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La Forêt du Val constitue l'un des massifs les plus vastes de Haute-Marne. Par son étendue, son caractère typique, la rihesse de sa faune et de sa flore, ce massif se range parmi les sites majeurs du département et constitue une ZNIEFF de type II de plus de 6 500 hectares, située à quelques kilomètres au sud de Saint-Dizier. Elle fait partie des zones humides de la convention Ramsar. Etabli sur les couches argilo-sableuses du nord du département, le massif du Val est riche en secteurs humides, il abrite notamment un étang intraforestier qui constitue une ZNIEFF de type I.
La forêt renferme des groupements très typiques de la Champagne humide : chênaie sessiliflore et hêtraie-chênaie acidophiles sur sols sableux, chênaie-charmaie mésotrophe (plus fréquente) sur sols limoneux, aulnaie-frênaie de fond de vallon, aulnaie marécageuse des suintements permanents. L'originalité floristique du massif est due notamment aux secteurs humides, aux zones acides, aux lisières et chemins forestiers. Le tilleul à feuilles cordées (très abondant ici), l'orme lisse (localisé dans les vallons humides, inscrit sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne) et le sorbier des oiseleurs font partie des essences remarquables du massif. Les principales espèces intéressantes de la forêt sont des espèces acidophiles et souvent de répartition atlantique ou boréale, avec notamment la prêle des forêts et l'impatiente ne-me-touchez-pas (très rares en Haute-Marne), la blechnie épineuse (fougère très rare dans le département), la raiponce noire (endémique médioeuropéenne en limite d'aire), l'épipactis pourpre, la digitale pourpre, la laîche maigre.
La diversité des biotopes (forêt, étangs, ruisseaux) favorise la présence d'une avifaune (forestière et aquatique) nombreuse et variée (118 espèces différentes ont été répertoriées) qui fréquente le site pour se nourrir, pendant les migrations, ou pour la reproduction, avec certains oiseaux nicheurs rares ou en régression inscrits sur la liste rouge régionale : la gélinotte des bois et la bécasse des bois, de nombreux pics (pic mar, pic épeichette, pic vert, pic noir), certains rapaces (milan royal, milan noir, busard des roseaux, etc.) et passereaux (rougequeue à front blanc, en régression inquiétante, locustelle tachetée, pie-grièche écorcheur, rousserole turdoïde, phragmite des joncs,...). Des oiseaux d'eau variés se remarquent sur les étangs (diverses sarcelles, nombreux canards, foulques, grèbes et fuligules).
Les mammifères sont également bien représentés : on peut noter ici la présence de deux chauves-souris, la noctule commune et le grand murin, protégés en France, inscrits sur les listes européennes (convention de Berne et directive Habitats) et régionale.
Le site, encore en bon état, est néanmoins menacé sur ses bordures : en effet les contours originaux de la ZNIEFF ont été modifiés au nord (passage de la déviation de Saint-Dizier, retrait des nouvelles zones urbanisées) et au sud (retrait de la clairière de Villiers-aux-Bois occupée aujourd'hui par des cultures et des prairies intensives, retrait des bois privés de la Héronnière et de Châtillon, enrésinés ou plantés de peupliers).
Les contours de la ZNIEFF suivent les limites forestières des zones les plus riches, en excluant les secteurs les plus dégradés et en incluant certaines petites zones adjacentes intéressantes.
