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La ZNIEFF d'Amorey occupe le vallon et les versants de la partie amont du cours de la Germainelle : le fond du vallon est occupé par un marais tufeux, les versants sont boisés, avec notamment la hêtraie sèche xérophile caractéristique du secteur d'Auberive. Il fait partie de la grande ZNIEFF II du massif forestier du sud d'Auberive. Le marais est assez vaste et complexe, à la fois de bas de pente et de fond de vallon, avec une mosaïque de schoenaie rase à choin ferrugineux, de jonçaie-schoenaie à swertie, de schoenaie classique à Carex davalliana, de magnocariçaies à Carex stricta, paludosa, panicea et rostrata et de molinaie typique, riche et diversifiée. La partie sud du marais est peu tufeuse, très mouillée toute l'année, située au sein de prairies pâturées et elle-même régulièrement pâturée et piétinée. La partie nord est nettement plus tourbeuse par place, totalement intraforestière dans les deux tiers aval et ouverte sur des prairies dans le tiers amont. Il existe une remarquable tufière latérale au niveau de la source des Moulinots, l'une des plus belles du département, avec de très grandes vasques à Chara et de larges barrages de tuf. Une tufière assèchée, boisée naturellement, avec un mur de tuf à végétation riche en fougères lui fait suite. Le long du ruisseau latéral on assiste à un grand développement de la saulaie à saules pourpre et cendré.
La végétation est remarquable, avec une douzaine d'espèces rares et/ou protégées : en forêts, l'hépatique à trois lobes (ou anémone hépatique), d'origine méridionale, très rare et le céphalanthère à longues feuilles, orchidée protégée en Champagne-Ardenne, dans les marais le choin ferrugineux, espèce nord-préalpine, très rare en France où elle est localisée à l'est du pays, protégé à l'échelon national (les localités de Haute-Marne constituent un îlot très excentré à l'ouest de son aire de répartition), la swertie des marais, d'origine nord-préalpine très localisée en plaine et excentrée par rapport à son aire principale de répartition, protégée à l'échelon régional, la linaigrette à feuilles larges, en très forte régression aujourd'hui, également protégée, la parnassie des marais, rare en Haute-Marne, dans les lisières et les groupements à hautes herbes le théliptéride des marais et le saule rampant protégés en Champagne-Ardenne, etc. Toutes ces espèces sont inscrites sur la liste rouge régionale des végétaux. Dans la moliniaie se rencontrent également la grande gentiane jaune et la renoncule à segments étroits, rare dans toute la France, protégées au niveau de la région. L'épilobe des marais et la laîche jaunâtre, très rare dans les marais du plateau de Langres y ont été également observées.
L'entomofaune renferme des libellules rares dont l'Agrion de Mercure, en danger dans le nord de la France (mais avec quelques belles populations dans certains marais du plateau de Langres), protégé en France (depuis 1993), en Europe par la convention de Berne, inscrit sur la liste des espèces déterminantes de la directive Habitats (annexe II), dans le livre rouge de la faune menacée en France et sur la liste rouge des insectes de Champagne-Ardenne. Il est accompagné entre autres par deux cordulégastres (bidenté et annelé), d'origine montagnarde, rares en France, et dans les zones plus sèches et ensoleillées, une sauterelle (conocéphale de Latreille), deux criquets (criquet des montagnes, criquet ensanglanté) et un papillon (nacré de la sanguisorbe) inscrits sur les listes rouges régionales.
Les amphibiens sont également bien représentés avec par exemple le crapaud accoucheur, en régression, protégé en France (depuis 1993) et en Europe (inscrit à l'annexe II de la convention de Berne), cité dans la directive Habitats (annexe IV), inscrit sur les listes rouges nationale et régionale. L'avifaune est diversifiée avec 36 espèces dont une nicheuse inscrite sur la liste rouge des oiseaux de Champagne-Ardenne, la pie-grièche écorcheur (nicheur en régression).
En 1992, un Arrêté de Protection de Biotope a été pris sur la partie domaniale du marais, une gestion conservatoire y a été réalisée grâce au concours de la Fondation de France. La partie sud du marais, encore pâturée actuellement (d'intensification moyenne) est en bon état malgré le piétinement et l'introduction d'espèces prairiales. L'intérêt pédagogique de la ZNIEFF est également à souligner ici de part sa proximité avec le Centre d'Initiation à la Nature d'Auberive. Le site est dans un bon état général.
La délimitation de la ZNIEFF est fonction des milieux les plus riches et intéressants, situés ici au niveau d'un vallon principal et de ses vallons secondaires : La limite suit donc en général le haut des versants.
