Thảm thực vật rừng
Toàn bộ khu vực được bao phủ bởi các kiểu rừng kín thường xanh. Ở độ cao dưới 600 m là rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới và từ 600m trở lên là kiểu rừng kín thường xanh á nhiệt đới. Nhưng trải qua quá trình tác động lâu dài của con người như đốt nương làm rẫy, khai thác lâm sản và ảnh hưởng của chiến tranh, đặc biệt là chiến tranh hoá học đã làm thay đổi nhiều diện mạo của rừng thường xanh ở khu vực Bắc Hướng Hóa. Trong khu vực, có các trạng thái rừng sau:
Rừng kín thường xanh mưa mùa nhiệt đới (phân bố dưới 600m)
Kiểu phụ rừng kín thường xanh mưa mùa nhiệt đới trên núi đất
Kiểu phụ thảm thực vật rừng kín cây lá rộng thường xanh mưa mùa nhiệt đới trên núi đá vôi.
Rừng kín thường xanh á nhiệt đới núi thấp (phân bố từ độ cao 600m trở lên)
Rừng thứ sinh sau canh tác nương rẫy Trảng cây bụi, cỏ cao
Trảng thứ sinh tre nứa (Trúc sặt) phân bố ở độ cao 600m trở lên Trảng cỏ cây bụi thấp
Đặc điểm một số thảm thực vật rừng gắn liền với đời sống sản xuất: làm rẫy, chăn nuôi...của người dân địa phương
Rừng thứ sinh sau canh tác nương rẫy
Phần lớn phân bố từ độ cao 600m trở xuống. Khác với vùng núi phía Bắc và các vùng khác; Tại khu vực Bắc Hướng Hóa chỉ có dân tộc Vân Kiều số lượng không nhiều; sống ở các khu vực thấp ven suối; nương rẫy canh tác cũng không xa bản. Trình độ dân trí thấp, chưa biết sản xuất hàng hóa: Canh tác nương rẫy chỉ là Lúa, Ngô nhằm giải quyết nhu cầu lương thực tại chỗ nên rừng thứ sinh sau canh tác nương rẫy không nhiều, vùng thấp quanh khu vực bản làng. Những khu vực sau canh tác nương rẫy, được bỏ hoang từ 8 – 10 năm, rừng thứ sinh hình thành. Cấu trúc và thành phần hệ thực vật cũng như hình thái ngoại mạo khác biệt rõ rệt so với rừng nguyên sinh. Thường không có tầng tán rõ rệt.
Tầng 1 (Tầng ưu thế sinh thái) Tầng này với các cây gỗ ưa sáng phát triển trở lại từ chồi hay hạt, cùng tuổi có chiều cao dao động từ 8 -10m, đường kính dao động từ 10 – 15cm. Phổ biến ở tầng này là các loài Bời lời chi Bời lời (Litsea), Kháo (Machilus), Nang trứng (Lindera) họ Long não (Lauraceae), một số loài chi Ba soi (Macaranga spp.), chi Ba bét (Mallotus spp.), chi Sòi tía (Sapium spp.), chi Bi điền (Bridelia spp.), Vạng trứng (Endospermum sinensis) thuộc họ Ba mảnh vỏ (Euphorbiaceae). Một hai loài Trám chi Canarium; Ba gạc lá xoan (Euodia melifolia), Bưởi bung (Acronychia pedunculata) họ Cam chanh (Rutaceae), Ngát lông (Gironniera subaequalis), Hu đay (Trema orientalis), Sếu (Centis sinensis) họ Sếu (Ulmaceae). Một số loài họ Đậu (Fabaceae); họ Bồ hòn (Sapindaceae), họ Đào lộn hột (Anacardiaceae). Những khu vực ẩm là các loài thuộc chi Sung vả (Ficus) họ Dâu tằm (Moraceae).
Tầng 2 (Tầng gỗ nhỏ cây bụi). Có chiều cao 5 - 7m. Thường gặp các loài thuộc họ Cà phê (Rubiaceae), chi Chè (Camellia), chi Súm (Eugenia) họ Chè (Theaceae). Một số loài chi Cò ke (Grewia) họ Đay (Tilliaceae).
Tầng 3 (Tầng cây bụi dưới tán). Tầng này không dày rậm, thường gặp một số loài họ Mua (Melastomataceae) , họ Cà phê (Rubiaceae), chi Lồng đèn (Clerodendron) họ Cỏ doi ngựa (Verbenaceae), cây Lụi (Rapis excelsa) họ Cau dừa (Arecaceae), có nơi có số lượng cá thể nhiều.
Tầng 4 (Tầng cỏ quyết) Trong tầng này của rừng thứ sinh gặp rất ít các loài dương xỉ. Phổ biến hơn là các họ Gừng (Zingiberaceae); Các loài Môn ráy họ Môn ráy (Araceae). Những nơi có ánh sáng nhiều, gặp một số loài cỏ họ Hòa thảo (Poaceae), nơi ẩm có thể gặp một số loài họ Cà phê (Rubiaceae) chi Cỏ vừng (Hydeotis), một số loài thuộc họ Ôrô (Acanthaceae) chi Staurogyne và chi Strobilanthes.
Nét đặc trưng của rừng thứ sinh sau nương rẫy là hệ dây leo nói chung, dây leo gỗ nói riêng rất ít. Tầng cỏ quyết đơn điệu, nghèo nàn, độ phủ tầng này rất thấp. Tầng bì sinh (Phong lan, dương xỉ sống bám) hầu như không có; có lẽ do độ ẩm thấp và chưa đủ thời gian cho những loài bì sinh, dương xỉ hay Phong lan phát triển trở lại.
Trảng cây bụi, cỏ cao
Kiểu thảm này có diện tích đáng kể trong khu vực Bắc Hướng Hóa, tỉnh Quảng Trị. Phân bố ở đai thấp dưới 600m và trên 600m. Thảm này cần có những nghiên cứu sâu nguyên nhân hình thành kiểu thảm này, đặc biệt là những diện tích bị rải chất diệt cỏ (trước 1975).
Đặc trưng của kiểu thảm thứ sinh trảng cỏ, cây bụi cao là các loài cỏ cao thuộc họ Hòa thảo (Poaceae): Chè vè (Misclanthus floridulus), Chít (Thysanolaena maxima), Lách (Saccharum spontaneum), Cỏ tranh (Imperata cylindrica), Cỏ Lau (Imperata conferta). Cấu trúc đơn điệu, những loài cỏ cao có chiều cao từ 1 – 2m, độ phủ đạt 70 – 80%, rất ít những khoảng trống, rải rác có những cụm cây bụi, cây gỗ nhỏ, những loài ưa sáng cao 5 – 8m.Thành
phần cây bụi có sự khác biệt ít nhiều phụ thuộc vào nguyên nhân làm mất rừng nguyên sinh và kiểu thảm nguyên sinh vốn có tại đó.
Ở những khu vực thấp (dưới 600m) đất sau nương rẫy bỏ hoang, trảng cây bụi cỏ cao là trạng thái bắt đầu của diễn thế thứ sinh. Cây bụi cỏ cao phát triển nhanh, ưu thế là những cây ưa sáng phát triển nhanh: Hu đay (Trema orientalis; Trema cannabina), Ba soi (Macaranga spp.), Ba bét (Mallotus
spp.). Một số loài Bời lời chi Bời lời (Litsea), Vối thuốc (Schima wallichii), Ba gạc lá xoan (Euodia melifolia), Bưởi bung (Acronychia paniculata), Trám (Canarium spp.), Vạng trứng (Endospermum sinensis), một số loài họ Dẻ (Fagaceae) và do đất ẩm xốp Chè vè (Misclanthus floridulus), Chít (Thysanolaena maxima), Cỏ Lau (Imperata conferta) phát triển mạnh tạo nên các bụi, cụm lớn độ phủ cao. Có nơi độ phủ cao đạt tới 70 – 80%.
Những diện tích rừng nguyên sinh bị rải chất độc hóa học trước đây và sau đó cháy đi cháy lại nhiều lần: ưu thế tuyệt đối thuộc những loài cỏ cao họ Hòa thảo (Poaceae) Chè vè (Misclanthus floridulus), Chít (Thysanolaena maxima), Cỏ tranh (Imperata cylindrica), Lau (Imperata conferta) phát triển kém hơn, cằn cỗi, cao 1 - 1,5m, rải rác có cây bụi gỗ nhỏ; Thường là những loài chịu khô, chịu cháy, sống trên đất thoái hóa nghèo mùn.Phổ phiến là các loài họ dẻ (Fagaceae), Họ Óc chó (Juglandaceae), Họ chè (Theaceae), Họ Nhựa ruồi (Aquifoliaceae), một số loài họ Long não (Lauraceae), họ Côm (Eleocarpaceae).
Khu hệ thực vật
Điều tra ban đầu đã ghi nhận được 920 loài thực vật bậc cao có mạch thuộc 518 chi và 130 họ. Trong đó có 17 loài quý hiếm được ghi trong sách đỏ Việt Nam và 23 loài được ghi trong sách đỏ Thế Giới (IUCN 1994). Về kinh tế trong tổng số những loài thống kê được có 125 loài cây cung cấp gỗ, 161 loài cây làm thuốc, 44 loài cây làm cảnh và 89 loài cây làm thực phẩm (ăn được).
Theo nghiên cứu ban đầu, tổng số 42 loài thú (không kể Dơi) thuộc 17 họ và 6 bộ đã được ghi nhận trong quá trình điều tra; tổng số đã ghi nhận 171 loài chim, thuộc 14 Bộ, và 32 họ; tổng số ghi nhận 61 loài Bò sát và Ếch nhái, trong đó 30 loài Ếch nhái thuộc 5 họ và 1 bộ và 31 loài Bò sát thuộc 8 họ và 2 bộ. Trong đó có nhiều loài đặc hữu, nguy cấp, quý hiếm như Voọc vá chân nâu, Voọc Hà Tĩnh, Vượn đen má trắng, Gấu ngựa, Thỏ vằn...