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La ZNIEFF identifie une portion de la vallée de la Vienne depuis l'aval de Saint-Junien jusqu'aux confins charentais, notamment la grande île de Chaillac. Outre la rivière, elle intègre une série de prairies humides qui reposent sur des alluvions récentes ainsi que la ripisylve et quelques boisements rivulaires ou qui prennent place sur les coteaux gneissiques de la vallée.
Sur le plan botanique, ce sont les prairies humides, notamment de fauche, qui constituent l'enjeu principal. Leur situation alluviale engendre un substrat proche de la neutralité et une hydromorphie variable, faible, temporaire ou permanente selon le niveau topographique. On observe ainsi une série complète allant de prairies méso-xérophiles à hydrophiles ainsi qu'un ensemble de mégaphorbiaies et magnocariçaies.
On pu être inventoriées des prairies hygrophiles, oligo-mésotrophiques, à Orchis à fleurs lâches (Anacamptis laxiflora) et Jonc à tépales aigus (Juncus acutiflorus), des prairies méso-hygrophiles, mésotrophiques, à Oenanthe faux-boucage (Oenanthe pimpinelloides) et Lin bisannuel (Linum usitatissimum subsp. angustifolium), des prairies méso-hygrophiles, mésotrophiques, à Achillée sternutatoire (Achillea ptarmica) et Renouée bistorte (Bistorta officinalis) ou méso-eutrophiques à Pulicaire dysentérique (Pulicaria dysenterica) et Menthe à feuilles rondes (Mentha suaveolens).
Plus localement, on observe des prairies de bas-niveaux à Eléocharide des marais (Eleocharis palustris) en contact avec des magnocariçaies à Laîche aiguë (Carex acuta).
Dans les parties mésophiles (terrasses hautes), de façon très localisée, on peut observer un type de prairie relictuelle, la prairie oligo-mésotrophique à Saxifrage granulé (Saxifraga granulata) et Orchis brûlé (Neotinea ustulata).
La présence de divers ourlets et les boisements neutro-basiclines de pente complètent le fort intérêt écologique de la ZNIEFF.
Si la rivière Vienne accueille le Cincle plongleur (Cinclus cinclus), le Grèbe castagneux (Tachybaptus ruficollis) et la Loutre d'Europe (Lutra lutra), l'essentiel des observations faunistiques réalisées concerne l'Ile de Chaillac.
Les prairies et la ripisylve sont des sites d'hivernage et de haltes migratoires pour, notamment, l'Alouette des champs (Alauda arvensis), le Pipit farlouse (Anthus pratensis), le Tarin des aulnes (Spinus spinus), le Bruant des roseaux (Emberiza schoeniclus), la Grive litorme (Turdus pilaris), le Vanneau huppé (Vanellus vanellus) et le Héron garde-boeufs (Bubulcus ibis) qui fréquente les prairies pâturées.
Les canaux d'irrigation, alimentés par un système de roue à godets abritent, entre autres, l'Agrion de Mercure (Coenagrion mercuriale).
Le Campagnol amphibie fréquente les prairies humides.
Un sentier d'interprétation permet de faire le tour de l'île tout en découvrant le patrimoine naturel et bâti.
Le périmètre intègre la Vienne, son lit mineur et quelques coteaux, essentiellement boisés, ayant conservé un bon niveau de naturalité. Il exclue les zones mises en culture, urbanisées ou très dégradées. Le contour s'appuit donc sur les végétations et se calque sur certains réseaux (chemins, voie ferrée) de façon à offrir une délimitation franche.
