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Les parties est et sud de la Forêt d'Auberive constituent une vaste ZNIEFF de type II de 5 536 hectares, située dans le sud-ouest de la Haute-Marne, entre les communes de Pierrefontaines, Aujeurres, Vaillant, Mouilleron, Lamargelle et la partie sud-est du territoire d'Auberive. Elle regroupe en son sein douze ZNIEFF de type I. Essentiellement forestière (près des 3/4 de la superficie totale), elle comporte également des milieux marécageux caractéristiques riches en flore et faune particulières (dont plusieurs d'entre eux ayant fait par ailleurs l'objet de ZNIEFF I) et des milieux herbacés thermophiles (lisières sèches, pelouses et gazons pionniers). Des plantations résineuses, des prairies (fauche et pâture), des cultures et des jachères complètent la végétation de la ZNIEFF.
Sur le plateau et les faibles pentes prospère la chênaie-charmaie-frênaie (ou encore la chênaie-charmaie-hêtraie). Le peuplement arborescent est dominé par le chêne sessile, le charme, le frêne, le hêtre et le tilleul à grandes feuilles. La strate arbustive est par endroits bien développée (charme, noisetier, rosier des champs, aubépine épineuse, aubépine monogyne, groseillier des Alpes, etc.), de même que le tapis herbacé où se remarquent très localement le lis martagon, protégé au niveau régional et inscrit sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne (espèce rare ou quasiment nulle en plaine française, localisé ici dans quelques petites stations sur plateau ou en bas de pente à Aprey, Aujeurres et Auberive), la renoncule à feuilles de platane dans le Bois de Baissey (une des deux stations connues en Champagne-Ardenne, représentée ici par une trentaine de pieds lors de la floraison en mai 1999). Ils sont accompagnés par le lierre, le brachypode des bois, l'ornithogale des Pyrénées, le lamier jaune, la fétuque hétérophylle, la violette des bois, l'euphorbe faux-amandier...
Sur les versants bien exposés se développe la hêtraie-chênaie xérophile. Les essences principales sont, outre le hêtre et le chêne sessile qui dominent, le tilleul à grandes feuilles, l'alisier blanc, l'alisier torminal et le chêne pubescent. Le taillis est composé par l'érable champêtre, le noisetier, le cornouiller mâle, le fusain d'Europe et la viorne mancienne. Dans la strate herbacée, on rencontre de nombreuses laîches (laîche blanche, laîche glauque, laîche de Haller, laîche des montagnes), des graminées (seslérie bleue, brachypode des bois) et plusieurs espèces protégées en Champagne-Ardenne ou inscrites sur la liste rouge régionale : l'anémone hépatique (rare en plaine), la potentille à petites fleurs (d'origine subméditerranéenne, en limite d'aire en Haute-Marne) et quatre orchidées (céphalanthère rouge, céphalanthère à longues feuilles, l'épipactis à labelle étroit et limodore abortif). Les groupements de lisière de ces forêts thermophiles sont bien caractéristiques et présentent une espèce protégée en France, l'aster amelle, deux espèces protégées en Champagne-Ardenne, la gentiane jaune (dont les stations champardennaises et bourguignonnes sont les seules de la plaine française) et la coronille couronnée (très rare en France où elle se localise à l'Est du pays), inscrite sur la liste rouge régionale, de même que la violette blanche située à sa limite d'aire de répartition vers le nord. On y rencontre également la phalangère rameuse, le fraisier vert, le brachypode penné, le sceau de Salomon odorant, le dompte-venin officinal, le petit pigamon...
Sur les versants nord se rencontre localement la hêtraie-chênaie froide à dentaire, actée en épis et orge d'Europe. Les fonds des vallons sont le domaine de l'aulnaie-frênaie.
Les bas-marais alcalins sont bien représentés au niveau des sources de la Vingeanne à Aprey, de "Chamony" à Aujeurres, des "Vaux de Boeufs" à Auberive et de "sous Mont Saule" à Vaillant et ont fait l'objet de Znieff I détaillées. Ils sont généralement constitués par une cariçaie-schoenaie (à laîche de Davall, choin ferrugineux, choin noirâtre, choin intermédiaire, swertie pérenne et jonc obtusiflore pour les espèces les plus caractéristiques) avec dans les zones plus mouillées, un faciès à laîche écailleuse et linaigrette à larges feuilles, accompagnées par la gentiane pulmonaire, l'épipactis des marais, la parnassie des marais... Dans les zones les plus sèches se différencie la moliniaie (dont certaines sont pâturées) avec la renoncule à segments étroits, la succise des prés, le gaillet boréal, la gentiane pulmonaire, la laîche faux-panic, la molinie bleue, la sanguisorbe officinale pour les espèces les plus représentées. Les cariçaies à grandes laîches, les roselières et les groupements à hautes herbes (notamment à aconit napel) sont plus diversement représentés.
La végétation présente plus d'une dizaine d'espèces protégées : le choin ferrugineux (très rare et protégé en France), le thélypéris des marais, la swertie pérenne (très localisée en plaine), la linaigrette à larges feuilles, l'herminie clandestine ou orchis musc (qui possède ici son unique station de Champagne-Ardenne, protégée par un A.P.B.), l'orchis de Traunsteiner (espèce nord-préalpine qui se trouve surtout dans les montagnes et dans l'est du pays), la gymnadénie odorante, l'aconit napel (il s'agit ici de l'une des populations principales de la sous-espèce néomontanum pour la plaine française), la renoncule à segments étroits, le saule rampant, etc. La plupart est également inscrite sur la liste rouge régionale de même que la canche moyenne (ici à sa limite nord de répartition), l'orchis grenouille (en voie de disparition rapide), la parnassie des marais, l'orchis incarnat, la laîche puce (en forte régression en Champagne-Ardenne), le scirpe comprimé (dans la moliniaie pâturée), le ményanthe trèfle d'eau et une petite fougère, l'ophioglosse. Certaines sources alimentant ces marais, très carbonatées, sont de type pétrifiant et peuvent conduire à la formation d'entablement de tufs comme par exemple au niveau du marais de la Salle à Auberive.
Les pelouses, typiques mais peu nombreuses, se localisent en lisière de massif (Champ Montot, escarpements de la Fontaine Magny...). Elles sont représentées par des groupements pionniers à orpins, par des pelouses ouvertes à seslérie et violette des rochers et par des pelouses à brome et à fétuque. On peut y observer quatre espèces protégées en Champagne-Ardenne, la laîche pied d'oiseau, la gymnadénie odorante, l'hélianthème blanchâtre et la violette des rochers. Ces deux derniers sont figurent aussi dans la liste rouge régionale de même que l'hélianthème des Apennins, L'euphraise de Salzbourg, l'aspérule faux-gaillet, le trèfle strié, le trèfle jaunâtre et le trèfle scabre. Certaines orchidées s'y remarquent (épipactis brun rougeâtre, orchis moucheron, platanthère à deux feuilles), accompagnées par la pulsatille vulgaire, la globulaire, l'hélianthème nummulaire, la gentiane germanique, la gentiane ciliée, le polygala du calcaire, le peucédan herbe-aux-cerfs, le genêt des teinturiers, etc. Des groupements de d'éboulis se remarquent çà et là au niveau d'escarpements rocheux avec le polystic en lance, d'origine artico-alpine, très rare en dessous de 800 mètres d'altitude
Certaines prairies marécageuses pâturées (vers Servin) recèlent une orchidée rare inscrite sur la liste rouge, le coeloglosse vert.
La population entomologique est importante et variée, liée à la diversité des milieux (marécageux, thermophiles, forestiers...). Les Odonates présentent une vingtaine d'espèces différentes avec une libellule protégée en France, l'agrion de Mercure. Inscrit aux annexes II de la convention de Berne et de la directive Habitats, il figure dans le livre rouge de la faune menacée en France (catégorie vulnérable). Il fait aussi partie de la liste rouge régionale, de même que sept autres espèces rencontrées sur le site : cordulégastre annelé, cordulégastre bidenté (d'origine montagnarde, rare dans toute la France), agrion gracieux, orthétrum brun, orthétrum bleuissant, sympétrum noir et cordulie à taches jaunes. Les Lépidoptères, et plus particulièrement les papillons de jour, sont également bien représentés avec trois papillons protégés en France et en Europe (Convention de Berne, directive Habitats), le fadet des tourbières, le damier de la succise et la bacchante également inscrits sur la liste rouge, de même que dix autres espèces. Il s'agit de l'hermite (très rare en plaine), le nacré de la sanguisorbe (qui affectionne les prairies marécageuses et les bois clairs et humides), le petit collier argenté, le fadet de la mélique, le flambé, le grand damier, le mélitée des digitales, l'hespérie faux-buis, l'hespérie de l'alchémille et l'hespérie roussâtre. Onze criquets sont inscrits sur la liste rouge des Orthoptères, avec par exemple des sauterelles (conocéphale des roseaux, dectique verrucivore la decticelle à petites ailes), des criquets chanteurs (criquet vagabond, criquet des montagnes et criquet à petites ailes...), des criquets colorés (oedipode bleu), des criquets migrateurs (criquet italien), etc. Ils sont accompagnés par des espèces plus communes, comme par exemple le caloptéryx éclatant, le caloptéryx vierge, le leste verdoyant, l'agrion à larges pattes, la petite nymphe au corps de feu, l'agrion élégant, l'agrion jouvencelle, l'agrion porte-coupe pour les demoiselles, la libellule déprimée, la cordulie bronzée, le gomphe joli, l'anax empereur et l'orthétrum réticulé pour les libellules, le demi-deuil, le tabac d'Espagne, le petit nacré, le moiré sylvicole (espèce plus commune en altitude), le procris, le céphale, l'argus bleu, l'argus bleu céleste, l'argus bleu nacré pour les papillons, la grande sauterelle verte, la sauterelle ponctuée, la decticelle bicolore, la decticelle cendrée, le phanéroptère porte-queue, le sténobothre linéaire pour les sauterelles, le criquet duettiste, le criquet des clairières, le criquet des pâtures, le grillon des bois... La mante religieuse et la petite cigale des montagnes fréquentent aussi la ZNIEFF.
La salamandre, le crapaud accoucheur et le lézard vivipare se rencontrent au niveau des marais qui parsèment la ZNIEFF. Les deux premiers sont inscrits sur la liste rouge des amphibiens de Champagne-Ardenne.
La faune ornithologique est variée, avec 65 espèces recensées. Trois espèces appartiennent à la liste rouge des oiseaux nicheurs menacés de Champagne-Ardenne : il s'agit du pic cendré (bien représenté ici), du busard Saint-Martin et de l'alouette lullu. Le pic mar, beaucoup moins rare au niveau régional que les précédents niche également sur le site. D'autres pics (pic vert, pic noir, pic épeiche, pic épeichette) fréquentent la forêt. On peut également y observer des rapaces (buse, milan noir, milan royal, autour des palombes, épervier d'Europe), la tourterelle des bois, le pinson des arbres, la sittelle torchepot, le bec-croisé des sapins, le grosbec casse-noyaux, des grives (musicienne, draine) ainsi que divers pouillots (véloce, fitis) et mésanges (charbonnière, bleue, boréale, huppée), etc.
Au niveau des mammifères, la genette a été intégrée à la liste car elle a fréquenté le site jusqu'à la fin des années soixante dix et quelques données font encore état de sa présence dans les bois limitrophes à la ZNIEFF. Les principaux mammifères répertoriés sont par ailleurs la musaraigne aquatique (protégée en France et inscrite sur la liste rouge régionale, le chevreuil, le cerf élaphe et de nombreux carnivores (renard, hermine, belette, martre, chat sauvage...). Certaines chauves-souris fréquentent la ZNIEFF : les grand et petit rhinolophes (cavité au nord de Lamargelle-au-Bois), le murin à moustaches, le murin de Daubenton et la barbastelle.
La ZNIEFF est dans un bon état général.
La ZNIEFF comprend les zones les plus riches d'un massif forestier et ses bordures naturelles ; elle est limitée à l'ouest par la ZNIEFF II du massif forestier au sud d'Auberive et localement par une partie de celle de la vallée de l'Aube.
