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La ZNIEFF du bois de la vallée du ruisseau d'Alyse occupe le fond marécageux et les flancs escarpés d'un vallon frontalier à la Belgique situé immédiatement à l'ouest de Fumay, dans le vaste massif forestier de la rive gauche de la Meuse. Elle fait partie de la ZICO CA 01 du plateau ardennais.
Les types forestiers les plus remarquables du vallon sont caractéristiques des zones alluviales aux sols acides et engorgés : ce sont la bétulaie pubescente sur tapis de sphaignes (Sphagnum squarrosum, Sphagnum palustre), avec des espèces des bois acidiphiles en mélange avec des espèces des bas marais acides (laîche étoilée, blechnie en épi, myrtille, canche flexueuse, agrostis des chiens, petite scutellaire, etc.) et l'aulnaie-frênaie de bord de ruisseau avec de nombreuses laîches dont la laîche lisse (espèce d'origine atlantique, située ici très à l'est de son aire générale de répartition), la laîche pendante et la laîche espacée, la fougère femelle, la lysimaque des bois, etc. Une végétation fontinale se rencontre çà et là sous son couvert : elle est caractérisée par la cardamine amère, la dorine à feuilles opposées, la cardamine flexueuse, le populage des marais, la cardamine des prés, la laîche espacée, la glycérie flottante et la rare hépatique Trichocolea tomentella.
La chênaie sessiliflore-bétulaie pubescente et la chênaie pédonculée-bétulaie acidiphile colonisent les pentes mieux drainées. Les chênes, bouleaux et hêtres surmontent une strate arbustive essentiellement composée de bourdaine, houx et chèvrefeuille des bois. Le cortège herbacé est caractéristique de ce type de milieu, comme la luzule blanche, la luzule poilue, la canche flexueuse, le sceau de Salomon verticillé (orophyte périalpin, très éloigné ici de son aire de répartition générale), le millepertuis élégant, la fougère aigle, l'épervière de Savoie, le muguet, la centaurée des montagnes (inscrite sur la liste rouge régionale), etc.
Sur les abrupts schisteux suintants se remarquent de nombreuses fougères comme le phégoptéris à pinnules confluentes, le polypode vulgaire, la fougère mâle et le polystic dilaté.
Une petite cariçaie à laîche paniculée et des groupements de lisières à reine des prés et eupatoire chanvrine complètent l'intérêt du site.
Le ruisseau aux eaux vives abrite une belle population de truite fario. On peut également observer une libellule d'origine montagnarde, rare en Champagne-Ardenne et de ce fait inscrite sur la liste rouge régionale des Odonates, le cordulégastre annelé.
Compte-tenu de la stabilité des peuplements végétaux de ce territoire, la ZNIEFF est dans un bon état général de conservation. Un chemin équestre et pédestre a été aménagé durant l'été 1999 avec abattage et débardage de bois, la zone la plus perturbée se situant au niveau de l'ancienne ardoisière Malmotte, à proximité d'une belle station de phégoptéris à pinnules confluentes. La ZNIEFF est en plus menacée par le drainage et l'enrésinement (processus très fréquent dans le massif ardennais et qui est à l'origine de la disparition de la plupart des sites forestiers analogues à celui du ruisseau d'Alyse).
La limite nord de la ZNIEFF correspond à la frontière franco-belge, la limite sud englobe la partie la plus escarpée du coteau surplombant la vallée du ruisseau d'Alyse.
