我国资源冷杉的模式产地，属国家Ⅰ级保护植物的有资源冷杉、南方红豆杉、伯乐树、银杉4种；Ⅱ级保护植物有金毛狗、小黑裟椤、华南五针松、篦子三尖杉、半枫荷、翅荚木、红椿、伞花木、闽楠、野大豆、花榈木、金养麦等22种。另有列入国际贸易公约保护植物名录CITES附录Ⅱ中的兰科植物40余种，还分布有铁杉、长苞铁杉、湖南参、沉水樟、钩栲、金叶含笑等多种湖南省地方重点保护野生植物。

南山国家公园内拥有野生脊椎动物384种（鱼类58种、两栖类31种、爬行类49种、鸟类197种、哺乳类49种）

南山国家公园有哺乳动物49种，隶7目，21科，26属。哺乳动物的物种数、目数和科数，分别占湖南省已发现的动物的16.4%、77.8%和67.9%。与全国的统计数相比，其物种数、目数和科数分别为5.9%、50%和38%。南山国家公园哺乳动物中有国家Ⅰ级保护动物2种，Ⅱ级保护物种4种，有国家"三有"保护物种15种、国家濒危物种7种、国际贸易公约保护物种8种，以及湖南省地方重点保护野生动物24种，其数量占湖南省地方保护物种数量的70.6%。

南山国家公园的鱼类，目前共发现33种，隶属3目10科26属。鱼类资源无论物种数还是目数、科数，在全省均占较大的比例，其物种数、目数和科数分别占湖南省鱼类的16.09%、27.27%、43.48%。与全国相比，南山国家公园的鱼类物种数、目数和科数分别占1.00%、10.71%、4.13%。南山国家公园山高谷深，溪流湍急，鱼类群落主要由小型鱼类构成。作为山溪鱼类，南山国家公园的鱼类物种能够在全省及全国占有如此高的比例，说明该地域的环境优越、物种多样，具有较高的保护价值。南山国家公园鱼类具有较高的珍稀性。33种鱼类中，有20种是中国特有种类，占该地区鱼类物种总数的60.60%。另有1种列入《中国物种红色名录》指定的易危级别的保护物种（表）。

南山国家公园近期共记录两栖动物29种，加上历史记录2种，公园范围内共分布有两栖动物31种，隶属于2目8科。两栖动物中有较多数量的珍稀濒危物种，其中大鲵和虎纹蛙属于国家二级保护物种，国际贸易公约指定的保护物种2种；被IUCN列为易危级别（VU）的物种有5种，占公园两栖动物物种数的16.1%；被IUCN列为近危级别（NT）的物种有4种，占整个公园两栖种数的12.9%。国家林业局2000年8月颁发的7号令中规定了291种两栖动物是有益的或者有重要经济、科学研究价值的国家保护物种。南山国家公园所有的物种全部是该文献中的保护物种，占整个园区两栖种数的100%。湖南省政府颁发的湖南省地方重点保护的野生两栖动物名录指定了57种是保护对象，南山国家公园有26种两栖动物均属于该范围，占园区两栖种数的83.9%。另外，公园内有17种我国特有的两栖动物，其数量占当地两栖动物数量的54.8%。近期发现的舜皇角蟾在本区内广泛分布。另外还发现一种独特的角蟾，仅发现于南山，一旦收集到尚欠缺的材料后，将作为新种向世人公布。不难看出，南山国家公园的两栖动物中珍稀濒危物种比例较高，具有较高的保护价值。 南山国家公园范围内记录到了24种爬行动物，结合历史资料，该区域共有爬行动物46种，隶属于3目9科，占湖南省已知爬行动物的47.92%。已记录的46种爬行动物，均属"国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物"。其中：黑带腹链蛇为湖南省蛇类一新记录；平胸龟、乌龟、滑鼠蛇、舟山眼镜蛇被列入《濒危野生动植物种国际贸易公约》附录Ⅱ；列入《中国濒危动物红皮书》的有12种，濒危等级为濒危的有4种，即平胸龟、灰鼠蛇、滑鼠蛇、尖吻蝮；为易危的有8种，即鳖、王锦蛇、灰腹绿锦蛇、玉斑锦蛇、黑眉锦蛇、银环蛇、舟山眼镜蛇、短尾蝮。依赖保护和需予关注的有乌龟和乌梢蛇。此外，石龙子、蓝尾石龙子、北草蜥、颈棱蛇、饰纹小头蛇、山溪后棱蛇、环纹华游蛇、绣链腹链蛇等8种为中国特有种。

南山国家公园目前已知有鸟类动物197种，隶属16目、48科。统计得知，南山国家公园鸟类的种数、目数和科数分别为湖南省的42.41%、84.21%、66.19%，为中国已知数量的14.27%、66.66%、46.53%。南山国家公园鸟类资源丰富，其多样性明显高于周边地区，这与当地的生态环境和丰富的小生境有着必然联系，因此，南山国家公园具有较高的保护价值。特别值得一提的是，南山国家公园物种数量的密度明显高于湖南省平均水平，从统计数据不难看出，南山公园平均每平方公里有32种鸟，而湖南省仅21种，足足多出了11种鸟，说明南山国家公园鸟类资源丰富，具有很高的保护和观赏价值。2002年湖南省人民政府颁布了湖南省地方重点保护野生动物名录，该名录中含有鸟类15目34科144种。南山国家公园发现的197种鸟类中有90种属于湖南省地方重点保护动物，其数量占湖南省地方保护物种数量的61.8%。

南山国家公园是湖南省省鸟红嘴相思鸟的集中分布区域，也是红嘴相思鸟重要的繁殖基地，红嘴相思鸟在南山国家公园分布广，数量大，密度达到 620.9只/平方千米，总数量在 10 万只以上。繁殖个体随处可见，形成了红嘴相思鸟的种群密集中心。南山国家公园也是云豹、林麝、白颈长尾雉等珍稀动物的重要分布区域和栖息地。

南山国家公园位于中亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线上，且为南北双向通道。南山国家公园的两江峡谷不仅在每年的9~10月，大批南下的候鸟蜂拥而至，而且在3~4月北上的鸟类也纷纷迁来。这种一条通道两季鸟迁的现象，在全国实不多见。

南山国家公园内主要有两个候鸟迁徙线路(鸟道)：第一个线路即白云湖—十万古田东线鸟道，是城步县城、白云湖、白毛坪乡、十万古田、广西资源线路；第二个线路即铺路水—南山西线鸟道(经过峡谷山坳)，是城步县城、两江峡谷、铺路水村、南山牧场、广西龙胜线路，属于东亚—澳大利西亚鸟类的重要迁徙路线上。每年有 5000 万只鸟类通过该路线迁徙，是鸟类种群数量最多的路线。该迁徙路线上有22个国家，由于人口众多和经济发展迅速，成为了全球最受胁的迁徙路线，50%的已知水鸟种群数量下降。南山国家公园所在的南岭山系是我国东西走向山脉的最南一座，如一条长龙横卧于华中腹地，迁徙鸟类须翻越南岭山系才能完成迁徙。南山国家公园东部二宝顶海拔2021米，西部南山顶 1941 米，在两山之间海拔较低的白云湖—十万古田、铺路水—南山两处峡谷山坳成为候鸟迁徙的最佳隘口。候鸟秋季由北往南迁徙，途经湖南的时间段集中在 9 月初至 11 月底；春季由南往北迁徙，主要集中在3月中旬至 5 月中旬。南山国家公园作为该鸟类迁徙路线的必经之地，对于保护全球候鸟具有极其重要的作用。南山国家公园位于中亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线上，且为南北双向通道。南山国家公园的两江峡谷不仅在每年的9~10月，大批南下的候鸟蜂拥而至，而且在3~4月北上的鸟类也纷纷迁来。这种一条通道两季鸟迁的现象，在全国实不多见。

南山国家公园内主要有两个候鸟迁徙线路(鸟道)：第一个线路即白云湖—十万古田东线鸟道，是城步县城、白云湖、白毛坪乡、十万古田、广西资源线路；第二个线路即铺路水—南山西线鸟道(经过峡谷山坳)，是城步县城、两江峡谷、铺路水村、南山牧场、广西龙胜线路，属于东亚—澳大利西亚鸟类的重要迁徙路线上。每年有 5000 万只鸟类通过该路线迁徙，是鸟类种群数量最多的路线。该迁徙路线上有22个国家，由于人口众多和经济发展迅速，成为了全球最受胁的迁徙路线，50%的已知水鸟种群数量下降。南山国家公园所在的南岭山系是我国东西走向山脉的最南一座，如一条长龙横卧于华中腹地，迁徙鸟类须翻越南岭山系才能完成迁徙。南山国家公园东部二宝顶海拔2021米，西部南山顶 1941 米，在两山之间海拔较低的白云湖—十万古田、铺路水—南山两处峡谷山坳成为候鸟迁徙的最佳隘口。候鸟秋季由北往南迁徙，途经湖南的时间段集中在 9 月初至 11 月底；春季由南往北迁徙，主要集中在3月中旬至 5 月中旬。南山国家公园作为该鸟类迁徙路线的必经之地，对于保护全球候鸟具有极其重要的作用。南山国家公园位于中亚-澳大利西亚候鸟迁徙路线上，且为南北双向通道。南山国家公园的两江峡谷不仅在每年的9~10月，大批南下的候鸟蜂拥而至，而且在3~4月北上的鸟类也纷纷迁来。这种一条通道两季鸟迁的现象，在全国实不多见。

南山国家公园内主要有两个候鸟迁徙线路(鸟道)：第一个线路即白云湖—十万古田东线鸟道，是城步县城、白云湖、白毛坪乡、十万古田、广西资源线路；第二个线路即铺路水—南山西线鸟道(经过峡谷山坳)，是城步县城、两江峡谷、铺路水村、南山牧场、广西龙胜线路，属于东亚—澳大利西亚鸟类的重要迁徙路线上。每年有 5000 万只鸟类通过该路线迁徙，是鸟类种群数量最多的路线。该迁徙路线上有22个国家，由于人口众多和经济发展迅速，成为了全球最受胁的迁徙路线，50%的已知水鸟种群数量下降。南山国家公园所在的南岭山系是我国东西走向山脉的最南一座，如一条长龙横卧于华中腹地，迁徙鸟类须翻越南岭山系才能完成迁徙。南山国家公园东部二宝顶海拔2021米，西部南山顶 1941 米，在两山之间海拔较低的白云湖—十万古田、铺路水—南山两处峡谷山坳成为候鸟迁徙的最佳隘口。候鸟秋季由北往南迁徙，途经湖南的时间段集中在 9 月初至 11 月底；春季由南往北迁徙，主要集中在3月中旬至 5 月中旬。南山国家公园作为该鸟类迁徙路线的必经之地，对于保护全球候鸟具有极其重要的作用。

生态是由水、土、大气、森林、草地、海洋、生物等多种要素形成的有机系统，它是人类赖以生存发展的物质基础。生态安全作为国家安全的重要组成部分，是一个国家赖以持续生存和健康发展的基本前提。 全国主体功能区规划明确了我国以"两屏三带"为主体的生态安全战略格局。这是指以青藏高原生态屏障、黄土高原川滇生态屏障、东北森林带、北方防沙带和南方丘陵土地带以及大江大河重要水系为骨架，以其他国家重点生态功能区为重要支撑，以点状分布的国家禁止开发区域为重要组成部分的生态安全战略格局。

青藏高原生态屏障重点保护好多样独特的生态系统，发挥涵养大江大河水源和调节气候的作用。黄土高原川滇生态屏障重点要加强水土流失防治和天然植被保护，发挥保障长江、黄河中下游地区生态安全的作用。东北森林带重点要保护好森林资源和生态多样性，发挥东北平原生态安全屏障的作用。北方防沙带重点要加强防护林建设、草原保护和防风固沙，对暂不具备治理条件的沙化土地实行封禁保护，发挥三北地区生态安全屏障作用。南方丘陵山地带重点加强植被修复和水土流失防治，发挥华南和西南地区生态安全屏障的作用。

南山国家公园位于南岭山脉的西段,地处我国南北纵向山脉(大兴安岭-燕山山脉-秦岭-巴山-武陵山脉-雪峰山脉)与东西横向山脉(青藏高原-云贵高原-南岭山脉-台湾山脉)交汇地带的东北部平原与西南部高原之间，位于地势交汇的"喇叭口"，是我国南北纵向山脉与东西横向山脉的交汇枢纽。构建"两屏三带"生态安全战略格局，对这些区域进行切实保护，使生态功能得到恢复和提升，对于保障国家生态安全，实现可持续发展具有重要战略意义。

泥炭藓沼泽是一种独特的湿地景观类型，多分布于北半球的温带到负极带地区，如阿拉斯加、加拿大和西伯利亚等地。在我国，泥炭藓沼泽主要发育在大、小兴安岭和长白山等地，在亚热带山地也有小面积零星分布。

泥炭藓沼泽湿地是重要的湿地碳汇。泥炭藓沼泽在长时期内以平均每年12~23g/m2的速度固定大气碳,通过长期的积累，泥炭藓沼泽储存了地球上约1/3的碳源。而泥炭藓属植物是泥炭藓沼泽所特有的分类群，其残体使泥炭藓沼泽创造出相当大的生物量。一年中泥炭藓(包括活体和死体)所固定的碳比全球所有的陆生植被所固定的碳还要多；在稳定的沼泽生态系统中，泥炭藓是泥炭积累的最重要植物。

泥炭藓沼泽湿地有强大的蓄积水源、净化水质的功能，是多种生物优良的生存之地，同时也是重要的储碳库，对研究湿地演化和全球气候变化的区域响应有很高的价值。

泥炭藓沼泽湿地对外来的污染物质有很强的净化作用，对于保护水源地水质意义重大。研究表明泥炭藓沼泽湿地对磷、铜污染物有强大的净化能力。泥炭藓泥炭对重金属有强大的吸附作用，这与泥炭藓泥炭有较大的比表面积(>200m2/g)，含有多种极性官能团如醛基、羧基、酮基和酚羟基等有关。

泥炭藓沼泽湿地是多种生物的汇聚之地。

南山位于城步县西南部，地处东经109°59′、北纬26°02′，最高海拔1940.6 m，场部海拔1778.3 m，是新构造运动以来，地壳相对上升的地区；有中山草原地1.53万hm2，是中国南方独特的天然草场和种畜牧草良种繁殖场，台面开阔平坦，四周坡度陡峻，坡度30°-45°，其形态特征受构造岩性及风化作用的控制和影响，在海拔1400 m以上的地面上形成剥夷面，形如丘、岗地貌；杂草丛生，以禾本科植物为主；山原台地气候温凉，降雨量丰沛，湿度大，腐殖质层较厚；土壤为土地黄棕壤和山地草旬土，质地以沙土为主；土层深厚疏松（10-100 cm），有机质含量达14% ；草类生长茂盛，山呈浑圆形状；山原四周坡度陡，顶部有湿地被山包环抱，呈椭圆形，较为宽阔平坦，多呈半封闭状态，长轴0.5-1.5 km，短轴0.3-0.8 km，湿地内生长着茂盛的喜水植物和草丛；山原地表水发育良好，溪沟纵横，土壤温度、降水及水利条件有利于三叶草、黑麦草等牧草生长，土壤肥沃，草资源丰富，是南方独特的天然草场，为奶牛、菜牛的养殖提供了有利条件。