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Le Haut-Bugey ou « Bugey noir » prolonge vers le sud les paysages forestiers, marqués par la forte présence de l’Epicéa et du Sapin pectiné et trouées de combes herbagères, qui sont la marque du Jura franc-comtois.
Cet ensemble naturel forme une entité géographique cohérente, qui compte également des « pré-bois », des milieux rocheux étendus et un ensemble de zones humides remarquable. Il constitue l’un des derniers bastions jurassiens pour plusieurs espèces botaniques remarquables rares à l’échelle nationale (Glaïeul des marais, Sabot de Vénus, autrefois Saxifrage œil de bouc…), et conserve quelques-uns des « hauts-marais » les mieux conservés du Jura méridional (les hauts-marais se forment grâce à l'action de mousses spécifiques, les sphaignes. Tandis que croît la partie supérieure de la mousse, sa partie inférieure périt et se transforme en tourbe. C’est ainsi que se forme lentement une épaisse couche de tourbe, qui s’élève au-dessus de la nappe phréatique).
La faune montagnarde, sans atteindre la diversité des chaînons plus élevés, y est bien représentée, par exemple en ce qui concerne les ongulés (Chamois…) et les grands prédateurs (Lynx…).
La zone est bordée au sud par la Cluse de Nantua, qui offre un cadre majestueux à plusieurs axes de communication majeur, tout en conservant un grand intérêt naturaliste avec ses deux lacs et son cadre de falaises favorables à l’installation des oiseaux rupicoles.
Enfin, le secteur abrite un karst de type jurassien. Ce type de karst se développe sur un substrat tabulaire ou plissé ; il est caractérisé par l’abondance des dolines, l’existence de vastes « poljé » dans les synclinaux, la formation de cluses, et le développement de vastes réseaux spéléologiques subhorizontaux.
Le peuplement faunistique du karst jurassien est relativement bien connu. Il apparaît néanmoins moins riche que celui du Vercors en espèces terrestres troglobies (c’est à dire vivant exclusivement dans les cavités souterraines).
Au sein de cet ensemble, les secteurs biologiquement les plus remarquables sont identifiés par plusieurs zones de type I en réseau, souvent fortement interdépendantes (zones humides, etc.).
Le zonage de type II traduit quant à lui les interactions fortes existant entre ces milieux contrastés, qui forment fréquemment des « complexes écologiques » associant par exemple zones humides, boisements et falaises.
Il souligne également la sensibilité de ces espaces (en particulier les zones humides résiduelles) vis à vis de l’évolution des espaces agricoles et bâtis environnants, ainsi que des pollutions diffuses.
Parmi les principales fonctionnalités naturelles locales, ont peut souligner particulièrement :
- s’agissant des zones humides, celles en rapport avec la régulation hydraulique (expansion naturelle des crues, ralentissement du ruissellement, soutien naturel d’étiage, auto-épuration des eaux…) ;
- de façon plus générale sur ce site, celles de zone d’alimentation et de reproduction, notamment pour les oiseaux (Gélinotte des bois, espèces rupicoles…) ou les espèces de la grande faune exigeant de vastes territoires vitaux (Lynx d’Europe…).
S’agissant du milieu karstique, la surfréquentation des grottes, le vandalisme des concrétions peuvent de plus rendre le milieu inapte à la vie des espèces souterraines. Les aquifères souterrains sont sensibles aux pollutions accidentelles ou découlant de l'industrialisation, de l'urbanisation et de l'agriculture intensive.
En outre, le Haut-Bugey présente un intérêt paysager (la Cluse de Nantua est notamment citée à ce titre comme exceptionnelle dans l’inventaire régional des paysages), géomorphologique, géologique et paléontologique (avec en particulier la « Barre des Fècles » et les carrières souterraines des Mares, toutes citées à l’inventaire des sites géologiques remarquables de la région Rhône-Alpes).
