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Avant de déboucher sur la plaine du Cher au nord de Montluçon, les gorges de Thizon entaillent assez profondément le plateau cristallin constitué de granit dans la partie aval, de gneiss et de leptynites en amont.
Les versants sonrt essentiellement boisés, par des chênaies acidiphiles ou neutrophiles (chênaies-charmaies). Le versant nord dans sa partie amont est très transformé par des plantations résineuses.
Le versant sud accueille, surtout dans sa partie aval plus escarpée, des landes sèches atlantiques à bruyère cendrée (milieu déterminant), ainsi que des landes et fourrés.
Le bord de ruisseau abrite une aulnaie-frênaie riveraine (milieu déterminant)
Un secteur très rocheux (milieu déterminant), situé en aval, correspond à une ancienne carrière et abrite une fougère, l'Asplenium du Forez.
Parallèlement à cet intérêt botanique, la faune de cette vallée est fort intéressante.
Les mammifères comptent le discret Muscardin et le Putois (liste rouge régionale).
Parmi les batraciens figurent deus espèces de la liste rouge régionale, le Crapaud sonneur à ventre jaune et la Rainette verte.
L'entomofaune compte le Cuivré des marais (liste rouge régionale), qui profite ici des secteurs frais de bord de ruisseau. La chenille de cette rare espèce des zones humides de plaine vit sur le Rumex.
Cette vallée encaissée, assez sauvage malgré la présence d'une route, de carrières et de plantations résineuses, reste intéressante, surtout comparativement aux alentours nettement intensifiés par l'agriculture (plateau), ou par les activités industrielles et de l'extraction de graviers (plaine du Cher, Montluçon).
Commentaire sur les espèces déterminantes :
Oedipoda germanica : non recherché depuis
La délimitation inclut l'unité topographique et fonctionnelle représentée par la vallée, ainsi que les landes situées en aval à son débouchée sur la plaine.
