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La ZNIEFF des bois et pelouses de la Combe aux Boucs à Chalancey et Villemoron est située à la limite sud du département de la Haute-Marne. Elle regroupe le vallon encaissé de la Combe aux Boucs et ses versants raides et ébouleux ainsi que deux petits vallons latéraux. Principalement forestière (les boisement couvrent 85% du territoire de la ZNIEFF), elle comprend également des groupements herbacés thermophiles (lisières et pelouses diverses), des prairies mésophiles et quelques cultures.
Les principaux types forestiers sont la chênaie pubescente, la chênaie-charmaie xérophile et la hêtraie sèche sur les pentes les mieux exposées, la chênaie-charmaie mésophile lorsque les conditions sont moins marquées et très ponctuellement une hêtraie froide riche en charme, frêne, groseillier des Alpes et actée en épis.
Les forêts thermophiles sont des bois clairs souvent entrecoupés de petites clairières (où subsistent des éléments de pelouses et d'ourlets). Les essences les plus fréquemment rencontrées sont le chêne sessile, le chêne pubescent (souvent hybridé avec le premier), l'alisier blanc, le charme et le tilleul à grandes feuilles. Le tapis herbacé renferme trois espèces rares, d'origine subméditéranéenne, inscrites sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne : l'anémone hépatique, la potentille à petites fleurs et la violette blanche. On y observe également la laîche blanche (espèce d'origine subméditerranéenne, rare en plaine), la laîche de Haller, le sceau de Salomon odorant, la mélitte à feuilles de mélisse, ainsi que certaines espèces transgressives des pelouses et des lisières (phalangère rameuse, laîche glauque, seslérie bleue, brachypode penné, germandrée petit-chêne...).
Une petite station à nivéole se remarque sous la falaise (située dans la chênaie-charmaie mésophile au sud-est du lieu-dit "Champ Naud") ; ces rochers escarpés portent une végétation de fougères constituée par le scolopendre vulgaire, le capillaire et la rue de muraille.
Les lisières sont bien développées, notamment au niveau de l'adret de la Combe aux Boucs. On peut y observer l'aster amelle, protégé en France et présent essentiellement dans le nord-est et le sud-est du pays (très abondant dans la lisière située au niveau du talus routier de la D.140). Il est accompagné par la phalangère rameuse, le dompte-venin officinal, la campanule à feuilles de pêcher, la digitale jaune, la mélitte à feuilles de mélisse, le séséli libanotis, la campanule à feuilles rondes, etc.
Les pelouses sont bien représentées (au niveau du lieu-dit "Soiture", petite combe latérale sous "Champ Naud" et dans les clairières des boisements thermophiles). Certaines sont encore fauchées, d'autres dérivent de pâtures abandonnées depuis longtemps. Une espèce protégée en Champagne-Ardenne s'y remarque, l'hélianthème blanchâtre, inscrit sur la liste rouge régionale, de même que quatre autres espèces présentes ici : le fumana vulgaire, la cuscute du thym, l'hélianthème des Apennins et l'ophrys araignée. Certaines pelouses sont très riches en orchidées, notamment celle située à l'ouest de la ZNIEFF (coté sud de la D140) : ophrys frelon, ophrys araignée, ophrys mouche, orchis pyramidal, orchis militaire, orchis pourpre, orchis mâle, orchis bouc, acéras homme-pendu, listère ovale, platanthère à deux feuilles, etc. Plusieurs milliers de pieds fleuris y avaient été remarqués en 1994, malheureusement une partie a été détruite (environ le quart) par l'ouverture d'une sablière sauvage. On y rencontre également la globulaire, le cytise pédonculé, le séséli des montagnes, l'hélianthème jaune, la germandrée des montagnes, la germandrée petit-chêne, le thésion couché, la brunelle à grandes fleurs, la coronille naine, l'anémone pulsatille, le genêt ailé et certaines graminées (brome dressé, seslérie bleue, fétuque de Leman). Elles sont par endroits plus ou moins embroussaillées par le genévrier commun, le rosier pimprenelle, l'épine-vinette, le cerisier de Sainte-Lucie, le cornouiller mâle, le nerprun purgatif, la bourdaine, etc. Dans certaines zones à sol plus superficiel apparaît une pelouse rase à orpins (de Bologne, réfléchi, âcre et blanc), trèfle scabre (inscrit sur la liste rouge régionale), trèfle strié, alsine à feuilles ténues, micrope droit, pâturin comprimé...
A proximité des cultures (sur oolithe blanche), on peut observer certaines espèces rudérales ou messicoles telles que la violette tricolore, le gaillet de Paris (inscrit sur la liste rouge régionale), le galéopsis ladanum, l'aphane des champs, l'euphorbe exiguë, le bugle petit-pin, le mouron des champs, la germandrée botryde, le lamier amplexicaule, la molène lychnite.
La ZNIEFF est en bon état général.
La délimitation de la ZNIEFF suit les limites des vallons et les limites de répartition des espèces et des habitats.
