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La ZNIEFF II de la vallée moyenne de l'Aube de Bar-sur-Aube à Brienne-la-Vieille est un vaste ensemble très caractéristique de la région du Barrois et de la plaine de Brienne, recelant une végétation remarquable à plus d'un titre : surtout boisements alluviaux et peupleraies, mais aussi prairies (près du quart de la superficie de la ZNIEFF) et moins fréquemment groupements palustres (magnocariçaies, mégaphorbiaies, roselières) et groupements aquatiques de la rivière et des mares. Localement se sont développées, sur la terrasse alluviale, des pelouses et des pinèdes qui ont fait l'objet d'une ZNIEFF I séparée. Une source tufeuse située au niveau de la Fontaine de Ternant, le long de la D. 46, à l'ouest de Bar-sur-Aube se remarque également. Des gravières qui ne sont plus en exploitation ont été réaménagées en zone de pêche et de loisirs.
Les bois alluviaux inondables sont dominés par le frêne, l'aulne glutineux et l'érable sycomore, accompagnés par l'érable faux-platane, l'orme de montagne, l'orme lisse (inscrit sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne). Le cerisier à grappes se rencontre en sous-strate avec le groseillier rouge, le cassis (également inscrit sur la liste rouge régionale), le noisetier, la bourdaine, le saule cendré, etc. La strate herbacée est riche en hautes herbes et grandes laîches pour les communautés les plus humides (laîche maigre, laîche pendante...).
Des boisements secondaires (codés dans la typologie des milieux sous le terme "autres bois décidus" de CORINE biotopes) peu ou pas inondables et des boisements mixtes riches en hêtres, chênes, frênes, érables, bouleaux, tilleuls et pins sylvestres, sont également représentés sur les terrasses alluviales et renferment le cynoglosse des montagnes, inscrit sur la liste rouge régional.
Deux types de pinèdes se remarquent : la pinède sèche sur graviers calcaires et la pinède humide à roseaux au niveau des zones déprimées (groupement végétal rarissime, le seul exemple connu du département). La pyrole à fleurs verdâtres, protégée en Champagne-Ardenne peut s'y observe.
Les prairies sont bien caractéristiques ; ce sont surtout des prairies mésophiles de terrasse, autrefois fauchées, aujourd'hui le plus souvent pâturées, avec quelques prairies hygrophiles localisées dans des secteurs plus humides.
Une pelouse sur grève est située au sud de Brienne-la-Vieille (dernière pelouse de ce type en bon état à subsister en Champagne-Ardenne) : elle est riche en orchidées diverses et renferme notamment l'orobanche de la germandrée (protégée au niveau régional), l'orobanche du thym et l'ophrys araignée inscrits sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne. Elle fait l'objet d'une ZNIEFF de type I et a été proposée dans le cadre de la directive Habitats.
Au niveau des méandres de l'Aube et des dépressions se rencontrent différents groupements marécageux : roselières, cariçaies à grandes laîches (laîche des marais, laîche paniculée, laîche des rives, etc.), filipendulaies, groupements à hautes herbes (baldingère, phragmite, scirpe, massette, etc.) et bas-marais ponctuels (avec la linaigrette à larges feuilles, protégée au niveau régional et inscrite sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne).
La végétation aquatique de la rivière est typique avec des espèces peu courantes (nénuphar blanc, petit nénuphar), la végétation submergée des mares et dans une moindre mesure des gravières est caractérisée par la présence de la laîche tardive (inscrite sur la liste rouge régionale), de la petite berle, du plantain d'eau, du rubanier, etc.
La diversité des biotopes et la richesse floristique favorise la faune entomologique avec de nombreux papillons (dont le machaon et le flambé, inscrit sur la liste rouge régionale des Lépidoptères), des criquets variés (dont le criquet à petites ailes inscrit sur la liste rouge régionale des Orthoptères) et des libellules (avec notamment la grande aeschne, le gomphe vulgaire et le gomphe à pinces inscrits sur la liste rouge des Odonates de Champagne-Ardenne).
Le triton crêté se reproduit dans la ZNIEFF : il est protégé en France depuis 1993, inscrit aux annexes II et IV de la directive Habitats ainsi qu'à l'annexe II de la convention de Berne. Il figure dans le livre rouge de la faune menacée en France (dans la catégorie "espèce vulnérable") et sur la liste rouge des amphibiens de Champagne-Ardenne.
Les poissons sont variés avec l'ombre commun (inscrit à l'annexe III de la convention de Berne, à l'annexe IV de la directive Habitats et sur le livre rouge de la faune menacée en France, dans la catégorie "vulnérable"), le chabot et la lamproie de Planer (inscrits aux annexes II et IV de la directive Habitats), le brochet (inscrit dans le livre rouge de la faune menacée en France en tant qu'espèce vulnérable), la loche franche, le barbeau commun, le goujon, la perche, la vandoise, la gardon, la truite fario, etc.
L'avifaune est diversifiée avec 74 espèces d'oiseaux différentes dont cinq sont inscrites sur les listes rouges : le petit gravelot, le phragmite des joncs (nicheur peu commun, en diminution), le milan noir, l'hirondelle des rivage et le blongios nain. Ce dernier se reproduit dans une petite roselière située au sud de la ZNIEFF : ce nicheur, très rare et en forte régression en Champagne-Ardenne, est inscrit à l'annexe I de la directive Oiseaux et à l'annexe II de la convention de Berne, il figure sur le livre rouge de la faune menacée en France (dans la catégorie "en danger d'extinction").
Les chauves-souris qui hivernent dans les carrières d'Arsonval et de Bossancourt, à la limite de la ZNIEFF, fréquentent l'ensemble du milieu, l'utilisant de façon complémentaire. Il s'agit du grand rhinolophe, du petit rhinolophe, du vespertilion à oreilles échancrées, du grand murin, du vespertilion de Bechstein, du vespertilion à moustaches, du vespertilion de Natterer, de l'oreillard et du vespertilion de Daubenton.
De très belles falaises de grèves et d'alluvions de 6 à 8 mètres de haut confèrent à la ZNIEFF un intérêt géologique certain. Le site fait partie de la zone de Champagne humide et de ses grands lacs définie par la convention de Ramsar. Une petite partie est incluse dans la Z.I.C.O. CA 02 des lacs de la Forêt d'Orient (au nord) et dans la Z.I.C.O.CA 06 du Barrois et de la Forêt de Clairvaux (au sud) de la directive Oiseaux.
La ZNIEFF est dans un bon état général de conservation.
Les limites de la ZNIEFF suivent les contours des milieux les plus riches, les moins perturbés et les plus intéressants pour le maintien de la flore et de la faune de la vallée de l'Aube (lit majeur).
