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Le site comprend une vallée forestière entaillant les plateaux de calcaires de l'Arrière-côte dijonnaise (Jurassique). Il constitue l’équivalent bourguignon des reculées jurassiennes. Ce site est l’un des fleurons naturalistes de la Côte Dijonnaise.
Les grands développements des falaises et des éboulis, habitats d’intérêt européen, abritent de nombreuses espèces végétales déterminantes pour l’inventaire ZNIEFF avec un fort contingent d’espèces à caractère méditerranéo-montagnard tels :
- le Daphné des Alpes (Daphne alpina), espèce protégée réglementairement, exceptionnelle en Bourgogne,
- l'Ibéride intermédiaire (Iberis intermedia), espèce protégée réglementairement, rarissime en Bourgogne,
- la Saponaire de Montpellier (Saponaria ocymoides), espèce exceptionnelle en Bourgogne,
- la Drave faux Aïzoon (Draba azoides), espèce exceptionnelle en Bourgogne,
- l'Anthyllide des montagnes (Anthyllis montana), espèce protégée réglementairement.
L’Athamanthe de crête (Athamantha cretensis), espèce exceptionnelle en Bourgogne, n’a pas été revue depuis 1984 sur le site.
Deux secteurs de falaises (nord de Clavoillon, falaises de Bouilland) constituent des sites de nidification pour le Faucon pèlerin (Falco peregrinus). Au moins deux couples de ce rapace diurne d'intérêt européen ont été notés; ses populations bourguignonnes sont encore fragiles. Le Grand-duc d'Europe (Bubo bubo), rapace d'intérêt européen considéré comme nicheur rare en Bourgogne, se reproduit également sur le site. Les sites potentiels de nidification de ces espèces sont limités : falaises dégagées, aire inaccessible aux prédateurs carnivores, espace de tranquillité au moment de la reproduction.
Les milieux forestiers sont d’intérêt régional avec des forêts de pente sur éboulis, des hêtraies sur terrains calcaires secs et de la chênaie pubescente. Des espèces végétales déterminantes pour l’inventaire ZNIEFF y ont été répertoriées à l'image de :
- la Pivoine mâle (Paoenia mascula), plante d’intérêt européen, exceptionnelle en Bourgogne,
- le Cynoglosse de Dioscoride (Cynoglossum dioscoridis), plante protégée réglementairement, connue actuellement d'uniquement deux stations en Bourgogne,
- l'Aconit tue-loup (Aconitum lycoctonum), plante de bois frais à humide rarissime en Bourgogne,
- la Centaurée des montagnes (Centaurea montana), plante rarissime en Bourgogne,
- la Renoncule à feuilles de platane (Ranunculus platanifolius), plante exceptionnelle en Bourgogne,
- la Lunaire vivace (Lunaria rediviva), plante rarissime en Bourgogne,
- le Polypode du calcaire (Gymnocarpium robertianum), fougère très rare en Bourgogne,
- l'Orge d’Europe (Hordelymus europaeus),
- la Dentaire pennée (Cardamine heptaphylla).
Ces espèces sont indicatrices d'un climat frais à caractère submontagnard, notamment au niveau des combes et vallées.
Les boisements accueillent la nidification d'oiseaux déterminants pour l’inventaire ZNIEFF avec notamment la Chouette de Tengmalm (Aegolius funereus), le Pic cendré (Picus canus), et la Bondrée apivore (Pernis apivorus).
Les pelouses calcicoles, habitats d’intérêt européen et les ourlets dérivés présentent également des espèces végétales déterminantes pour l’inventaire ZNIEFF comme :
- la Gentianelle ciliée (Gentianella ciliata), espèce protégée réglementairement,
- l’Euphorbe de séguier (Euphorbia seguieriana), espèce rarissime en Bourgogne,
- la Scille d’automne (Scilla autumnalis),
- le Trèfle des montagnes (Trifolium montanum).
La ZNIEFF abrite enfin quelques zones humides (ruisseaux, tufières, ripisylves d’Aulnes et de Frênes, boisements marécageux d'Aulnes). Les ruisseaux constituent la zones de nidification et d’alimentation du Cincle plongeur (Cinclus cinclus).
Le site est fréquenté en nidification par une avifaune variée :
- le Milan royal (Milvus milvus), rapace nicheur très rare en Bourgogne,
- l'Engoulevent d'Europe (Caprimulgus europaeus),
- l'Alouette lulu (Lullula arborea),
- la Pie-grièche écorcheur (Lanius collurio).
La diversité des milieux est favorable aux chauves-souris. Ainsi, des colonies de mise bas d'espèces d’intérêt européen ont été observées dans des bâtiments :
- une colonie mixte de Grand Rhinolophe (Rhinolophus ferrumequinum) et de Murin à oreilles échancrées (Myotis emarginatus),
- une colonie de Petit Rhinolophe (Rhinolophus hipposideros).
Ce patrimoine dépend étroitement :
- d’un contrôle des activités humaines (notamment escalade) dans les secteurs de falaises,
- d’un élevage extensif, respectueux des milieux prairiaux et des cours d’eau,
- d’une gestion forestière à base de peuplements feuillus et de traitements adaptés aux conditions stationnelles (sol, climat, topographie, hydrographie) et respectueux des milieux annexes (zones humides, lisières, cours d'eau, etc.).
Le périmètre englobe la vallée du Rhoin, de la source au nord jusqu'à Fontaine-Froide au sud, ainsi que ses versants jusqu'aux zones cultivées du plateau. Une vallée affluente est également incluse en partie (Combe Demange), y compris les falaises de Clavoillon.
Le périmètre englobe de plus des zones de reproduction et des habitats vitaux (prés, haies, forêt) de chiroptères et d'oiseaux notamment sur la partie de la vallée du Rhoin autour de Savigny-lès-Beaune et au niveau des plateaux occupés par la foret domaniale du Grand Hâ.
