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La ZNIEFF de la forêt de la Vallée Noire, des Clairs Chênes et du Haut Mont est située entre les villages de Chevillon et d'Osne-le-Val. Essentiellement forestière, elle regroupe également des végétations de pelouses (le long de la route ou des chemins forestiers ou encore en lisière de forêt) et des prairies humides pâturées dans la vallée du ruisseau de Chevillon.
La végétation des versants boisés est très représentative de la région nord du département de la Haute-Marne. Elle est fonction de la topographie et de l'orientation de la pente et présente une belle variété de boisements :
- la chênaie-hêtraie à tendance thermoxérophile sur les versants bien exposés (versant sud du Haut Mont, des Clairs Chênes, versant ouest de Mouchevallotte). Le hêtre et le chêne sessile dominent largement la strate arborescente. Ils sont accompagnés par le charme, l'alisier blanc et plus rarement par le pin sylvestre et le chêne pédonculé. La strate herbacée bien diversifiée comprend diverses laîches (laîche des montagnes, laîche digitée et laîche glauque), des orchidées (néottie nid d'oiseau, orchis pourpre, platanthère à deux feuilles), le sceau de Salomon odorant, l'hellébore fétide, la digitale jaune, le solidage verge d'or, le monotrope suce pin...
- la chênaie-hêtraie à érables et tilleuls sur les versants plus mésothermes. Les arbres sont variés avec le chêne sessile, le hêtre, le tilleul à grandes feuilles, les érables plane, champêtre et sycomore, le frêne. Le taillis est constitué par les cornouillers mâle et sanguin, le groseillier à maqueraux, le chèvrefeuille à balais, le rosier des champs. Le tapis herbacé est constitué par la mercuriale vivace, le lamier jaune, le lierre, l'euphorbe faux-amandier, le muguet, la laîche des bois, le sceau de Salomon multiflore et des fougères diverses (polypode, fougère mâle, fougère femelle...).
- la chênaie pédonculée à nivéole en fond de vallon. La strate arborescente est largement dominée par le chêne pédonculé ; le frène commun y est également bien représenté. La strate herbacée comprend la nivéole (protégée en Champagne-Ardenne), la ficaire fausse renoncule, l'anémone des bois, le gouet tacheté, l'épiaire des bois, la parisette, la moschatelline, l'anémone fausse renoncule, etc. A l'ouest de la Grande Hoche, dans un vallon plus limono-argileux et plus ouvert se remarquent une belle population de fougères, avec la fougère mâle, le polystic spinuleux, le dryoptéris écailleux, le polystic dilaté, l'aspidium lobé, la fougère mâle et la fougère femelle.
- la frênaie alluviale avec le sureau noir, l'oseille sanguine, la véronique des montagnes, la scrofulaire aquatique, la moschatelline, l'anémone fausse renoncule, l'angélique sylvestre, la fougère mâle, la laîche faux-panic...
Le long du talus routier de la D.9 (vers la Mouchevallotte) ou en bordure de certains boisements se remarquent des pelouses et lisières quelquefois bien développées ; on y trouve le brachypode penné, des orchidées (orchis mâle, orchis pourpre, listère ovale, platanthère à deux feuilles), le genêt des teinturiers, l'hélianthème jaune, l'hippocrépide chevelu, la petite piloselle, le polygala calcaire, la potentille printanière, l'anémone pulsatille, la laîche glauque pour les pelouses, le mélampyre des prés, la belladone, la digitale jaune, l'épiaire des Alpes, la vesce des haies, la violette hérissée, la valériane officinale des collines et la laîche écartée pour les lisières.
La végétation prairiale de la vallée est restée très typique avec des prairies pâturées humides bien caractéristiques à laîche distante (inscrite sur la liste rouge des végétaux menacés de Champagne-Ardenne), cardamine des prés, lychnis fleur de coucou, renoncule âcre, colchique, lysimaque nummulaire, laîche hérissée, jonc glauque, jonc à fruits luisants, populage des marais...
La faune avienne, sans renfermer de raretés, est très diversifiée avec près d'une trentaine d'espèces inventoriées : la forêt héberge la tourterelle des bois, le pigeon ramier, le pic mar (irrégulièrement répandu et en densité assez faible au niveau régional), le geai, le grosbec casse-noyaux, la sittelle torchepot, les grives draine et musicienne, la fauvette à tête noire, le pouillot siffleur, le roitelet huppé, le roitelet à triple bandeau, la mésange huppée, la mésange noire... La tempête a créé des ouvertures dont ont profité le pipit des arbres, le pouillot véloce et le pouillot fitis.
Le chat sauvage habite la forêt en compagnie d'autres carnivores (blaireau, martre, hermine, belette, renard, putois) et de grands mammifères forestiers (chevreuil, sanglier). La salamandre (inscrite sur la liste rouge régionale des amphibiens) fréquente aussi la ZNIEFF.
Elle est dans un bon état général.
La délimitation de la ZNIEFF suit les parties biologiquement les plus riches d'un grand vallon essentiellement forestier et de ses diverticules. Les plateaux ont une richesse beaucoup plus faible et n'ont donc pas été intégrés.
