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La ZNIEFF dite du grand vallon de Verbiesles est située au nord de la commune du même nom, non loin de la ville de Chaumont. Elle comprend un vallon principal et ses vallons adjacents, le tout fortement pentu avec des escarpements rocheux et de gros éboulis calcaires. De très grosses sources de type résurgence sont disséminées en plusieurs endroits du vallon et sont à l'origine d'un ruisseau temporaire très actif. Elles sont aujourd'hui captées par la ville de Chaumont, leur surplus s'écoulant librement mais le ruisseau est le plus souvent à sec. Ces belles oppositions de versants génèrent des types forestiers variés : tiliaie-érablaie, érablière à scolopendre sur les gros éboulis de la Côte du Four, hêtraie thermophile à Sesleria caerulea, hêtraie froide sur pente nord. On trouve aussi une chênaie-charmaie-hêtraie calcicole de plateau, une frênaie-chênaie pédonculée à Deschampsia caespitosa sur les alluvions calcaires grossiers et forêt de fond de vallon. Sur une petite falaise de Coté Froid, une végétation particulière s'est développée, riche en fougères, avec notamment la doradille verte, protégée en Champagne-Ardenne et dont les staions haut-marnaises sont parmi les seules de la plaine française, le polypode du calcaire, le cystoptéris fragile, le capillaire, la fougère mâle et le polystic spinuleux. La population avifaunistique est classique et typique de celle des milieux forestiers. Parmi les oiseaux qui nichent sur le site, le milan noir, le milan royal et le pic mar sont inscrits sur la liste rouge des oiseaux de Champagne-Ardenne. Les amphibiens sont bien représentés avec notamment la salamandre, appartenant à la liste rouge régionale. Le site est en bon état, mais la fréquentation par les promeneurs et les cyclistes tout-terrain occasionne du dérangement pour la faune.
Les limites de la ZNIEFF suivent le contour (haut de versant) du vallon principal et de ses petits vallons perpendiculaires.
