Ein Teil der Amphibientümpel im Totentäli wurde in den 1970er-Jahren künstlich erstellt. Mit der Zeit konnte sich eine vielfältige Tier- und Pflanzengesellschaft entwickeln, die heute schweizweit von Bedeutung ist. Hier kann sich neben anderen Arten auch die gefährdete Geburtshelferkröte nach wie vor erfolgreich fortpflanzen. Wegen ihres glockenähnlichen Rufes wird die kleine Kröte im Volksmund auch Glögglifrosch genannt. Die Geburtshelferkröte ist eine der Zielarten, die mit dem aktuellen Artenschutz-Projekt der Stadt Winterthur weiter gefördert werden sollen, damit sie langfristig überleben können. Im Rahmen des Projekts wurden im Herbst 2022 zusätzliche, neue Weiher gebaut und das Waldgebiet am Südhang des Büechlibuck ausgelichtet. Zur Schonung der Natur werden weitere Aufwertungsmassnahmen etappenweise ausgeführt und das Gebiet für Besucherinnen und Besucher über einen neuen Holzsteg mit Beobachtungsplattformen erschlossen. Mit der Aufhebung der bestehenden Waldstrasse auf der Länge des neuen Steges wird ein für viele Tiere bedrohliches Hindernis entfernt und ein fliessender Übergang von nassen zu trockenen Lebensräumen gewährleistet.
Das «Biodiversitätsgebiet Totentäli» umfasst aber nicht nur das Totentäli selber, sondern auch die angrenzenden Wald- und Wiesengebiete. 54 Hektaren Wald, Wiese und Feuchtgebiet werden damit zur grössten zusammenhängenden Förderfläche für die Biodiversität der Stadt Winterthur zusammengefasst. An den steilen Südhängen der Hügel Hoh-Wülflingen, Schlossberg und Büechlibuck werden mit lichten Waldflächen geschützte Orchideen und andere lichtliebende Pflanzenarten gefördert. Im nordseitigen Naturwaldreservat mit viel Totholz finden die Tiere, Pilze und Mikroorganismen einen Lebensraum, die im Totholz zu Hause sind und dieses abbauen. Davon profitieren einerseits die Pflanzen, denen durch die Zersetzung frei werdende Nährstoffe wieder zur Verfügung stehen, andererseits Tierarten wie der Schwarzspecht, die sich von holzbewohnenden Insekten ernähren. In den Magerwiesen an den Südhängen von Hoh-Wülflingen sollen Tiere und Pflanzen einen neuen Lebensraum finden, die in bunten Blumenwiesen zu Hause sind. Dies sind zum Beispiel seltene Schmetterlings- oder Grashüpferarten sowie Wiesenpflanzen, die in einer gedüngten und mehrmals jährlich gemähten Wiese nicht überleben können.
Auf dem Schlossberg wurde im Jahr 2018 die Ruine Alt-Wülflingen restauriert und ein neuer Grillplatz eingerichtet. Der Waldabschnitt rund um die Ruine wird daher vom Waldreservat ausgenommen und soll weiterhin Erholung suchenden Familien zur Verfügung stehen.