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La ZNIEFF regroupant la vallée de la Vrigne et les vallons du Bois des Grandes Hazelles au Bois de Neufmanil se situe entre les communes de Gespunsart au nord et de Rumel au sud. C'est une ZNIEFF à dominante forestière feuillue, mais certaines prairies de la vallée, des landes relictuelles, des mégaphorbiaies, des marais, le ruisseau ainsi que des plantations résineuses et des cultures sont également inclus dans son territoire. Elle fait partie de la grande ZNIEFF de type II du plateau ardennais.
Plusieurs types forestiers bien caractéristiques des boisements de la région s'y rencontrent :
- la chênaie sessiliflore acide avec les chênes sessile et pédonculé, le bouleau pubescent, le sorbier des oiseleurs, le néflier et le tremble. La strate arbustive, peu développée, comprend la bourdaine, la myrtille, le chèvrefeuille des bois et le houx. Le tapis herbacé comprend par la fougère aigle, la blechnie en épi, la molinie bleue, la luzule blanche, le muguet, la luzule des bois, la canche flexueuse, la germandrée scorodoine, etc. Ce type de boisement est le plus répandu sur le territoire de la ZNIEFF.
- au fond des vallons et dans la vallée, l'aulnaie-frênaie et l'aulnaie tourbeuse à sphaignes. La strate herbacée de ces bois de frêne et d'aulne (avec quelques fois le bouleau pubescent) comprend notamment des fougères (fougère femelle, polystic spinuleux, polystic dilaté, blechnie en épi), certaines espèces transgressives des mégaphorbaies (eupatoire chanvrine, cirse des maraichers, cirse des marais, reine des prés, épilobe des marais, grande consoude, morelle douce-amère) et diverses laîches (laîche allongée, laîche faux panic, laîche paniculée, etc.).
Les milieux les plus intéressants sont la pelouse oligotrophe à nard (5% de la superficie de la ZNIEFF), la prairie humide oligotrophe (10%) et la lande sèche relictuelle (moins de 1%)
La pelouse oligotrophe sur sol acide comprend le nard raide, la fétuque filiforme, la fétuque rouge, l'agrostide vulgaire, la danthonie décombente, la flouve odorante, la canche flexueuse pour les graminées, ainsi que par le gaillet saxatile, la violette des chiens, la pédiculaire des bois, le polygale vulgaire, la tormentille, la laîche à pilules, etc. Localement elle peut évoluer vers une lande sèche acidiphile à callune fausse-bruyère et à myrtille.
La prairie humide oligotrophe est caractérisée par la molinie bleue, la succise des prés, la canche cespiteuse, le nard raide, le gaillet boréal, le silaüs des prés, le sélin à feuilles de carvi, la laîche pâle, la platanthère à deux feuilles, le jonc aggloméré, le lotier des fanges, l'orchis tacheté, la laîche pâle, la laîche vulgaire, la laîche bleuâtre, la laîche des lièvres, la bétoine officinale...
Les autres milieux bien développés sont les mégaphorbiaies et les magnocariçaies plus en moins en mosaïque. On peut y observer le ményanthe trèfle d'eau.
La flore comporte trois espèces rares inscrites sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne : le ményanthe trèfle d'eau (magnocariçaies), le chrysanthème des moissons (messicole des sols acides) et l'orchis grenouille (prairie oligotrophe).
Tout comme la flore, la faune (plus particulièrement la faune aquatique) est très diversifiée et comprend plusieurs éléments montagnards, exceptionnels à basse altitude.
La faune entomologique renferme des espèces rares et en particulier un papillon typique des tourbières et des prés mouillés, le damier de la succise, protégé au niveau national depuis 1993, figurant dans le livre rouge de la faune menacée en France (catégorie "en danger" pour la moitié nord du pays). Il est également inscrit sur la liste rouge régionale avec trois autres espèces présentes sur le site : le nacré de la sanguisorbe, le damier noir et le mélitée des digitales. D'autres Lépidoptères plus communs les accompagnent (machaon, citron, paon du jour, grand mars changeant, petit Mars changeant, gazé, petite tortue, belle dame, lucine, argus vert, argus bleu, argus frêle, demi-argus, azuré des nerpruns, Robert-le-diable, hespérie de la houlque, hespérie du dactyle...), ainsi que des papillons de nuit (M noir, lamda, doublure jaune, brocatelle d'or, géomètre à barreaux, écaille du séneçon, bordure ensanglantée, mélanthie montagnarde et de nombreuses phalènes, comme par exmple la phalène ondée, la phalène du plantain, la phalène pocotée, la phalène du prunier).
Les Odonates sont également bien représentés, avec notamment onze espèces inscrites sur la liste rouge régionale : le leste dryade, le cordulégastre annelé (espèce montagnarde caractéristique des eaux vives non polluées), l'orthétrum brun, l'orthétrum bleuissant, la grande aeshne, le sympétrum noir, le sympétrum jaune d'or (espèce montagnarde), le gomphe vulgaire, la libellule fauve, l'aeschne printanière et la cordulie métallique. On y rencontre également d'autres espèces plus courantes, comme par exemple pour les demoiselles, le caloptérix vierge, le leste fiancé, l'agrion à larges pattes, la petite nymphe au corps de feu, l'agrion élégant, l'agrion jouvencelle, l'agrion porte-coupe et pour les libellules, le gomphe joli, l'aeshne bleue, l'anax empereur, la cordulie bronzée, la libellule déprimée, la libellule à quatre taches, la libellule écarlate, etc.
Les prairies attirent aussi de nombreux Orthoptères : trois sont inscrits sur la liste rouge régionale, le criquet à petites ailes (abondant), l'oedipode bleu turquoise et le conocéphale des roseaux (abondant). D'autres sauterelles (conocéphale bigarré, decticelle bariolée, decticelle cendrée, grande sauterelle verte) et criquets (tétrix riverain, tétrix à long corselet, criquet des clairières, criquet des pâtures) fréquentent aussi la ZNIEFF.
Les ruisseaux abritent Baetis melanonyx, éphémère montagnarde rare en France ainsi que Epeorus sylvicola, éphémère caractéristique des eaux rapides et fraiches des régions montagneuses, assez rare en France. On peut également y observer une autre éphémère caractéristique des milieux acides, Leptophlebia marginata, ainsi qu'une espèce rare en dehors de l'Ardenne schisteuse, Siphlonurus lacustris. Les trichoptères renferment Apatania eatoniana, espèce connue des Alpes, de la Bavière, du Massif Central et des Vosges, ainsi que de nombreuses espèces inféodées aux têtes de ruisseaux montagnards, notamment Diplectronema felix, Philopotamus montanus, Wormaldia occipitalis, Tinodes rostocki...
La lamproie de Planer, le chabot (inscrits tous les deux à l'annexe IV de la directive Habitats) et la truite fario (reproduction abondante) se rencontrent dans les nombreux ruisseaux qui parcourent la ZNIEFF : ce sont des poissons qui caractérisent les eaux froides, claires, bien oxygénées et non polluées. La faune piscicole comprend aussi la tanche, l'épinoche, la loche franche, le vairon, etc.
La présence des ruisselets, sources et petites mares attirent les batraciens : l'alyte accoucheur (belle station) et la salamandre commune, inscrits sur la liste rouge régionale, le triton alpestre (en régression en Fance et dans l'ensemble des pays d'Europe, inscrit à l'annexe III de la convention de Berne), le triton palmé, les grenouilles vertes et rousses. Les reptiles sont représentés par la vipère péliade (en déclin partout en Europe, partiellement protégée depuis 1993, inscrite à l'annexe III de la convention de Berne, figurant dans le livre rouge de la faune menacée en France et sur la liste rouge des reptiles de Champagne-Ardenne), la coronelle lisse (inscrite sur la liste rouge régionale), le lézard vivipare, la couleuvre à collier.
Certains oiseaux fréquentent le site, notamment le pic mar et le faucon hobereau, inscrits sur la liste rouge des oiseaux nicheurs de Champagne-Ardenne, l'épervier d'Europe, la chouette hulotte, le martin-pêcheur, le pic épeiche, le pic noir, le pouillot siffleur, la bécasse (nicheurs certains), la gélinotte des bois, la bécassine des marais, la chouette de Tengmalm (entendue plusieurs fois).
Une espèce montagnarde spécifique des vallons humides, proche de sa limite d'aire de répartition principale, s'y rencontre en grand nombre : la musaraigne de Miller (une des plus importantes populations du département des Ardennes), inscrite sur la liste rouge des mammifères de Champagne-Ardennes. Le caractère sauvage du site attire également d'autres mammifères, comme par exemple la musaraigne aquatique, le putois (inscrits tous les deux sur la liste rouge régionale), la martre, l'hermine, le blaireau, le cerf élaphe, le chevreuil et le sanglier.
La ZNIEFF est incluse dans la Z.I.C.O. CA 01 (plateau ardennais) de la directive Oiseaux. Le site est dans un bon état de conservation. Il est néanmoins menacé dans son ensemble par les pratiques sylvicoles (localement coupes à blanc, déboisements et plantations résineuses), par les pratiques agricoles (intensification du pâturage, apports d'engrais) et par la dynamique naturelle qui menace les milieux ouverts, aujourd'hui rares et fragiles.
La ZNIEFF regroupe les vallons forestiers les plus riches du secteur et les milieux les plus intéressants de vallée de la Vrigne.
