保護區內野生動植物資源十分豐富,區內共低、高等植物有743種,其中藻類植物118種,苔蘚植物27種,維管束植物598種。黃河兩岸山坡、堤坡等陸地分布著天然草本植物、灌木以及農作物和少量人工營造的防護林、經濟林等;濕地分布的植物主要為天然草本植物和農作物。區內濕地鳥類資源十分豐富,南北區系成分相互滲透,區內已知175種鳥類中,其中天鵝是保護區的主要保護物種之一,屬國家一級保護的就有黑鸛、白鸛、金雕、白肩雕、大鴇、白頭鶴、白鶴、丹頂鶴、玉帶海雕、白尾海雕10種;屬國家二級保護有大天鵝、灰鶴等31種。還有中日簽訂的候鳥保護協定鳥類83種,中澳簽訂的候鳥保護協定鳥類 22種。
保護區具有豐富的生態系統多樣性,它不但具有河流濕地特徵,同時還具有庫塘濕地和沼澤濕地的特徵。保護好黃河濕地生態,對大量棲息繁衍於其中的生物物種和黃河濕地特有的生態與環境、生物多樣性,對調節當地氣候、涵養水源、防洪排澇、改善環境、維護生態安全以及國家重點水利樞紐工程的保護等,起著極其重要的作用。
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