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La ZNIEFF de type I dite de la Combe Saint-Brice et des Grandes Combes est incluse dans la grande ZNIEFF II de la Forêt de Doulaincourt, située au coeur du Haut-Pays.
Les types forestiers sont fonction de la topographie et de l'orientation des versants, les combes, orientées globalement vers le nord favorisant un microclimat froid : hêtraie xérophile montagnarde à Carex alba, très répandue, sur pente oolithique, hêtraie froide des pentes exposées nord (localisée) et hêtraie-chênaie-érablaie des fonds de vallon (= autres bois décidus du code Corine biotope). L'originalité floristique de la ZNIEFF est due en partie aux hêtraies xérophiles très lumineuses, à l'origine d'une flore particulière et aux petits éboulis et pelouses à seslérie (surtout dans les Grandes Combes, très réduits en superficie mais très riches floristiquement. Plus de quinze espèces protégées, rares au niveau régional ou départemental se rencontrent sur le site et en tout premier lieu le sabot de Vénus qui bénéficie d'une protection nationale (les stations de la Combe Saint-Brice sont les plus importantes de toute la Champagne-Ardenne).
Sept espèces sont protégées au niveau régional : l'ibéride de Durande, rare microendémique de Champagne et de Bourgogne (Côte d'Or, Yonne, Haute-Marne), le céphalanthère à grandes feuilles et le céphalanthère rouge dans la hêtraie sèche, le crépis en rosette (espèce centreuropéenne située ici à sa limite de répartition occidentale), le silène glaréeux (sous-espèce préalpine du silène enflé, rare en France et localisée dans l'est du pays) au niveau des éboulis, l'orobanche de la germandrée et la laîche pied d'oiseau dans les pelouses. Mise à part la dernière espèce, ils sont tous inscrits sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne, de même que le gaillet de Fleurot (subendémique franco-britannique inscrite sur la liste rouge prioritaire du livre rouge de la flore menacée en France), le léontodon des éboulis, la laîche humble, le limodore à feuilles avortées (subméditerranéenne rare dans toute la France) et l'euphorbe à feuilles de pin. L'épipactis à petites feuilles, la ronce des rochers (rare en Haute-Marne où elle est proche de sa limite d'aire de répartition), le tabouret des montagnes (périalpine à aire morcelée), le rosier très épineux s'y rencontrent également et sont bien typiques de la forêt.
Le site, très paysager, est fréquenté par de nombreux promeneurs. Un arrêté de Protection de Biotope a été pris le 30/03/90 sur 10 hectares dans la Forêt de Doulaincourt, dont une partie dans la Combe Saint-Brice, avec une gestion ONF pour le maintien des sabots de Vénus, en forte régression (due à la cueillette et aux enrésinements, surtout dans les bois privés). La zone est en bon état général (gestion ponctuelle en cours au niveau d'une ancienne carrière dans les Grandes Combes).
La ZNIEFF englobe les milieux floristiquement les plus riches situés dans deux vallons principaux (et leurs vallons secondaires) de la Frorêt de Doulaincourt : les limites suivent donc en général les haut de pente des versants et le rebord du plateau.
