Theo kết quả báo cáo xác lập Khu bảo tồn thiên nhiên (KBTTN) Thần Sa - Phượng Hoàng (TS-PH) năm 2008 của PVĐTQH rừng Tây Bắc Bộ, khu vực nghiên cứu được chia thành các hệ sinh thái như sau:
- Hệ sinh thái rừng nhiệt đới trên núi đá vôi (độ cao dưới 700m): Hệ sinh thái này là đặc trưng cơ bản và bao trùm phần lớn diện tích của khu vực nghiên cứu. Ở đây có nhiều hang động là nơi cư trú, sinh sống của các loài Thú, các loài Linh trưởng và ưu thế của các loài Nghiến, Trai, Đinh, Chò chỉ, Mạy tèo, Ô rô... nổi bật là ưu hợp Nghiến + Ô rô.
- Hệ sinh thái rừng nhiệt đới núi đất (độ cao dưới 700 m): Hệ sinh thái này không liên tục mà phân bố rải rác trong khu vực nghiên cứu. Thảm thực vật ở đây chủ yếu là rừng phục hồi (sau khai thác và sau nương rẫy). Đặc trưng cho hệ sinh thái này là các loài thuộc họ Na, họ Côm, họ Dẻ (họ Cử), họ Re (họ Nguyệt quế)...
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- Hệ sinh thái trảng cỏ: Hệ sinh thái này nằm rải rác và đan xen giữa các hệ sinh thái nêu trên. Đây là nơi sinh sống của các loài côn trùng và là nơi cung cấp nguồn thức ăn quan trọng cho các loài động vật ăn cỏ.
- Hệ sinh thái nông nghiệp và dân cư: Điểm đáng chú nhất ở hệ sinh thái này là sự phân bố rải rác diện tích đất sản xuất nông nghiệp và các cụm dân cư. Sự đan xen đất sản xuất nông nghiệp và các cụm dân cư giữa các hệ sinh thái rừng đã vô tình làm giảm phạm vi hoạt động cũng như môi trường kiếm ăn của các loài động vật hoang dã. Điều này đã tác động không nhỏ đến sự tồn tại của các loài động vật hoang dã trong khu vực. [11]