Humides, lumineuses et fertiles, les forêts alluviales offrent des conditions idéales pour le développement de lianes dont la diversité et la biomasse sont particulièrement importantes (elles occupent parfois tellement l'espace qu'elles peuvent bloquer la régénération de la forêt après une trouée). À l'instar du Lierre grimpant, elles assurent l'alimentation de plusieurs centaines d'espèces d'insectes nectarivores et d'oiseaux frugivores (turdidés notamment) ; elles servent également de refuge à la Chouette hulotte et autres rapaces nocturnes, ainsi qu'aux chauves-souris et à de nombreux autres petits mammifères. Ces lianes se sont adaptées aux crues et à l'environnement forestier en développant leur organes aériens très loin du sol tout en allant chercher la lumière au plus haut sommet de la canopée : la plupart disposent ainsi de la capacité à se hisser en s'appuyant sur les branches des arbres, à l'aide de vrilles, de crochets, de racines adventives.
Du haut de leur 20 à 30 m, le Houblon (Humulus lupulus), le Lierre grimpant (Hedera helix), la Clématite des haies (Clematis vitalba) et la Vigne sauvage (Vitis vinifera subsp. sylvestris) figurent parmi les plus imposantes. D'autres plantes volubiles investissent quant à elles la strate arbustive telles que la Bryone dioïque (Bryonia dioica), le Tamier commun (Dioscorea communis), la Morelle douce-amère (Solanum dulcamara), le Chèvrefeuille des bois (Lonicera periclymenum) ou encore le Liseron des haies (Convolvulus sepium). Au sud, elles seront en partie remplacées par la Garance voyageuse (Rubia peregrina), la Salsepareille (Smilax aspera) ou encore l'Aristoloche clématite (Aristolochia clematitis).
Du haut de ses 25 m, la Vigne sauvage ou Lambrusque (Vitis vinifera subsp. sylvestris) est sans doute la plus remarquable des espèces rencontrées dans les forêts alluviales. Davantage capable de supporter une submersion prolongée que les lierres et autres lianes, cette liane vivace et sarmenteuse, ancêtre de la Vigne vinifère cultivée, peut s'observer sur les chenaux humides, les bancs de graviers où la compétition avec la flore herbacée reste faible.
Aujourd'hui, cette liane indigène est quasiment éliminée à l'ouest de l'Europe, souvent concurrencée par une liane exotique, la Vigne vierge (Parthenocissus inserta), ou par des variétés cultivées échappées des vignobles. Protégée au niveau national et rare sur le territoire du Massif central, elle bénéficiera de l'attention du Conservatoire botanique dans le cadre du PNA.
La fréquence et la puissance des crues, mais aussi l'instabilité des sols sans cesse remaniés ou trop engorgés, contribuent à une plus grande mortalité des arbres. Dans une forêt alluviale en bon état de conservation, la quantité de bois peut représenter un volume considérable. Les trouées formées par leur chute participent à la mosaïque et au rajeunissement des milieux tandis que les souches arrachées, les chablis, les chandelles et autres bois morts au sol assurent le gîte et le couvert à une faune particulièrement riche, notamment pour les insectes saproxyliques, les amphibiens et les oiseaux cavernicoles.
L'omniprésence du bois mort, régulièrement immergé et alimentant un humus déjà riche, participe au développement de mousses et hépatiques, de fougères et de champignons dont la diversité est encore mal connue. La mycoflore est généralement riche, diversifiée et fortement spécialisée. Certaines des espèces de champignons inscrites sur la liste rouge régionale d'Auvergne-Rhône-Alpes sont susceptibles de se développer préférentiellement dans ces milieux alluviaux comme certains Inocybes (Inocybe furfurea, Inocybe humilis, Pseudosperma squamatum…) ou encore l'Helvelle sombre (Helvella fusca) recherchés dans le cadre du PNA. Outre ces espèces rares, on y observe de nombreux ascomycètes sur les sols riches en humus tandis que l'abondance de bois mort profite aux polypores et autres champignons spécifiquement liés à certaines essences des forêts alluviales.
À première vue, la flore herbacée s'avère banale et particulièrement pourvue en espèces des sols riches sinon des marécages. Il suffit de quelques prospections printanières précoces ou tardives pour découvrir une flore bien différente, composée de violettes, d'arums, de ficaires, d'ails des ours et autres plantes bulbeuses. Parmi celles-ci, la Nivéole d'été (Leucojum aestivum) et de nombreuses orchidées forestières sont l'objet de toutes les attentions des botanistes, en particulier le genre Epipactis. Si l'Épipactis helleborine est bien connue, trois autres espèces sont quant à elles particulièrement rares : l'Épipactis du Rhône (Epipactis rhodanensis) et l'Épipactis du Castor (Epipactis fibri), toutes deux découvertes dans les années 90, sont endémiques de la vallée du Rhône. L'Épipactis des hêtraies (Epipactis fageticola), de répartition plus large, figure également parmi ces orchidées rhodaniennes rares.
Il est probable que ces orchidées se soient affranchies d'une pollinisation par les insectes, les condamnant à une reproduction asexuée et à une dispersion relativement localisée. Ces orchidées et notamment l'Épipactis du Castor ainsi que la Nivéole bénéficient des actions menées dans le cadre du PNA.
L'Épipactis du Castor (Epipactis fibri) est une géophyte vivace de 15 à 20 cm de hauteur. L'inflorescence forme une longue grappe de 8 à 17 fleurs apparaissant du milieu d'été aux premières gelées automnales. Cette orchidée se caractérise par une importante dormance qui explique la difficulté à observer les mêmes pieds d'une année à l'autre.
Toujours située à moins de 500 m des cours d'eau, on l'observe préférentiellement dans des peupleraies noires ou blanches et dans certains groupements forestiers se rapprochant de frênaies pionnières. 47 stations sont seulement connues à ce jour entre Villeu (Ain) et Mondragon (Vaucluse).
La forte diversité en essences arbustives et arborées, la maturité relative de certains peuplements forestiers liée le plus souvent à une plus faible intervention humaine, les perturbations naturelles favorisant l'hétérogénéité des boisements ainsi qu'une plus grande humidité générale contribuent à la présence d'une grande diversité d'habitats pour les bryophytes. Selon V. Hugonnot et J. Celle (2013), plus de 190 espèces et sous-espèces ont été recensées depuis 2008 de Villefranche-sur-Saône à Pont-Saint-Esprit.
Les communautés de bryophytes qui se développent sur les troncs soumis à immersion périodique sont indéniablement les communautés alluviales les plus spécialisées et originales. Au sol, les limons riches en nutriments et en bases accueillent des communautés à Oxyrrhynchium hians. Les fourrés, les lisières et les pré-bois forment des boisements transitoires qui se révèlent également d'un grand intérêt du point de vue de la diversité spécifique.
