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L’intérêt de ce site classé, propriété du Conservatoire du Littoral, repose essentiellement sur ses formations végétales et sur l’avifaune. On trouve une grande diversité de milieux, allant du boisement aux pelouses aérohalines, sans oublier le poulier et les falaises de craie.
Les forêts situées dans la valleuse sont de type chênaie charmaie. L’Aulne blanc et le Frêne à folioles étroites, introduits en 1928, se sont maintenus, notamment au bord du chemin menant à la plage du Tilleul. L'Aubépine à un style présente quelques beaux et rares individus âgés.
Certains secteurs boisés abritent une végétation plus hygrophile avec des ravins à Scolopendre où sont localisées également des grottes. Dans ces cavités, on observe en matière de chiroptères le très rare petit Rhinolophe en stationnement.
Quelques pieds de Bruyère cendrée, espèce peu commune en Haute-Normandie, rappellent les landes entretenues autrefois par le pâturage.
Les nouveaux périmètres de la zone incluent plus de boisements et de landes à Ajonc afin de prendre en compte l’intérêt ornithologique de ces milieux, à l’intérieur de la valleuse. On observe de nombreuses espèces en stationnement migratoire (Cigogne noire) ou en nidification. Le Busard Saint-Martin (Circus cyaneus) aussi est potentiellement nicheur ici.
La création de mares a permis d’enrichir le site de nouveaux habitats et de nouvelles espèces. Le Crapaud calamite, disparu depuis une quinzaine d’années, a été réintroduit en 2001 avec le Pélodyte ponctué, qui trouve également les conditions nécessaires à son maintien. Ainsi, la richesse batracologique était de onze espèces lors de relevés en 2002-2003, dont six déterminantes de Znieff.Les versants de la valleuses présentent quelques plantes qui étoffent la liste des taxons remarquables : la Dame de Onze heures et le Polygale à feuilles de Serpolet, deux espèces assez rares ; ou encore l’Aphane à petits fruits, une minuscule Alchémille très rare et se développant sur les chemins sablonneux. La très rare Pédiculaire des Bois (Pedicularis sylvatica), inscrite à la Liste Rouge régionale, a été signalée dès 1996 et revue récemment (2021), en sous-espèce sylvatica.
Les pelouses se trouvent sur les versants de la valleuse, quand il ne s’agit pas de prairies mésophiles servant de pâture, et sur le bord de la falaise, au Sud et au Nord de la valleuse jusqu’à Etretat. On y observe les espèces aérohalines caractéristiques : les rares Armérie maritime et Trèfle velu, les peu communes Anthyllide vulnéraire et Chlore perfoliée. De belles populations de la Serratule des teinturiers, espèce très rare et inscrite en Liste rouge régionale, sont présentes sur le haut de la falaise. On notera, au Nord de la ZNIEFF, des stations de Séneçon candide (Tephroseris helenitis subsp. candida), micro-endémique du littoral cauchois, et protégé dans la région.
Sur les corniches de craie dure, on observe le Crithme marin, très rare en Haute-Normandie. On trouve également des éboulis au pied des falaises avec le rare Chou sauvage et la très rare Cochléaire du Danemark.
L’une des trois stations régionales du Cratoneuron commutatum sur tuf, une formation rare et originale, se localise dans cette ZNIEFF, autour des sources.
Enfin, on notera l’unique station haut-normande de la Doradille maritime, à surveiller. Cette Fougère, exclusivement littorale, est inscrite à la Liste Rouge régionale. Plusieurs petits groupes sont présents sur l’abrupt crayeux notamment dans les infractuosités.
Le front de falaise fait partie du secteur sud identifié comme primordial sur le plan ornithologique (entre Saint-Jouin-Bruneval et Bernouville). De nombreuses espèces occupent les falaises et la plage de galets : Goélands, Grand Cormoran, Cormoran huppé, Choucas, Mouette tridactyle, Fulmar boréal, etc.
Enfin, le site connaît un vif attrait pour son intérêt paysager emblématique et connu de tous. La fréquentation est très importante en période estivale. Le public doit impérativement être canalisé afin de ne pas perturber les espaces les plus fragiles.
