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La ZNIEFF des bois de pente et du vallon de Sombreuil, d'une superficie de plus de 200 hectares, est située à l'ouest de Fronville. Elle regroupe des boisements variés, des pelouses plus ou moins embroussaillées, des pâtures mésophiles et des cultures enclavées. Au fond du vallon serpente le ruisseau de Sombreuil ; il subsiste ponctuellement des milieux marécageux (roselières, cariçaies, groupements à reine des prés). Un étang et un parc d'agrément (avec des oies de ferme et des daims) se localisent vers le moulin de Sombreuil.
Les différents groupements forestiers qui la constituent sont très caractéristiques et variés en fonction des versants, de leur exposition et du microclimat qui en découle : hêtraie froide à dentaire pennée sur les versants exposés nord, chênaie-hêtraie plus ou moins thermophile sur les coteaux bien exposés, chênaie-charmaie de bas de pente et localement chênaie-frênaie et aulnaie en fond de vallon. Des pinèdes à pins noirs et/ou à pins sylvestres (de reconquête ou en plantations) s'y remarquent également.
La chênaie-hêtraie claire thermophile sur pente exposée au sud (Coteau Rémy) est constituée par le chêne pédonculé, l'alisier blanc, le hêtre, l'alisier torminal et le pin sylvestre. Dans la strate arbustive se remarquent le cytise faux ébénier, le cornouiller mâle et le bois joli. La strate herbacée comprend la laîche glauque, l'épipactis à larges feuilles, le sceau de Salomon odorant, le dompte-venin officinal, l'hellébore fétide, le muguet...
En station froide prospère une très belle hêtraie à dentaire avec le hêtre, le tilleul à grandes feuilles (abondant), l'orme de montagne et l'érable sycomore. Le taillis est composé par le charme, l'érable champêtre et le noisetier. La strate herbacée est caractérisée par la présence de la dentaire pennée (très abondante), de la mercuriale vivace et de la laîche digitée.
En bas de pente apparaît la chênaie-charmaie : dominée par le chêne pédonculé et le charme, on y rencontre aussi le frêne, l'érable sycomore et le tremble. Elle possède une strate arbustive riche en noisetier, rosier des champs, fusain d'Europe, bois joli, lauréole, viorne obier, cornouiller mâle. Le tapis herbacé comprend le gouet tacheté, la primevère élevée, le millet diffus, la ficaire fausse renoncule, la renoncule tête d'or, la sanicle d'Europe, la mélique à une fleur et de nombreuses espèces neutrophiles, notamment l'anémone des bois, le lamier jaune, la laîche des bois, le sceau de Salomon multiflore, la raiponce en épis, l'ornithogale des Pyrénées, la parisette...
Localement au fond de la vallée l'aulnaie marécageuse à bourdaine, groseillier rouge, laîche des marais, laîche espacée, iris faux-acore, scirpe des bois, polystic spinuleux, polystic dilaté, fougère femelle...
Les pelouses (notamment au niveau de la Côte Hée) sont très riches en orchidées, avec l'orchis mâle, l'orchis pourpre, l'orchis militaire, l'orchis bouc, l'orchis pyramidal, l'ophrys frelon, l'acéras homme-pendu, la listère ovale et le platanthère à deux feuilles. La flore est dominée par les graminées (fétuque de Léman, brome dressé, brachypode penné, brize intermédiaire, dactyle aggloméré, koelérie pyramidale, avoine pubescente). Elles sont accompagnées par de nombreuses espèces caractéristiques de ce type de milieu comme le polygala du calcaire, le peucédan herbe aux cerfs, la laîche glauque, la petite sanguisorbe, le lin purgatif, l'hippocrépide chevelu, le lotier corniculé, la petite piloselle, le genêt des teinturiers, l'euphorbe verruqueuse, la brunelle à grandes fleurs. Elles sont en mosaïque avec la fruticée à genévrier, cornouiller sanguin, cytise faux-ébénier, viorne lantane, épine noire, cerisier de Sainte-Lucie, aubépine monogyne, rosier des chiens chèvrefeuille à balais, poirier sauvage, alisier blanc. Au niveau herbacé la flore s'enrichit en espèces des lisières et ourlets comme par exemple l'origan, le tamier commun, l'aigremoine eupatoire, la violette hérissée, la coronille bigarrée, le trèfle intermédiaire, l'hellébore fétide, la primevère officinale, le buplèvre en faux... Sur le versant sud, à l'est du moulin de Sombreuil se remarquent des pierriers à germandrée petit chêne, dompte-venin, hellébore fétide, sceau de Salomon odorant, germandrée scorodoine en cours d'embroussaillement par le cornouiller mâle et le cytise faux-ébénier.
La vallée est le domaine de la prairie (le plus souvent pâturée) à ray-grass commun, houlque laineuse, dactyle aggloméré, pâturin commun (abondant), renoncule rampante, renoncule âcre (très abondante), cardamine des prés, lychnis fleur de coucou, pâquerette, bugle rampant, etc. Le saxifrage granulé, très rare en Haute-Marne a été observé dans une pâture fraîche vers Obospol.
Ponctuellement se développe au niveau des sources une végétation constituée par le populage des marais, le cresson de fontaine, la véronique des ruisseaux, le jonc glauque, le rubanier rameux, le faux cresson, la véronique mouron d'eau et la scrofulaire aquatique.
Le long des ruisselets et du ruisseau des groupements à hautes herbes (avec la reine des prés, l'eupatoire chanvrine, la morelle douce-amère, l'épilobe hirsute, le cirse des marais, la salicaire), des roselières et des magnocariçaies (à laîche des marais, laîche des rives, laîche hérissée) se remarquent.
La faune est très bien représentée, notamment pour les poissons, les oiseaux et les amphibiens.
Les eaux du ruisseau de Sombreuil sont de bonne qualité : elles renferment deux poissons inscrits aux annexes II et IV de la directive Habitats, le chabot et la lamproie de Planer. On y trouve également la truite fario.
La ZNIEFF est très favorable à l'avifaune : deux espèces prestigieuses, la cigogne noire et le milan royal viennent s'y alimenter. Le cincle plongeur (dans la vallée) et la pie-grièche écorcheur (sur les coteaux) appartenant à la liste rouge des oiseaux de Champagne-Ardenne, nichent sur le site.
La forêt abrite de nombreux oiseaux comme les pics (vert, épeiche et noir), la grive musicienne, la grive draine, la sittelle torchepot, le geai des chênes, le grosbec casse-noyaux, la fauvette à tête noire, le pouillot véloce, la mésange charbonnière, le roitelet à triple bandeau, etc. Dans la vallée se reproduisent la bergeronnette des ruisseaux et le râle d'eau. On rencontre aussi dans les milieux buissonnants ou plus ouverts le troglodyte mignon, l'accenteur mouchet, la bergeronnette grise, le rougequeue noir, le chardonneret élégant, le bruant jaune...
La salamandre tachetée (inscrite sur la liste rouge régionale), le triton palmé, le grenouille rousse et le crapaud commun ont été contactés dans la ZNIEFF.
La ZNIEFF est dans un bon état général.
La ZNIEFF correspond à un vallon affluent de la Marne. Les limites sont en général situées aux hauts des pentes. Les plateaux sont moins intéressants d'un point de vue biologique.
