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Situées le long de la frontière entre la France et l’Espagne, sur la partie occidentale du cirque de Gavarnie, les deux vallées d’Ossoue et d’Aspé sont caractéristiques des cirques glaciaires des Pyrénées occidentales. Issues de l’héritage glaciaire et de l’érosion fluviale, elles présentent à la fois des caractéristiques écologiques, géologiques, géomorphologiques (grandes falaises calcaires, grandes pentes avec des éboulis plus ou moins végétalisés, présence de canyons en sortie de vallées) et paysagères remarquables. La présence du pic du Vignemale, avec le glacier, est un élément historique et paysager notoire. De climat atlantique, les vallées connaissent des phénomènes d’hivers continentaux et des effets de foehn venant d’Espagne tant en été qu’en hiver, ce qui, lié à la double composante calcaire et siliceuse du site, accroît la diversité locale, avec notamment l’existence de belles populations de saxifrages, de tourbières rares et la présence de forêts de Pin à crochets (Pinus uncinata).
Cette diversité se fait surtout sentir au niveau de la flore avec plus de 100 espèces déterminantes dont la Saponaire à feuilles de pâquerette (Saponaria bellidifolia), protégée nationalement, et plusieurs saxifrages déterminantes liées au bel ensemble de falaises présentes, ainsi qu’une diversité en orchidées liée à un ensemble de petits milieux humides en bas de versant ou le long des ruisseaux, l’originalité du site en termes de climat et de géologie ayant des répercussions aussi sur les habitats.
La diversité en micro-milieux humides exerce aussi une influence sur la diversité en bryophytes (28 espèces déterminantes), et ce malgré la faible proportion de milieux boisés sur le site. Les habitats, en lien avec le passé pastoral du site, se caractérisent par la présence de landes à Genévrier, Myrtille et Raisin d’ours, et de pelouses à Nard (groupements riches en espèces) ou à Fétuque. Une plantation de pins sur la soulane d’Ossoue a tendance à se développer malgré les écobuages locaux. Le site abrite aussi un des derniers beaux ensembles de prairies de fauche de montagne autour de Saugué et des granges de Holle. La présence de ces milieux permet l’existence de populations de passereaux liés aux milieux ouverts et le maintien d’une très belle population de perdrix grises de montagne. Leur abandon progressif, avec les phénomènes de sous-pâturage et d’écobuage associés, induit une fermeture des milieux.
L’état actuel des milieux, avec leur mélange de zones pâturées, de zones en voie de fermeture et de prairies de fauche, permet la présence d’une forte diversité en insectes (rhopalocères et orthoptères), avec plusieurs espèces déterminantes et la présence de belles populations de la sous-espèce pyrénéenne de l’Apollon (Parnassius apollo subsp. pyrenaica), ainsi qu’une forte diversité du groupe des Erebia.
Les deux vallées abritent aussi une douzaine d'espèces d'oiseaux déterminantes dont certains rapaces d'intérêt patrimonial. Peu d’amphibiens sont trouvés (hormis aux granges de Holle qui est un des sites majeurs de la Grenouille rousse), la présence de truites introduites dans les principaux cours d’eau et laquets limitant la reproduction de ces espèces (par prédation).
Sur le site, on note l’existence d’une station de ski. La forte fréquentation tant en hiver qu’en été a des répercussions notables sur la flore (cueillette) et sur la faune (dérangements notamment des galliformes en hiver). Sur la vallée d’Ossoue, la présence du barrage et les captages d’eau associés ont une influence sur les débits et donc sur le maintien des populations d’amphibiens et de mammifères semi-aquatiques, dont le Desman. En effet, ce dernier dépend notamment de la présence de proies rhéophiles (qui ont la capacité de vivre dans un fort courant), et est donc sensible aux diminutions de débit. Selon les années et les débits, une partie du gave d’Ossoue est en effet plus ou moins à sec.
L’ensemble des deux vallées a été délimité sur des critères géologiques et géomorphologiques, le tout correspondant à deux bassins versants (celui d’Ossoue et celui d’Aspé) délimités par une ligne de crêtes et de sommets, et présentant une cohérence géologique. On part, en effet, du port de Gavarnie pour rejoindre le glacier du Vignemale (point le plus haut et un des derniers glaciers pyrénéens), et on inclut l’ensemble des cirques glaciaires, moraines, pentes et éboulis liés aux deux vallées et correspondant à l’histoire géologique de Gavarnie, en reprenant par le pic de la Sède puis le Soum d’Aspé et enfin la ligne de crêtes allant de Mailh Arrouy à Soum Haute. La dualité géologique du site (calcaire et roches métamorphiques) est également respectée. La limite inférieure de la ZNIEFF est constituée par la rive gauche du Gave jusqu’à Gavarnie, puis par la route qui monte au col de Tentes, ajustée localement à la répartition des enjeux.
La fonctionnalité de ces deux vallées se retrouve aussi au niveau de l’écoulement des eaux (on a ici deux bassins versants indépendants et complets) et de l’agencement des milieux (de la crête à la falaise puis à l’éboulis, à la pelouse et enfin la forêt).
Les deux vallées, fermées par des verrous et cluses, sont également représentatives d’un ensemble paysager et d’occupation du sol cohérent, et offrent à de nombreuses espèces de faune et de flore toutes les conditions écologiques nécessaires et suffisantes pour le maintien de populations locales.
Seule la partie du domaine skiable de la station de Gavarnie-Gèdre-Les Espécières concernée par des enjeux naturels identifiés est incluse dans le zonage. Les zones habitées de bas de versant, situées en périphérie de la zone, ont également été exclues.
