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La ZNIEFF de la Rache et du Vau occupe le vallon et les versants de Parfonde Vau ainsi que la Butte de la Rache située plus au nord.
Les versants sont boisés avec différents types forestiers typiques du secteur d'Auberive, notamment la hêtraie sèche xérophile sur pente bien exposée, la hêtraie à dentaire sur pente plus froide, la chênaie-charmaie-hêtraie calcicole sur plateau.
Le sommet de la Rache est occupé par une vaste pelouse (Festuco lemanii-Brometum) autrefois pâturée, localement envahie par les broussailles (à genèvrier, épine-vinette et cerisier de Sainte-Lucie) et entourée par la pinède (pins noirs et pins sylvestres).
Un beau marais tufeux se rencontre sur le versant nord de Parfonde Vau, le marais des Mararts : c'est un marais de pente et de bas de pente, tufeux mais sans tufière véritable, nettement tourbeux par endroits, entièrement orienté au nord et toujours bien alimenté en eau. Il est ouvert sur des prairies de fond de vallée et limité à l'amont par la route. Ce marais a une flore riche et caractéristique, la schoenaie est dominante sous toutes ses formes : schoenaie classique à choin noirâtre, localement assèchée et envahie de molinies (bordure) ou de phragmites (centre), schoenaie rase à choin ferrugineux, espèce protégée en France et inscrite sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne, jonçaie-schoenaie à jonc obtusiflore et à swertie perenne, protégée au niveau régional et inscrite sur la liste rouge, chenaux à Carex rostrata et flaques à Chara. Le marais est prolongé à l'est par une petite moliniaie à végétation diversifiée, avec une lisière de bordure à aconit napel (protégé) et fougère aigle typique, des éléments de saulaie basse à saules pourpres et cendrés.
La végétation de l'ensemble de la ZNIEFF très caractéristique du plateau de Langres est riche en espèces rares ou protégées (16 espèces) : la doradille verte, au niveau des rochers du talus routier et donc très exposée, est une petite fougère d'origine nord-préalpine (ses localités haut-marnaises sont les seules de la plaine française), protégée en Champagne-Ardenne et inscrite sur la liste rouge régionale, dans le marais tufeux, trois orchidées rares, l'orchis négligé, espèce subatlantique présente en France surtout dans l'ouest et le centre et en régression rapide dans la région, l'orchis de Traunsteiner, d'origine nord-préalpine et l'orchis incarnat, la linaigrette à feuilles larges, en très forte régression, qui a presque disparue de la plaine française et la parnassie des marais, tous inscrits sur la liste rouge, dans la moliniaie, la renoncule à segments étroits, rare dans toute la France et l'ophioglosse vulgaire, dans la pelouse, la violette rupestre, d'origine nord-eurasiatique, la gymnadénie à odeur de vanille, la laîche pied d'oiseau, espèces d'origine pré-alpine, rares en France et protégées en Champagne-Ardenne, etc.
L'entomofaune est bien représentée dans le marais et la pelouse, notamment par les libellules dont le rare agrion de Mercure, protégé en France depuis 1993, inscrit sur les listes de la convention de Berne (protection européenne) et de la directive-Habitats et sur les listes rouges des insectes de France et de Champagne-Ardenne (en tant qu'espèce en danger de disparition dans le nord-est de la France), les cordulégastres annelé et bidenté, espèces montagnardes rares en plaine, l'orthetrum bleuissant, l'agrion nain, deux criquets chanteurs (criquet à petites ailes et criquet des montagnes), un criquet coloré (oedipode bleu) et un papillon (nacré de la sanguisorbe) inscrits sur la liste rouge régionale.
Ce site est fréquenté, entre autre, par le grand et petit gibier et de nombreux oiseaux (dont le pouillot de Bonelli, nicheur très rare et en danger de disparition, inscrit sur la liste rouge régionale) qui y trouvent refuge et nourriture.
Le marais communal est assez vaste, environ 6 hectares, protégé par un arrêté préfectoral de protection de biotope, en très bon état général mis à part le comblement de sa partie nord-ouest par un dépôt d'ordure (en cours de réhabilitation), la pelouse (une des plus vastes pelouses planes subsistant en Haute-Marne), en propriété communale, également en bon état, est surveillée. Le reste de la ZNIEFF est en bon état.
Mise à part la limite nord-ouest de la ZNIEFF qui suit le contour de la forêt, la délimitation est fonction des limites naturelles des milieux les plus riches d'une butte et d'un vallon encaissé.
