西双版纳享有“生物基因库”等美誉，生物多样性富集。
西双版纳有高等植物5000多种，占全国的1/5;有动物2000多种，占全国的1/4。这里有亚洲最大的陆生动物——亚洲象、中国最高的树——望天树、“见血封喉”的箭毒木、“植物界的舞蹈家”跳舞草、中国最小的有蹄类动物“鼷鹿”、对水环境要求极高的“极危动物”桃花水母，还分布着野牛、印支虎、绿孔雀、巨蜥、蟒等珍稀动物。亚洲象从上世纪80年代的170头左右发展至目前的300多头。这里有丰富的药用植物资源，有中草药1724种，经过鉴定的有500多种。其中，有芳香健胃药砂仁、健胃驱虫药槟榔，有制造国产血竭的主要原料龙血树、制造云南白药的主要原料之一——七叶一枝花、制造降压灵的萝芙木等。
在保护亚洲象方面，2008年，西双版纳建立了中国云南亚洲象救护与繁育中心，至今已救助野生亚洲象26头。救护其他野生动物2000多头(只)。亚洲象监测预警体系不断完善，2015年以来，共投入资金2000多万元开展监测预警，在亚洲象肇事多发区建设了防象设施、食物源基地等项目，有效缓解了人象矛盾。2018年，在全国建成首个“亚洲象监测预警中心”，建立了专业亚洲象监测救护队伍。在全国率先创立野生亚洲象公众责任险，截至目前，投保金额累计1.4亿元，实际保险赔付金额1.4亿元。
修复栖息地，让动植物回归家园。今年基本完成8000亩栖息地修复和改造，启动西双版纳热带雨林国家公园建设的前期工作，大力推广“大象食堂”保护模式。积极开展珍稀濒危动植物保护小区建设，建设一批珍稀濒危动植物生境保护示范小区，还要建成一批集热带雨林科研、教学、观光、体验功能为一体的示范教育基地。此外，西双版纳启动实施澜沧江、流沙河生态景观治理工程，打造世界旅游核心区，加快国内推进已知面积最大、最靠近城市的热带雨林修复项目——三达山国家储备林热带雨林修复项目。
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