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La vallée supérieure et les gorges du Tarn séparent les avant-causses (à l’ouest) du causse Noir (à l’est). La zone retenue s’étend le long de la rivière Tarn depuis les gorges du Tarn (en amont de la confluence avec la Jonte) jusqu’à la ville de Millau. Une petite partie de la zone retenue se situe dans le département de la Lozère. Cette ZNIEFF de près de 3 200 ha est composée de milieux forestiers (versants des gorges) et de milieux plus ouverts (prairies, cultures, pelouses sèches ou landes). Sur la partie haute des versants, de nombreux affleurements rocheux et falaises sont présents. Il s’agit d’une région assez touristique en période estivale, celle-ci étant surtout orientée vers les sports de pleine nature. Enfin, une grande partie de la ZNIEFF est classée en zone Natura 2000 au titre de la directive européenne « Habitats » (ZSC « Gorges de la Jonte », ZSC « Gorges du Tarn », ZSC « Buttes témoins et avant-causses » et ZSC « Causse Noir et ses corniches ») et au titre de la directive « Oiseaux » (ZPS « Gorges du Tarn et de la Jonte »).
La diversité des milieux sur la ZNIEFF permet la présence d’une faune et d’une flore variées. Une grande partie du site est composée de forêts. On retrouve d’ailleurs un habitat déterminant : les forêts de chênes verts supra-méditerranéennes françaises qui possèdent une flore mycologique remarquable. Cet habitat est jugé rare dans le département. Autre milieu intéressant : les falaises, qui offrent des habitats propices à la reproduction des oiseaux rupestres ainsi qu’à la présence d’une flore caractéristique. Les milieux ouverts tels que les pelouses sèches, les landes et les prairies accueillent 2 espèces de reptiles peu communes dans le département ainsi que plusieurs espèces floristiques et des espèces avifaunistiques du cortège agrosystème. Enfin, la rivière Tarn est une zone favorable à la présence d’espèces faunistique rares ou peu communes en Aveyron. Par ailleurs, l’ensemble de la ZNIEFF constitue un territoire de chasse privilégié pour les oiseaux présents sur le site.
L’intérêt floristique des milieux rocheux et rocailleux (falaises, éboulis, dolomies...) est très important puisque de nombreuses espèces protégées y ont été recensées. Ainsi, 2 espèces protégées au niveau national y sont recensées : la Corbeille d’argent à gros fruits (Hormathophylla macrocarpa) et l’Ancolie des causses (Aquilegia viscosa subsp. viscosa), taxon endémique des causses. En protection régionale, on retrouve pas moins de 10 espèces dont plusieurs endémiques des causses, d’Auvergne ou des Cévennes : la Sabline de Lozère (Arenaria ligericina), l’Armérie de Girard (Armeria girardii), la Grande Uvette (Ephedra major subsp. major), la Gentiane de Coste (Gentiana clusii subsp. costei), la Globulaire à feuilles en cœur (Globularia cordifolia), l’Ibéris des rochers (Iberis saxatilis), la Marguerite vert-glauque (Leucanthemum subglaucum), la Grassette des causses (Pinguicula longifolia subsp. caussensis), la Potentille des Cévennes (Potentilla caulescens subsp. cebennensis) et la Saxifrage des Cévennes (Saxifraga cebennensis). En dehors des espèces protégées, plusieurs autres taxons sont jugés très rares en Aveyron : la Mélique améthyste (Melica amethystina), une espèce très très rare que l’on trouve dans les balmes calcaro-dolomitiques, la Linaire à feuilles rougeâtres (Chaenorrhinum rubrifolium), la Rue à feuilles étroites (Ruta angustifolia) ou encore la Crapaudine à feuilles d’hysope (Sideritis hyssopifolia). Du point de vue avifaunistique, plusieurs espèces rupestres se reproduisent dans les falaises des gorges du Tarn. Côté rapaces, on retrouve tout d’abord le Vautour fauve. Réintroduit dans les Grands Causses au début des années 1980, il s’est reproduit pour la première fois dans la vallée du Tarn en 1999. Aujourd’hui, plusieurs couples y sont installés. Le Vautour percnoptère est également présent sur le site, et s’y est reproduit pour la première fois en 2001. Plusieurs rapaces rupestres sont également régulièrement observés sur la ZNIEFF, mais leur reproduction n’y a pas encore été prouvée : l’Aigle royal et le Grand-Duc d’Europe. En dehors des rapaces, plusieurs couples de Crave à bec rouge se reproduisent dans les gorges. Après la saison de reproduction, des groupes atteignant parfois 70 individus sont observés. 2 espèces rupestres sont également visibles dans les gorges : le Monticole bleu et le Pigeon colombin. Le Tarn constitue un milieu très intéressant, car il permet d’accueillir une faune et une flore spécifiques. Dans la ripisylve qui borde le Tarn, 2 espèces floristiques sont notées : il s’agit de la Corydale bulbeuse (Corydalis cava), une espèce jugée très très rare dans le département, ainsi que de la Sauge glutineuse (Salvia glutinosa), très rare. Réintroduit dans la Dourbie en 1989 et 1990 avec un lâcher de douze individus, le Castor d’Eurasie est désormais présent sur tout le bassin du Tarn en amont de Millau. Sa présence est généralement attestée par l’observation de troncs d’arbres ou d’arbustes rongés, mais des observations directes d’individus ne sont pas rares. Tout comme le castor, la Loutre d’Europe est notée sur une grande partie du Tarn, comme l’attestent de nombreuses observations d’épreintes. Une espèce d’oiseau déterminante est aussi strictement liée à la présence du cours d’eau : le Guêpier d’Europe, dont deux colonies de reproduction sont présentes sur les berges de la rivière. D’un point de vue ichtyologique, une espèce déterminante est recensée dans le cours d’eau : la Vandoise rostrée. Considérée comme une sous-espèce endémique du Sud-Ouest de la France, elle fréquente les eaux vives des cours moyens des principales rivières de la région.
L’intérêt floristique des bois est important puisque plusieurs espèces protégées y ont été recensées dont 2 espèces protégées au niveau régional : l’Ophrys d’Aymonin (Ophrys aymoninii) et la Gesse blanchâtre (Lathyrus pannonicus subsp. asphodeloides), qui recherchent principalement les bois clairs et les lisières. On retrouve également l’Euphraise visqueuse (Odontites viscosus) ou encore la Grande fétuque (Festuca altissima), des espèces jugées très rares en Aveyron. 3 rapaces utilisent ces milieux pour nicher : le Circaète Jean-le-Blanc, le Milan royal ou encore le Vautour moine. Plusieurs espèces de champignons déterminantes sont présentes dans les sous-bois de feuillus : le Cortinaire élégant (Cortinarius elegantissimus), le Cystoderme cinabre (Cystoderma terreyi) ou encore le Polypore nid d’abeilles (Scenidium nitidum), que l’on trouve dans les forêts de Chêne vert (Quercus ilex).
Dans les pelouses sèches, les landes ouvertes et les autres milieux ouverts, d’un point de vue floristique, on peut trouver le Genêt de Villars (Genista pulchella), une espèce protégée au niveau régional, le Millepertuis à feuilles d’hysope (Hypericum hyssopifolium) et le Buplèvre fausse renoncule (Bupleurum ranunculoides), deux espèces rares en Aveyron. Les landes ouvertes sont l’habitat du Lézard ocellé et de la Coronelle girondine, deux espèces peu communes dans le département qui affectionnent les terrains secs et chauds. Enfin, d’un point de vue faunistique, ces milieux sont des habitats favorables à la présence et à la reproduction de nombreuses espèces d’oiseaux caractéristiques des agrosystèmes comme l’Alouette lulu, le Torcol fourmilier, la Pie-grièche écorcheur ou encore la Chevêche d’Athéna et le Petit-Duc scops.
Le zonage prend en compte la vallée et les gorges du Tarn qui abritent une faune et une flore rares. Les limites du site sont fixées par la présence des espèces déterminantes et par les formations végétales, tout cela étant en lien étroit avec le relief du site.
