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La ZNIEFF du marais de Val Serveux occupe un vallon élargi situé au sud de la ferme du même nom à Colmier-le-Haut. Un marais tourbeux (un des seuls du plateau de Langres) constitue l'intérêt majeur du site ; il est assez vaste (environ 5,5 hectares), s'étendant sur plus de 700 mètres le long du fond du vallon, para toubeux à tourbeux et peu tufeux (sauf latéralement à la base du versant est). Une très vaste schoenaie, renfermant les trois choins, et une jonçaie à swertie dominent en mosaïque avec une magnocariçaie à laîche raide. Le tiers aval du marais est constitué par un vaste complexe de magnocariçaies à laîche des marais, laîche stricte (dominante), laîche à bec et de schoenaies plus ponctuelles. Ce type de groupement est rarement aussi bien développé ailleurs sur le plateau de Langres. Plus marginalement, se rencontrent également la jonçaie dense et la moliniaie banale. La saulaie basse linéaire est bien développée le long des fossés. La végétation est diversifiée avec de nombreuses espèces rares ou en déclin : le choin ferrugineux, très rare en France (localisé dans l'est du pays), la swertie pérenne, très localisée en plaine, tous deux constituant ici (avec d'autres localités du Plateau de Langres et de Côte d'Or) un îlot très excentré par rapport à l'aire de répartition de ces espèces, la linaigrette à larges feuilles, en très forte régression et qui a presque disparu de la plaine française, l'orchis de Traunsteiner, espèce nord-préalpine qui se trouve surtout dans les montagnes et dans l'est du pays. Elles bénéficient toutes d'une protection régionale ou même nationale (choin ferrugineux) et sont inscrites sur la liste rouge des végétaux en Champagne-Ardenne, ainsi que la laîche puce, le triglochin des marais (localisé dans des secteurs érodés et piétinés) en très forte régression et très rare en Haute-Marne, l'hydrocotyle vulgaire (dans les parties les plus humides du marais) très rare sur le plateau de Langres, l'orchis incarnat et la parnassie des marais. Parmi les libellules qui fréquentent le site, trois espèces sont remarquables : l'agrion de Mercure, protégé en France et en Europe (convention de Berne), inscrit sur les listes de la directive Habitats (annexe II), de la faune menacée aux niveaux national et régional, le cordulégastre bidenté, espèce d'origine montagnarde, rare dans toute la France et le cordulégastre annelé, inscrits sur la liste rouge régionale de Champagne-Ardenne. L'écrevisse à pattes blanches s'y rencontre également, elle est présente dans le livre rouge de la faune menacée en France en tant qu'espèce vulnérable, est protégée sur le territoire national depuis 1983 et figure sur l'annexe III de la convention de Berne et sur les annexes II et V de la directive Habitats. Ce marais, non drainé (seul un fossé latéral a été recreusé dans le tiers aval), constitue une zone exeptionnelle en très bon état de conservation, en liaison avec un pâturage régulier mais de faible intensité (interrompu certaines années).
La délimitation de la ZNIEFF suit le fond et le bas de pente (pointe sud) d'un vallon.
