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La ZNIEFF concernant les bois du Ronchot, de la Rocheleule, de Tornay et la vallée de Vannon, est située entre les villages de Gilley et Tornay, dans le sud haut-marnais. D'une superficie de 325 hectares, elle est essentiellement forestière et comprend, très localement, des végétations de lisières et de pelouses thermophiles, des prairies pâturées ou fauchées et un ruisseau, le Vannon (diverticule nord-ouest de la ZNIEFF) qui se perd au niveau de deux gouffres situés au lieu-dit "les Combes" et dans le Bois Monsieur.
Les différents groupements forestiers qui la constituent sont très caractéristiques, deux grands types forestiers s'y distinguent :
- la chênaie-charmaie calcicole à mésoneutrophile avec une strate arborescente essentiellement constituée par le chêne sessile, le charme et le hêtre et une strate arbustive bien diversifiée avec les aubépines, le rosier des champs, le troène, le fusain, le camerisier à balais, la viorne lantane, le cornouiller sanguin. Le tapis herbacé comprend le lierre, la scille à deux feuilles, le gouet tacheté, l'orge d'Europe (assez rare en plaine), l'ornithogale des Pyrénées, la renoncule tête d'or, l'asaret d'Europe, la laîche digitée, l'iris fétide (en limite d'aire absolue de répartition vers le nord)... Sur les versants bien exposés, une variante plus sèche tendant vers la chênaie pubescente apparaît caractérisée par le développement du cormier (arbre d'origine subméditerranéenne, assez rare et disséminé en Haute-Marne), de l'alisier blanc, de l'alisier torminal et du chêne pubescent.
- la frênaie-érablaie sur pente forte et falaise à éboulis grossiers avec une strate arborescente dominée par le frêne, le chêne sessile, le tilleul à grandes feuilles. Le taillis est constitué par l'érable champêtre, le noisetier, le groseillier alpin, le groseillier à maquereaux, le cornouiller mâle, le houx. La strate herbacée comprend le polystic dilaté, la fougère mâle, l'aspidium lobé, le lierre, la mercuriale vivace, la corydale solide, la lathrée écailleuse, l'anémone fausse-renoncule, la mélique à une fleur, la cardamine impatiente, etc. Sur les gros blocs éboulés s'est installée une végétation riche en fougères, avec notamment la scolopendre, le polypode, le capillaire, le cystoptéris fragile, le dryoptéris écailleux (rare en Haute-Marne, notamment sur calcaire), la fougère femelle, l'aspidium lobé.
Des groupements d'ourlets plus ou moins thermophiles se sont développés le long des bois et de certains chemins forestiers. On y rencontre l'iris fétide (dans les lisières de la Rocheleule, du Ronchot etdu Bois de Tornay), l'hellébore fétide, la pulmonaire semblable (endémique française d'origine subatlantique, en limite d'aire de répartition vers l'est), le dompte-venin, le fraisier vert, le trèfle intermédiaire, la valériane officinale, la digitale jaune, la violette hérissée, la bétoine officinale...
Certaines pelouses subsistent çà et là : elles sont riches en orchidées (orchis moucheron, orchis mâle, orchis militaire, orchis pourpre, listère ovale, platanthère à deux feuilles) et en espèces caractéristiques de ce type de milieu, notamment le barbon pied-de-poule (protégé au niveau régional et inscrit sur la liste rouge des végétaux menacés de Champagne-Ardenne), la globulaire, le polygala du calcaire, le séséli des montagnes, la potentille printanière, le lin à feuilles ténues, la petite sanguisorbe, la laîche printanière, l'hippocrépide en ombelle, le serpolet, les orpins blanc, réfléchi et de Bologne. Elles peuvent s'embroussailler (la Poche des Puits) et donner une fruticée épineuse (constituée par le prunellier épineux, le cerisier de Sainte-Lucie, l'aubépine épineuse) surmontée par le bouleau, le pin sylvestre, le pin noir, le cormier...
Certaines espèces messicoles ou rudérales sont présentes dans la ZNIEFF, notamment la guimauve hérissée, le brome des champs, le peigne de Vénus.
La vallée temporairement parcourue par le Vannon porte des prairies pâturées et/ou fauchées (à avoine élevée, vulpin des prés, berce sphondyle, cerfeuil sauvage, la knautie des champs) et des prairies abandonnées (à ficaire fausse renoncule, gaillet mollugine, silène rouge, scrofulaire aquatique, lamier maculé). Cette partie de la vallée est très encaissée et bordée de part et d'autre par de hautes falaises à végétation de fougères.
La diversité avifaunistique est bonne. Les oiseaux rencontrés dans la ZNIEFF fréquentent préférentiellement la forêt (tourterelle des bois, pigeon ramier, pic vert, pic épeiche, geai des chênes, sittelle torchepot, grosbec casse-noyaux, pipit des arbres, mésange boréale, mésange huppée, fauvette à tête noire...) et les milieux broussailleux (troglodyte mignon, accenteur mouchet, pouillot véloce, fauvette grisette, mésange nonnette, bruant jaune, etc.). Le lézard des murailles (inscrit à l'annexe IV de la directive Habitats) et l'orvet ont été aussi contactés sur le site.
La zone, très paysagère, a un certain intérêt géomorphologique (pertes du Vannon, gouffre). Elle est dans un bon état général.
La ZNIEFF englobe deux massifs forestiers et en prolongement un vallon escarpé, le tout essentiellement entouré de champs à moindre intérêt biologique.
