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Cette zone, séparée en deux par l’agglomération de Châteaudun, prend en compte deux tronçons du Loir sur environ 35 kilomètres, de Bonneval à Cloyes-sur-le-Loir. Ce secteur est caractérisé par la présence de nombreux méandres et coteaux associés abritant des milieux à la patrimonialité plus ou moins marquée pour la flore.
Intérêt premier du site, les chênaies-charmaies fraîches à vernales (du Carpinion betuli) sont présentes sur la plupart des coteaux boisés intégrés à la zone. De qualité variable, ces boisements possèdent souvent une flore patrimoniale. Ainsi, on y observe des espèces remarquables telles que la Scille à deux feuilles (Scilla bifolia), l’Epiaire des alpes (Stachys alpina) ou la très rare Luzule des bois (Luzula sylvatica).
De manière plus diffuse, les espaces ouverts (pâtures, prairies) apportent également une richesse à la zone. Citons par exemple le méandre de Saint-Maur-sur-le-Loir (en ZNIEFF de type I) où l’établissement de prairies pâturées plus ou moins sablo-calcaires est unique pour le département. Il s’y développe de petits trèfles annuels très rares en Eure-et-Loir comme le Trèfle aggloméré (Trifolium glomeratum – seule station du département) ou le Trèfle semeur (Trifolium subterraneum). Les prairies humides et mégaphorbiaies, souvent dégradées, abritent parfois des espèces rares comme l'Orchis négligé (Dactylorhiza praetermissa), l’Oenanthe à feuillles de silaus (Oenanthe silaifolia) ou encore le Souchet long (Cyperus longus). Ce dernier, distribué sur tout le site, n’est plus présent que sur ces tronçons pour le département.
Au total, 39 espèces déterminantes dont 11 sont protégées ont été recensées pour la flore. Cette zone est donc classée en ZNIEFF de type II car il s’agit d’un ensemble cohérent écologiquement qui propose une forte potentialité en terme de patrimonialité mais également une richesse avérée sur certains sites (8 ZNIEFF de type I décrites).
Un intérêt faunistique existe sur quelques ZNIEFF de type I décrites dans le contour mais des inventaires spécifiques à certains groupes (oiseaux, poissons, insectes...) permettrait probablement d’inclure de nouvelles espèces remarquables à la zone.
Par rapport à la première génération, le contour a été très resserrée.
Les limites se basent sur les chemins ou les limites des habitats présentant un intérêt potentiel ou avéré. Ainsi, les boisements, les prairies ou les pâtures faisant partie du système écologique de la vallée sont inclus dans la ZNIEFF. A l'inverse, les habitations et les cultures ont été exclues au maximum du contour. La partie du Loir au sein de l'agglomération de Châteaudun n'a pas été intégrée à la ZNIEFF du fait de sa forte urbanisation.
