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La combe d'Erelles constitue un des sites majeurs du plateau de Langres. Elle s'ouvre au sud sur la vallée de l'Aube. Ses pentes, raides et boisées, présentent des types forestiers variés en fonction de l'exposition des versants : hêtraie xérophile de pente sud, érablière, hêtraie à dentaire de pente nord, aulnaie de fond de vallon. Un petit marais privé de pente, tufeux, linéaire (moins de 3 hectares), très mouillé et partiellement boisé, fait la transition entre la hêtraie montagnarde et la prairie du fond du vallon au niveau des lieux-dits "Champ d'Erelles" et plus à l'est vers la "Combe de l'Herbue".
Malgré sa petite taille il est d'une grande richesse floristique et renferme plusieurs espèces rares et protégées. La schoenaie domine sous sa forme classique à choin noirâtre et jonc à tépales obtus avec la swertie pérenne, protégée au niveau régional et inscrite, de même que la parnassie des marais, sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne. La schoenaie basse à choin ferrugineux, espèce rare protégée au niveau national, possède une flore bien diversifiée.
Au fond du marais se remarque une petite aulnaie, vraisemblablement plantée et qui abrite le rare thélyptéride des marais. Quelques noyaux de fruticées se sont installés dans les zones tufeuses plus ou moins sèches, ainsi qu' une molinie en pied de versant au contact des marnes, avec une petite fougère rare en Haute-Marne, l'ophioglosse vulgaire (au niveau du marais de l'Herbue).
Plusieurs pelouses relictuelles subsistent, avec une flore méridionale diversifiée et riche en espèces rares telles que la grande gentiane jaune (espèce alpine dont les seules stations connues en plaine se situent en Champagne-Ardenne et en Bourgogne), la laîche pied d'oiseau et la violette rupestre, toutes trois protégées dans la région, le fumana couché, l'hélianthème des Apennins, inscrits sur la liste rouge régionale.
L'aster amelle, présent dans la lisière thermoxérophile est protégé en France où il ne se rencontre que dans le nord-est et le sud-est, le trèfle scabre, inscrit sur la liste rouge des végétaux est localisé sur les rochers et les falaises bien exposés.
La faune est bien moins connue que la flore, mais la totalité du vallon possède un réel intérêt faunistique : salamandre tachetée, lézard des souches, chat sauvage, martre et divers rapaces fréquentent la zone. L'écrevisse à pattes blanches s'y rencontre également : elle figure dans le livre rouge de la faune menacée en France en tant qu'espèce vulnérable, est protégée sur le territoire national depuis 1983 et est inscrite sur l'annexe III de la convention de Berne et sur les annexes II et IV de la directive Habitats.
Le site est en bon état général, son caractère paysager en fait un site très apprécié et fréquenté par de nombreux promeneurs. On note néanmoins un grand développement des fruticées et des pinèdes de reconquête.
Les contours de la ZNIEFF suivent les limites du vallon principal et des vallons adjacents portant les milieux naturels les plus riches.
