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Le massif forestier constitué par la partie occidentale de la forêt de Morimond et les bois voisins de Fresnoy, de l'Ayot et de la Sablonière forment une vaste ZNIEFF de type II de la Haute-Marne. Elle comprend également les étangs de Morimond et leurs abords. Cet ensemble, d'une superficie de 1236 hectares, est développé sur les plateaux gréseux et sur les versants argilo-gréseux de l'extrémité occidentale des Monts Faucille, mieux développés dans les Vosges.
Les types forestiers dominants sont la chênaie-charmaie-hêtraie mésotrophe, l'aulnaie-frênaie le long des ruisselets et la chênaie-hêtraie acidocline sur sols acides. Les sphaignes, mousses des tourbières froides, rarissimes en Haute-Marne, constituent des groupements particuliers au niveau des suintements des sols acides. Deux espèces végétales sortent du lot : la laîche fausse-brize (espèce médio-européenne très rare en Haute-Marne) et la chataigne d'eau, inscrite sur la liste rouge de Champagne-Ardenne.
La faune recèle des richesses exceptionnelles : les batraciens avec le sonneur à ventre jaune, petit crapaud typique du sud-est haut-marnais, fréquentant les ornières, les sources et petits ruisselets forestiers, protégé en France et en Europe (convention de Berne et directive-Habitats) et inscrit sur la liste nationale des espèces vulnérables ; les oiseaux, avec la présence, lors des migrations, de la cigogne noire et de la grue cendrée, toutes deux protégées sur le plan national et international (convention de Berne et directive Oiseaux), inscrites sur la liste rouge des oiseaux vulnérables en France et en Europe, du bec-croisé des sapins très rare en Champagne-Ardenne, etc. L'écrevisse à pieds blancs et l'écrevisse à pattes rouges s'y rencontrent également : elles sont protégées sur le territoire national depuis 1983, présentes dans le livre rouge de la faune menacée en France en tant qu'espèces vulnérables et sont inscrites sur l'annexe III de la convention de Berne. L'écrevisse à pattes rouges figure aussi à l'annexe V de la directive Habitats et l'écrevisse à pieds blancs aux annexes II et IV de cette même directive. C'est enfin un site fondamental pour les mammifères nombreux et variés.
Les bois sont en bon état, mis à part les mares forestières asphyxiées par les dépôts organiques (curages et coupes d'éclaircies). D'autre part, une attention particulière doit être portée au dérangement : des coupes en période de reproduction ont été constatées dans les secteurs où nichent les deux couples de milans royaux du massif.
Les limites de la ZNIEFF sont calquées sur celles de la zone la plus typique, mais une étude plus poussée vers l'est et le nord (Vosges) est possible dans d'autres milieux forestiers identiques.
