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L'intérêt exceptionnel du vallon de Vanosse, situé au nord-ouest de Poinson-les-Grancey (département de la Haute-Marne), est connu depuis les travaux de P. Fournier (célèbre botaniste haut-marnais, auteur des quatre flores de France). Cette ZNIEFF fait partie de la grande ZNIEFF de type II de la haute vallée de l'Ource et de ses affluents.
Le marais tufeux, divisé en deux parties reliées par une zone marécageuse, très étroite et plus ou moins boisée, est entièrement cerné par la forêt. C'est le biotope le plus intéressant du vallon. Ces deux marais, alimentés par de nombreuses sources pérennes, internes ou périphériques, sont très mouillés dans certains secteurs, avec des magnocariçaies (à laîche à bec surtout) et des schoenaies. En périphérie (zones plus sèches) des moliniaies et des pelouses à tétragonolobe plus ou moins envahies de broussailles à épine-vinette et de pins sylvestres les remplacent. La saulaie basse à saule cendré et saule pourpre se développe en lisière du marais et en bordure des ruisselets. La frênaie-érablaie qui lui fait suite est caractérisée par une grosse population de prêle d'hiver, rare en Haute-Marne. De nombreuses incrustations de tuf (en entablements, en boules d'un diamètre de plusieurs centimètres), de vasques à Chara se remarquent.
La végétation est très caractéristique de ce type de milieu et bien adaptée aux conditions particulières des marais tufeux, avec, entre autres, le choin ferrugineux, espèce montagnarde protégée en France ainsi que certaines espèces protégées en Champagne-Ardenne ou inscrites sur la liste rouge régionale des végétaux, l'orchis de Traunsteiner, la linaigrette à larges feuilles, très rare en Haute-Marne, la swertie pour les marais, la renoncule à segments étroits, la grande gentiane, la canche moyenne, originaire du midi de la France et l'hélianthème des Apennins pour les moliniaies, l'ophioglosse et l'aconit napel.
L'entomofaune est riche et diversifiée avec près d'une trentaine d'insectes différents dont 5 inscrits sur la liste rouge des insectes de Champagne-Ardenne, avec plusieurs libellules (cordulégastre bidenté, orthétrum bleuissant, orthétrum brun) et un papillon, le nacré de la sanguisorbe ou Ino. La zone très enclavée est assez peu fréquentée par l'avifaune.
Le site est en assez bon état : le marais au sud de la ZNIEFF a été en drainé et enrésiné dans les années 60, la partie nord en propriété privée est de plus en plus envahie par les broussailles, le marais situé au niveau du lieu-dit la Fontaine au Devin est sous gestion ONF dans le cadre du SIGFRA, une gestion conservatoire a été réalisée grâce au concours de la Fondation de France (débroussaillage et rebouchage de drains) et devra être poursuivie.
La délimitation suit les limites de la zone marécageuse alluviale la plus riche.
