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La vallée de la Vingeanne serpente ici dans les alluvions de l'Ere tertiaire (limons, argiles, graviers). Elle s’inscrit au sein des paysages dominés par les grands massifs forestiers et les cultures du nord du Fossé bressan, mais où demeurent encore quelques zones prairiales à enjeux de patrimonialité.
Le site présente deux types d'habitats prairiaux d'intérêt régional liés à un bon état fonctionnel des prairies du fond des vallées alluviales :
- la prairie de fauche humide de l'alliance végétale du Bromion racemosi,
- la mégaphorbiaie de l'alliance végétale du Thalictro flavi - Filipendulion ulmariae.
Ces habitats abritent des plantes déterminantes pour l'inventaire ZNIEFF telles que :
- la Gratiole officinale (Gratiola officinalis), plante protégée réglementairement inscrite au livre rouge de la flore menacée de France,
- l'Euphorbe des marais (Euphorbia palustris), plante protégée réglementairement,
- le Peucédan à feuilles de Cumin (Dichoropetalum carvifolia),
- le Pigamon jaune (Thalictrum flavum).
Sur le tronçon concerné par la ZNIEFF, la Vingeanne héberge des poissons déterminants pour l'inventaire ZNIEFF :
- le Chabot (Cottus gobio), d'intérêt européen,
- la Vandoise (Leuciscus leuciscus).
Cette diversité d’habitat et la qualité du paysage dans ce secteur de vallée présentent un intérêt pour la faune. Les prairies bocagères et prairies humides de fauche comprenant haies et bordures boisées constituent des territoires de chasse privilégiés pour une espèce de chauve-souris d’intérêt européen, le Grand Murin (Myotis myotis). Une colonie de mise bas de 400 adultes a été recensée en bâtiment à Talmay. Il s’agit du neuvième site régional pour la mise bas de l'espèce.
Ce patrimoine naturel dépend de la préservation des habitats prairiaux au sein du fond de vallée, et par une gestion extensive générale des milieux naturels et semi-naturels de cette partie de la vallée de la Vingeanne.
Le périmètre est délimité par les terrains de chasse favorables aux jeunes chauves-souris autour des gîtes de mise bas connus. Il englobe le bassin d'inondation de la Vingeanne et inclut une majorité de prairies (de fauche et pâturées).
