保护区的主要保护对象是以红松为主的温带针阔叶混交林及其生态系统。世界上阔叶红松林的天然分布区，主要局限于亚洲东北部的日本海西岸，南从朝鲜半岛经中国东北到俄罗斯沿海边区构成一个三角形的分布带，总面积约50万km2，其中我国占60％，俄罗期占30％，朝鲜半岛占10％左右。阔叶红松林的水平分布以中国东北部为中心，在我国境内跨越纬度8°，依据建群层片的伴生种(次优势种)和标志种的明显不同，将阔叶红松林分布区划分为三个亚区：

——北部亚区(云、冷杉红松林)：水平分布在伊春的五营和红星林业局 (北纬48°10′左右)以北地区。本亚区的特点是林分建群层片中的红皮云杉、鱼鳞云杉和臭冷杉占有较大比重。

——中部(典型)亚区(紫椴枫桦红松林)：本亚区北界是伊春的五营、红星林业局，南至帽儿山——虎峰——牡丹江一线以北的小兴安岭、张广才岭及完达山的广大山地。其代表林分为紫椴枫桦红松林，又称典型红松林，以凉水的红松林为代表。

——南部亚区(千金榆沙松冷杉红松林)：本亚区的分布中心在长白山地，属红松针阔叶混交林的南部区。其林分组成中的优势种及混生的阔叶树种与典型红松林基本一致，但在伴生树种中具有其特有的喜温树种紫杉、沙松、千金榆、花山柳、白扭槭等。

在上述阔叶红松林划分的亚区中，凉水自然保护区正处于中部(典型)亚区的中部。因此，本区的原始阔叶红松林，是目前我国保存下来的最为典型而完整的阔叶红松林生态系统。在小兴安岭原生植被几乎消耗殆尽的今天，保护好这片未受干扰和破坏的原始森林，其意义更为深远和重要。