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Situé au sud de Leuchey, le vallon de la Dhuis découpe profondément la bordure du Plateau de Langres dont il est un des sites naturels majeurs. Il est bordé de falaises escarpées qui présentent des types forestiers variés en fonction de l'orientation de la pente : érablière, hêtraie à dentaire, hêtraie xérophile, chênaie-érablaie de fond de vallon, etc. Plusieurs pelouses relictuelles subsistent encore et une végétation particulière adaptée à la sécheresse se développe au niveau des parois de calcaire dur. Il faut signaler également la présence d'un très vieux chêne vénéré (de 5 mètres environ de circonférence) à proximité d'une source importante.
La faune contient des richesses remarquables dont deux chauves-souris : Les grand et petit Rhinolophes, protégés en France depuis 1981 et en Europe par la convention de Berne et la Directive-Habitats. L'entomofaune, et plus particulièrement les libellules, comporte deux raretés : l'Agrion de Mercure, protégé en France depuis 1993 et en Europe (Convention de Berne, Directive-Habitats), inscrit en tant qu'espèce en danger d'extinction dans la liste rouge des espèces animales en France et le Cordulégastre annelé inscrit sur la liste rouge des Odonates de Champagne-Ardenne.
Le site est dans un bon état de conservation.
Les limites suivent celles de la zone la plus riche de la falaise et du rebord de plateau.
