На участке отмечено 85 видов грибов-макромицетов, один из которых (мухомор шишковидный) занесен в Красную книгу РФ, а другой вид (Leucopaxillus lepistoides) впервые отмечен для территории России. Нигде более в Среднем Поволжье не встречаются 5 видов грибов. Флора лишайников насчитывает 23 вида (21% видов, отмеченных в заповеднике), флора мхов - 20 видов (27,3%), из которых 3 отмечены только на этом участке.
В настоящее время Островцовская лесостепь представляет собой сложный комплекс, включающий в себя хорошо сохранившийся участок водораздельной лесостепи с выраженным кустарниковым компонентом, растительность балок и оврагов, а также пойменную растительность. Участок со всех сторон окружен распаханными полями. Естественная растительность в какой-то мере сохранилась только по пойме речки, впадающей в Хопер. Однако и здесь ниже по течению лес полностью сведен, а травянистая растительность сильно деградировала, поскольку рядом с поймой располагался летний лагерь для скота. В верхнем течении граница участка проходит по дамбе. Таким образом, участок полностью изолирован, и растительность его развивается практически автономно. Возможен только занос сорняков и культурных растений с полей.
На Островцовской лесостепи представлены степной и луговой, а также кустарниковый и лесной типы растительности. Наибольшую площадь занимают луговые степи. Преобладают луговые степи травяные. Дерновинно-злаковые степи приурочены к крутым склонам южной и западной экспозиций. Разнотравные луговые степи встречаются преимущественно на водоразделе, пологих склонах и в нижней части крутых склонов.
Интересны также остепненные луга, для которых характерно преобладание луговых элементов. Доминируют злаки: вейник наземный, пырей ползучий, кострец безостый. Разнотравье сохраняет в целом степной характер: лабазник обыкновенный, шалфей степной, чабрец Маршалла, но включает и влаголюбивые виды: герань кроваво-красную, раковые шейки, нивяник обыкновенный, душицу обыкновенную, кровохлебку лекарственную, серпуху разнолистную, василистник простой, веронику широколистную. Участие кустарников незначительно (до 10 %), но видовой состав довольно богат: миндаль, вишня, ракитник, спирея, терн, шиповник. Влажные луга преимущественно распространены по днищам балок и их отвершкам, а также по небольшим западинам на водоразделе. Площадь лугов на участке увеличивается за счет начальных этапов восстановления растительности на залежах. Среди луговых степей на территории заповедника встречаются также небольшие участки леса - так называемые, лесные колки. В Островцовской лесостепи чаще всего они образованы черемухой и кленом татарским. Прочие древесные породы и кустарники встречаются только на участке Островцовская лесостепь и составляют здесь основу его древесно-кусарниковой растительности. Из прочих древесных пород преобладает терн, а из кустарников- вишня степная. Древесно-кустарниковая растительность Островцовской лесостепи интересна и ценна как объект для изучения процессов формирования природных сообществ лесостепной зоны Поволжья в условиях перехода от степи к лесу и постепенного залесения этого участка.
Чрезвычайно своеобразна древесно-кустарниковая растительность Островцовской лесостепи, представляющая собой сложный комплекс, в котором можно наблюдать естественные переходы от степи к лесу. Лес уступил место степи под влиянием деятельности человека, но при соблюдении заповедного режима оставшиеся куртины древесно-кустарниковой растительности постепенно разрастаются и занимают новые территории.
Островцовская лесостепь - единственный сохранившийся в Европейской части России участок водораздельной лесостепи с хорошо выраженным кустарниковым компонентом. Здесь между сообществами кустарниковых степей и степных кустарников существует целый ряд переходов. Кустарниковые луговые степи представляют собой связующее звено между травяной степью, кустарниковой опушкой и лесом.
Травостой кустарниковых луговых степей мало отличается от злаковых и разнотравных луговых степей. Он сохраняет степной характер, однако в нем увеличивается число более влаголюбивых растений, таких как душица обыкновенная, репешок обыкновенный, серпуха Вольфа, буквица лекарственная, герань кроваво-красная и др. Высота кустов не превышает 1м. Это свидетельствует о том, что в образовании этих сообществ принимают участие молодые кустарники, более или менее равномерно распределенные по площади. Преобладают ассоциации с участием вишни и миндаля, реже-ракитника и спиреи.
Несмотря на сравнительно небольшую площадь, лесные сообщества участка довольно разнообразны. Низкоствольные остепненные леса сложены кленом татарским и черемухой обыкновенной. Они развиваются по всей внебалочной территории участка. Высокоствольные леса на склонах балки представлены, в основном, осинниками с небольшой примесью березы. На возвышенных участках начинают формироваться осиновые леса, а также кленовники из клена остролистного с участием вяза гладкого. В пойме распространены ольшаники и ивняки из ивы ломкой, а также кустарниковые заросли с преобладанием ивы пепельной.
Основным направлением изменения растительного покрова Островцовского участка является его залесение, в результате которого сформировались лесоопушечные комплексы и произошло существенное сокращение площади травянистых и кустарниковых луговых степей. Степная растительность приурочена к местам со своеобразным режимом пониженного увлажнения, обусловленным либо пограничным расположением опушек, либо особенностями рельефа или почвы.