凤凰山地处辽东山区，植物区系属长白植物区系和华北植物区系的交汇地带，区系成分较为复杂和丰富。凤凰山保护区种子植物434属划分为15个分布区类型。其中，北温带成分149属、405种，占保护区总属数的38.80％，总种数的52.19％，居保护区15个分布区类型中的首位。热带成分共有54属、94种，占保护区总属数的14.06％，总种数的12.11％。植物区系体现了明显的温带性质，但也有一定数量的热带性质类群存在。 在Drude等人的生活型系统，凤凰山保护区植物具有乔木、灌木、藤本、多年生草本、二年生草本、一年生草本等生活型。其中，草本植物占绝对优势，共计745种，占总种数的76.17％，木本、藤本植物较少，表现出明显的北温带植被的特点。 在Raunkiaer的生活型系统的生活型谱中，凤凰山以地面芽为主，其次是地下芽。缺乏或极少有高于25cm的大高位芽植物。中高位芽、小高位芽和矮高位芽植物所占的比重与地面芽植物近似。其中落叶阔叶高位芽植物占有绝对的优势。基本反映了我国暖温带森林区夏季温暖多雨、冬季寒冷干旱的中纬度气候特征。 在4个典型植物群落中，油松林、核桃楸林、蒙古栎林和阔叶杂木林均以草本层中物种多样性最高，乔木层的物种多样性最低。其中，乔木层以阔叶杂木林的最高；灌木层以蒙古栎林的最高；草本层以油松林的最高。但乔木层和灌木层均以油松林的最低。
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