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Ce vaste ensemble naturel intègre les parties sommitales du massif du Tanargue et comporte des milieux très variés : vieilles forêts, pelouses d'altitude, landes, milieux rocheux, zones humides et ruisseaux. Il forme un contrefort escarpé limitant la basse Ardèche au nord, et une zone de transition géologique entre les granites du Tanargue et les schistes cévenols. Le gradient de végétation conduite de la hêtraie-sapinière montagnarde à l'yeuseraie (forêt de Chêne vert) supra-méditerranéenne, en passant par une lande subalpine à Airelle des marais, la plus méridionale de l’Ardèche. L’élément rocheux, avec de vastes éboulis, la hêtraie-sapinière et la lande occupent la majeure partie du territoire. Les forêts sont surtout implantées sur la partie ouest (forêt domaniale des Chambons) et dans une moindre mesure en versant nord dans la partie orientale du massif. La hêtraie-sapinière climacique (la plus "naturelle" de l’Ardèche) des forêts domaniales des Chambans et du Tanargue est l’élément déterminant ; les plantations artificielles y demeurent sont réduites. On qualifie de climacique un écosystème parvenu à l'aboutissement théorique de son évolution naturelle, en équilibre avec le sol, le climat et avec toutes ses composantes, et qui s'autogénère. Cette hêtraie-sapinière compte de nombreuses mégaphorbiaies (formations à hautes herbes) liées aux sources, avec l’Adénostyle à feuilles d’alliaire, l’Arabette des Cévennes et la Circée des Alpes. La Bécasse des bois et le Grimpereau des bois y nichent. L'étagement de la végétation distingue de cette hêtraie-sapinière montagnarde une hêtraie ou hêtraie-sapinière subalpine, où croissent l’Adénostyle à feuilles d’alliaire, le Rumex à feuilles de gouet et le Streptope à feuilles embrassantes. Les pelouses occupent les crêtes de la partie centrale du site. Quelques zones humides, dont une tourbière remarquable (sources des Mayres), sont disséminées dans ces milieux. Souvent situées en tête de bassin, ils occupent surtout la moitié ouest ; on y rencontre l’Epilobe à fleurs penchées, la Listère en cœur, les lycopodes en massue et à rameaux annuels, ainsi que le Rossolis à feuilles rondes. La branche est du Rieu Grand, qui naît dans la forêt domaniale de Tanargue puis la traverse, est jalonnée d’un chapelet de tourbières en voie d’atterrissement. Le papillon Cuivré des marais fréquente ce thalweg. Les landes se développent principalement sur la partie orientale du massif et en versant sud, en particulier sur la Cham du Cros. Dans la forêt domaniale du Tanargue, la zone intègre également d’anciens pâturages d'altitude, partiellement enrésinés à la fin du siècle dernier. Y subsistent des landes à Myrtille, avec l’Airelle des marais, et l'on y observe le Bugle pyramidal. Le domaine agricole des Hautes Plaines reste constitué de prairies de fauche entretenues par une agriculture biologique. Ces milieux ouverts sont très fréquentés par les rapaces en chasse (Circaète Jean-le-Blanc, Busard cendré...). La Borne est le principal cours d'eau du secteur. La présence de la Loutre y est de nouveau attestée depuis 1998, ce qui témoigne d'un début de recolonisation de l'espèce en Ardèche. Cette rivière s'insinue en aval des Chambons dans de profondes gorges. Les milieux rocheux y sont étendus, de même qu'un peu partout en versant sud. La flore y est très diversifiée : espèces subalpines (on compte ainsi une station d’Ail victorial très dynamique en limite supérieure du canton de Riou Clar, mais aussi l’Airelle des marais et le Streptope à feuilles embrassantes), et espèces supra-méditerranéennes telles que le Chêne vert, la Coronille arbrisseau, l’Erable de Montpellier et le Fragon apparaissant dans les pentes chaudes. L’Allosore crépue existe dans certaines stations rocheuses de l’adret et la Mélitte à feuilles de mélisse croît sur le Mont-Aigu. L'Arabette des Cévennes occupe certaines sources dans les éboulis de l’ubac ; l’Œillet de Montpellier est visible dans la pelouse sommitale. La faune témoigne également de la grande diversité biologique de ces milieux. Le Grimpereau des bois et le Pic noir habitent le versant boisé ubac, tandis que le Merle de roche concurrence le Faucon pèlerin dans les rochers ensoleillés ; le Pluvier guignard effectue quant à lui des haltes migratoires au sommet de Méjan. Parmi les insectes, la Rosalie des Alpes vit même dans les hêtraies d'adrets.
