Vườn quốc gia Xuân Sơn nằm trên địa bàn huyện Thanh Sơn (cũ), nay thuộc huyện Tân Sơn, tỉnh Phú Thọ, có tổng diện tích 15.048ha, trong đó khu bảo vệ nghiêm ngặt (còn gọi là vùng lõi) có diện tích 9.099ha. Đoàn Chủ tịch Liên hiệp các hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam đã giao cho Trung tâm Đa dạng và An toàn sinh học thực hiện đề tài: “Nghiên cứu, đánh giá tính đa dạng sinh học của Vườn quốc gia Xuân Sơn”. Đề tài đã tiến hành trong 2 năm 2006-2007.
Kết quả đầu tiên là xác định các hệ sinh thái. Vườn quốc gia Xuân Sơn có 7 hệ sinh thái chính: rừng trên núi đá vôi; rừng trên núi đất; trảng cỏ cây bụi, tre nứa; nông nghiệp; khu dân cư; rừng trồng và hệ sinh thái các thủy vực. Trong số 7 hệ sinh thái thì hệ sinh thái rừng trên núi đá vôi có nhiều nét độc đáo.
Tuy có bị tác động nhưng nó vẫn giữ được dáng vẻ nguyên sinh, với diện tích khoảng 1.661ha, trải dài theo các sườn núi từ phía Bắc xuống phía Nam, xứng đáng là đại diện cho vùng địa lý sinh vật Tây Bắc. Với độ cao tối đa so với mặt biển là 1.386m (đỉnh núi Voi), vùng núi đá vôi Xuân Sơn ở độ cao dưới 700m được che phủ bởi kiểu thảm thực vật rừng kín thường xanh cây lá rộng, ẩm, nhiệt đới, cấu trúc 5 tầng, trong đó tầng vượt tán gồm những cây gỗ lớn, đường kính hàng mét, cao tới 30-35m như chò chỉ, sâng, trai, nghiến v.v..
Ở độ cao từ 700m trở lên, là kiểu thảm thực vật rừng kín thường xanh, cây lá rộng á nhiệt đới. Ngoài một số loại thường xanh hay rụng lá thuộc các họ long não, dẻ, hồ đào v.v.. còn gặp một số loại thuộc ngành hạt trần như dẻ tùng sọc trắng hẹp, kim giao núi đá, thông tre lá dài. Cấu trúc của kiểu rừng này có 4 tầng, không có tầng vượt tán, tầng ưu thế sinh thái cao tối đa không vượt quá 25m. Cả hai kiểu thảm thực vật vừa nêu hiện không có nhiều ở nước ta.
Sự đa dạng của các hệ sinh thái làm nền tảng cho sự hình thành các kiểu thảm thực vật khác nhau, không chỉ tạo ra sự phong phú về thành phần loài của hệ thực vật mà cho cả hệ động vật vì các hệ sinh thái là nơi cư trú, cung cấp thức ăn cho các loài động vật.
Nhận xét vừa nêu được dựa trên kết quả nghiên cứu thu được gần đây nhất, trong đó, hệ thực vật đã thống kê được 1.179 loài, 650 chi, 175 họ của 5 ngành thực vật bậc cao có mạch. Như vậy, hệ thực vật vườn quốc gia Xuân Sơn chiếm 11% tổng số loài, 28% tổng số chi và 57% tổng số họ của hệ thực vật Việt Nam. Phân tích chi tiết hơn thì hệ thực vật Xuân Sơn hiện có 96 loài đặc hữu, chiếm tỉ lệ gần 10% tổng số loài của hệ thực vật, tương đương với tỷ lệ này ở hệ thực vật Việt Nam theo công bố gần đây nhất của GS.TSKH Nguyễn Nghĩa Thìn. Các loài đặc hữu là nguồn gen quý vì người Việt Nam, không có bất kỳ nơi nào khác trên Trái Đất.
Hệ thực vật vườn quốc gia Xuân Sơn có 46 loài được ghi trong Sách đỏ, Danh lục đỏ Việt Nam và Nghị định 32/CP của Chính phủ, trong đó, 14 loài thuộc nhóm EN (nguy cấp), 30 loài thuộc nhóm VU (sẽ nguy cấp), 1 loài thuộc nhóm LR (ít nguy cấp) và 1 loài thuộc nhóm IIA (hạn chế khai thác và sử dụng).
Ngoài giá trị về mặt khoa học, hệ thực vật Xuân Sơn còn là nguồn tài nguyên có ý nghĩa kinh tế, trong đó có 541 loài (chiếm 44,5% tổng số loài của hệ thực vật) là cây thuốc; 249 loài cho gỗ; 145 loài làm thức ăn; 95 loài làm cây cảnh v.v..
Cần phải nhấn mạnh rằng, Vườn quốc gia Xuân Sơn không chỉ hệ thực vật có tính đa dạng sinh học cao, mà hệ động vật cũng khá phong phú, mặc dù tính đa dạng sinh học đã bị suy giảm. Vào những năm 60 của thế kỷ trước, Vườn từng có hổ, báo hoa mai, báo gấm v.v..
Qua phỏng vấn, trừ hổ không còn nhận được thông tin gì về sự tồn tại còn các loại báo hoa mai, báo gấm vẫn được ghi nhận là có ở Vườn. Kết quả điều tra, khảo sát động vật có xương sống đã thống kê được 76 loài thú thuộc 24 họ, 8 bộ, 241 loài chim thuộc 50 họ, 16 bộ; 75 loài bò sát, ếch nhái thuộc 20 họ, 5 bộ và 91 loài cá thuộc 23 họ, 7 bộ.
Hệ động vật có nhiều loài được ghi vào Sách Đỏ Việt Nam (2007), Danh lục đỏ Việt Nam (2007) và Nghị định 32/CP, trong đó thú có 29 loài, chim 188 loài, bò sát ếch nhái có 22 loài và cá 5 loại. Trong số các loài thú có cu ly nhỏ, voọc đen má trắng, vượn đen má trắng, sóc bay lông tai. Về chim hiện có một quần thể công khoảng 30-40 cá thể. Đây là quần thể công duy nhất còn tồn tại ở Vườn quốc gia Xuân Sơn.
Từ những điều đã trình bày có thể khẳng định, Vườn quốc gia Xuân Sơn có tính đa dạng sinh học cao. Đây là tiền đề tạo nên sự thịnh vượng cho vườn quốc gia cũng như cộng đồng địa phương trong tương lai. Tuy nhiên, để biến tiềm năng thành hiện thực, cần biết liên kết hài hòa giữa tri thức với các nguồn tài nguyên thiên nhiên trong đó có đa dạng sinh học.
