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Cette grande ZNIEFF I s’articule autour du cours supérieur de la Bruche et de ses affluents en incluant les prairies et les zones humides associées, entre la source à 660 m d’altitude au pied du Climont, et Schirmeck. La Haute Bruche est caractérisée par un lit mobile et un écoulement torrentiel qui érode activement ses berges. Cependant, elle s’artificialise au passage des agglomérations comme Bourg-Bruche, Rothau et Schirmeck. La Haute Bruche possède depuis plusieurs années une très bonne qualité générale et présente un bon intérêt biologique, notamment pour les poissons.
La forte tendance alluvionnaire de la Bruche, favorise les espèces pionnières à croissance rapide remplacés progressivement par l’aunaie-frênaie qui forme une ripisylve plus ou moins large avec quelques exemplaires d’Ormes diffus (Ulmus laevis). Ces sous-bois humides abritent de belles stations de la Gagée jaune (Gagea lutea) en amont de Rothau.
Les milieux ouverts exploités se répartissent entre prairies mésophiles de fauche bien fleuries, pâturages mésophiles, prairies humides de fauche et pâturages humide à joncs. L’abandon des prés humides conduit à la mégaphorbiaie. Les prairies en amont de Schirmeck se montrent beaucoup plus pauvres en Grande Sanguisorbe (Sanguisorba officinalis) qu’à l’aval. Les prairies humides oligotrophes permettent localement le maintien de la Pédiculaire des bois (Pedicularis sylvatica), de la Scorzonère humble (Scorzonera humilis), de l’Épervière des prairies (Hieracium caespitosum), de la Salicaire pourpier (Lythrum portula) et de la Benoite des ruisseaux (Geum rivale). C’est aussi aux abords de ces milieux que s’observent le Lézard vivipare (Zootoca vivipara) et que se reproduit encore, bien que très sporadiquement, le Tarier des prés (Saxicola rubetra).
Des zones tourbeuses ou para-tourbeuses se forment dans les lieux de stagnation d’eau ou en marge des ruisseaux comme par exemple dans les vallons des ruisseaux du Grandroué et de la Moussière. Ces milieux abritent la Linaigrette à feuilles larges (Eriophorum latifolium), le Comaret des marais (Potentilla palustris), la Listère cordée (Listera cordata) ainsi que les trois Lycopodiacées classiques des Vosges moyennes : le Lycopode sélagine (Huperzia selago), le Lycopode à rameaux annuels (Lycopodium annotinum) et le Lycopode en massue (Lycopodium clavatum).
Le très rare Cordulégastre bidenté (Cordulegaster bidentata) se reproduit localement notamment sur des petits suintements le long de la Goutte Marteau à la limite entre Grandfontaine et Schirmeck.
Le clocher de l’église de Bourg-Bruche a abrité entre 70 et 80 individus de Grand Murins entre 2001 et 2004.
Le périmètre est conçu pour englober un ensemble cohérent d’habitats d’espèces remarquables, inféodées aux zones humides ouvertes et aux prairies.
La ZNIEFF est dessinée à partir des données disponibles concernant ce groupe d’espèces, sur un pas de temps déterminé (2001-2012), des connaissances bibliographiques concernant leurs exigences vitales (qualitativement et en termes de surfaces) et à partir des connaissances des habitats biologiques en présence.
Les contours de la ZNIEFF suivent globalement des limites géographiques repérables sur le terrain : routes, voies ferrées, limites de zones urbanisées, bas de pentes, lisières forestières et limites parcellaires. Certains affluents ont été exclus en raison de l'absence de donnée déterminante sans vérification de leur intérêt réel. Les principales infrastructures linéaires ont été exclues afin de mettre en avant l'importante fragmentation des habitats.
