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La ZNIEFF du ruisseau de Vrinval, d'une superficie de plus de quarante hectares est située à l'ouest des villages de Mussey-sur-Marne et de Rouvroy-sur-Marne, au nord du département de la Haute-Marne. Elle regroupe le ruisseau de Vrinval et ses affluents, la ripisylve et les milieux naturels riverains s'il y a lieu (boisements, prairies et groupements marécageux) : malheureusement le ruisseau principal, recalibré sur une partie de son cours depuis le remembrement, est souvent bordé maintenant par les cultures (principalement maïs) exclues du périmètre.
Près de la moitié de la ZNIEFF ainsi constituée porte des bois alluviaux (mosaïque d'aulnaie-frênaie, d'aulnaie à grandes herbes et de saulaie basse). On y remarque localement de belles populations de cerisier à grappes particulièrement bien développés (jusqu'à 8 mètres de hauteur) et de cassis sauvage (inscrit sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne). L'aulnaie-frênaie est surtout constituée de frêne élevé et d'aulne glutineux qu'accompagnent quelques chênes pédonculés, érables sycomores, trembles et bouleaux verruqueux. La strate arbustive comprend le noisetier, le prunellier épineux, le sureau noir, le groseillier rouge, le groseillier à maquereaux, la viorne obier, l'aubépine monogyne. La strate herbacée comprend l'oseille sanguine, la reine des prés, l'iris faux acore, la ficaire fausse renoncule, la valériane officinale, la scrofulaire aquatique et diverses fougères (polystic dilaté, fougère spinuleuse). La saulaie basse comprend le saule cendré, le saule fragile (et leur hybride), le saule pourpre et le saule marsault.
En pied de coteau apparaît une chênaie-charmaie fraîche, avec en sous bois, le cornouiller sanguin, le fusain d'Europe, la viorne mancienne, le chèvrefeuille à balais, la lauréole, le bois joli surmontant un tapis herbacé très varié constitué par l'angélique sauvage, le sceau de Salomon multiflore, l'ornithogale des Pyrénées, l'anémone des bois, la primevère élevée, le lierre, l'aspérule odorante, le gouet tacheté, la parisette, la véronique des montagnes, la laîche des bois, la raiponce en épis, etc. Elles sont souvent associée avec des groupements à hautes herbes dominées par la reine des prés, la valériane officinale, la baldingère, le cirse maraîcher, l'épilobe hirsute, la salicaire, le pétasite officinal, la laîche des marais...
Les prairies de fauche ont une flore caractéristique avec de nombreuses graminées (avoine élevée, fétuque roseau, pâturin des prés, flouve odorante, dactyle aggloméré, avoine pubescente) qu'accompagnent la cardamine des prés, le gaillet mollugine, le peucédan à feuilles de carvi, la colchique des prés, le grand boucage, le gaillet croisette, le plantain lancéolé, la knautie des champs... Certaines de ces prairies sont à l'abandon et tendent vers les groupements à grandes herbes. Dans les zones les plus sèches apparaissent des espèces trangressives des pelouses proches situées en haut de coteau : brome dressé, gaillet jaune, laîche tomenteuse, laîche glauque, orchis pourpre, platanthère à deux feuilles, listère ovale, petite sanguisorbe, brome dressé...
De nombreuses sources, tufeuses ou non tufeuses, ponctuent la ZNIEFF : il s'y développe une végétation constituée par le populage des marais, le cresson de fontaine, le jonc glauque, le rubanier rameux, le faux cresson, la véronique mouron d'eau, la scrofulaire aquatique, la valériane dioïque.
La faune est très bien représentée, notamment pour les poissons et les oiseaux
Les eaux du ruisseau de Vrinval sont encore 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 : une espèce prestigieuse, la cigogne noire vient s'y alimenter. Le cincle plongeur et la pie-grièche écorcheur appartenant à la liste rouge des oiseaux de Champagne-Ardenne, nichent sur le site. De nombreux autres oiseaux fréquentent la ZNIEFF souvent pour s'y nourrir, quelquefois pour s'y reproduire : on y observe certains rapaces (milan noir, buse, faucon crécerelle), la grive musicienne, la grive litorne et la grive draine, le pigeon ramier, la tourterelle des bois, la sittelle torchepot, le geai des chênes, le grosbec casse-noyaux et de nombreux pouillots, mésanges et fauvettes. On rencontre aussi dans les prairies et les buissons le tarier pâtre, l'alouette des champs, le pipit des arbres, le rougequeue à front blanc, etc. La bergeronnette des ruisseaux niche sur le site.
La ZNIEFF possède un intérêt paysager certain, ainsi qu'un intérêt géologique (présence d'une résurgence). Elle est très menacée dans son ensemble par l'agriculture (une partie du cours d'eau a été rectifié et la culture du maïs atteint pratiquement aujourd'hui les rives du ruisseau).
La délimitation de la ZNIEFF suit la bordure du lit majeur ou parfois les rives du cours d'eau et de ses deuxaffluents, les limites étant constituées d'une par par les cultures et d'autre part par les bas de versants (milieux écologiquement différents).
