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Ce secteur est composé des milieux humides de la partie ardéchoise du haut-bassin de l'Allier. Il s'articule autour du cours de l'Allier et de ses principaux affluents. Ce vaste ensemble est remarquable, en particulier pour les espèces aquatiques. La Loutre fréquente de manière plus ou moins régulière la majeure partie du linéaire des cours d'eau ainsi que les principaux milieux annexes (prairies humides...). Plusieurs couples de Chevalier guignette et de Martin-pêcheur d'Europe nichent sur les parties calmes des rivières. L'Allier, l'Espezonnette et le Masméjean abritent un peuplement de libellules intéressant, avec des populations importantes de Gomphus à pinces et des espèces rares à cette altitude, comme le Caloptéryx méditerranéen ou le Gomphus très commun. Les zones humides sont essentiellement représentées par des prairies humides, avec localement des "tremblants" et des tourbières hautes ou "haut-marais" 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. Leur flore est particulièrement riche avec plusieurs espèces protégées ou remarquables : la Laîche des bourbiers, le Rossolis à feuilles rondes, l'Orpin velu ou encore la Pédiculaire des marais... Ces milieux humides abritent d'importantes populations de Pipit farlouse et de Tarier des prés. Ils sont quelquefois occupés par le Busard cendré, la Caille des blés et la Pie-grièche grise. Chez les papillons diurnes, l'abondance du Moiré ottoman, espèce à répartition très limitée en France, mérite d'être signalée, ainsi que la présence de deux espèces protégées : l'Azuré des mouillères et l'Azuré du serpolet. Les cours d'eau coulent le plus souvent dans des vallées encaissées dont les versants sont favorables à la nidification de la Bondrée apivore, du Circaète Jean-le-Blanc ou du Grand corbeau. La combe de Riou Claret abrite l'Arabette des Cévennes, une plante endémique (c'est à dire dont l'aire de répartition est limitée à une zone géographique restreinte) propre à cette seule région. Elle vit dans un milieu que l'on nomme mégaphorbiaie, composé de hautes herbes, souvent à larges feuilles, qui se développe sur des sols humides et riches. Ce milieu est également considéré comme un habitat remarquable à l'échelle européenne. Quant au Pétasite blanc, son noyau de population est plutôt localisé à l'est du Rhône : l'Ardèche représentant un isolat en marge de son aire de répartition géographique.
