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La ZNIEFF du Bois de Barrat est située à la limite des départements de l'Aube et de la Haute-Marne, sur les territoires communaux de Ville-sous-la-Ferté et de Laferté-sur-Aube, en partie sur d'anciennes carrières et sur leurs déblais. Elle comprend le Bois de Barrat et le vallon d'Apremont, constitués de pelouses plus ou moins embroussaillées en grande partie plantées en pins (pinèdes claires avec pelouses de lisières), de boisements feuillus (hêtraie sèche) et de plantations denses d'épicéa et de pins. Elle fait partie de la grande ZNIEFF II du massif forestier de Clairvaux et des Dhuits.
Quatre espèces végétales protégées s'y observent : l'aster amelle, espèce continentale des lisières thermophiles protégée en France et présente essentiellement dans le nord-est et le sud-est du pays, la grande gentiane jaune, espèce préalpine dont les stations de Champagne-Ardenne (avec celles de Bourgogne) sont les seules stations de plaine connues en France, la gymnadénie à odeur de vanille, orchidée d'origine centreuropéenne, rare et disséminée dans l'Aube où elle se localise dans quelques stations du Barsuraubois et le céphalanthère à feuilles en épée, d'origine subméditerranéenne, tous trois étant protégés au niveau régional. L'ophrys araignée, orchidée inscrite sur la liste rouge des végétaux menacés de Champagne-Ardenne se rencontre également çà et là.
L'entomofaune, et plus particulièrement les papillons, présente la même tonalité méridionale qu'une partie de la flore. L'avifaune est riche et diversifiée, avec deux oiseaux nicheurs rares, le pouillot de Bonelli et l'alouette lulu. Le site fait partie de la ZICO n°06 "Barrois et Forêt de Clairvaux" de la directive Oiseaux.
La ZNIEFF, très paysagère, est en assez bon état de conservation, bien que les zones en pelouses soient menacées par l'essaimage des pins et l'embroussaillement dû à la dynamique naturelle. Toutefois une gestion conservatoire mise en place par le Conservatoire du Patrimoine Naturel de Champagne-Ardenne qui loue (depuis 1993) et gère une partie du site (6 hectares 78) a permis récemment de rénover partiellement les pelouses et clairières (fauche, éclaircies dans les pinèdes, débroussaillage, broyage, etc.).
La délimitation de la ZNIEFF suit le tracé de l'autoroute A. 5 au nord, la limite entre le bois et les terres agricoles à l'est et les contours naturels des bois les plus riches pour le reste de la ZNIEFF.
