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Les monts du Forez forment un massif cristallin, dont la ligne de crête marque la limite avec la région Auvergne à l’ouest. Ils culminent à 1634 m d’altitude à Pierre sur Haute. En matière climatique, ils sont marqués par de fortes précipitations (plus de 1500 mm d’eau par an sur les sommets) et des températures basses, avec près de 200 jours de gel par an. Au sud du massif, l’importance des précipitations permet la formation de nombreux cours d’eau dans un contexte essentiellement boisé de résineux. Les ruisseaux de Laval et de la Thuillière ont un fort intérêt écologique du fait de la présence de l’Ecrevisse à pattes blanches. Cette espèce est un excellent indicateur de la qualité de l'eau et des habitats aquatiques. Sa régression, en partie due aux perturbations humaines, en fait une espèce très menacée. Sa congénère américaine, concurrente pour l'occupation de l'espace, peut également lui être néfaste en provoquant des déséquilibres biologiques. Son introduction dans le département de la Loire en 1971 a contribué à la propagation de la peste des écrevisses, qui représente un risque sanitaire important pour les écrevisses autochtones. Sur ces ruisseaux, la population est rélictuelle et s’étend sur un court linéaire de neuf cents mètres seulement. Cette zone est également intéressante par la présence du Sonneur à ventre jaune, espèce remarquable dont la protection est considérée comme un enjeu européen en matière de conservation. Ce crapaud au ventre jaune ponctué de noir, affectionne les eaux stagnantes peu profondes en forêt. Il hiberne d’octobre à mars-avril, enfoui dans la boue, sous les feuilles ou dans la terre humide. Lorsqu’il quitte ses quartiers d’hiver, il recherche des flaques temporairement en eau, des petites mares ou des ornières forestières dans lesquelles il va se reproduire. Sa longévité peut atteindre une trentaine d'années. On note enfin, sur les versants encadrant la vallée, la nidification du Grand-duc d’Europe. Ce hibou est le plus grand rapace nocturne d’Europe avec une envergure de 1,6 à 1,9 m. C’est un oiseau puissant avec un corps massif, des ailes larges et arrondies et une grosses tête surmontée de deux aigrettes. Pendant le jour, il se tient caché sur les rochers grâce à son plumage d’une couleur fauve discrète.
