ООПТ создана для сохранения естественного обнажения девонских известняков, выходящих на дневную поверхность на правом берегу крутой излучины Дона восточнее устья реки Каменка, к юго-востоку от с. Каменка. Благодаря сочетанию скал, леса, крутых склонов, источников чистой воды, а также открывающейся со скал живописной панорамы донской долины памятник имеет важное ландшафтно-сберегательное и рекреационное значение.

Рельеф

Памятник природы расположен в пределах Придонского известняково-карстового физико-географического района лесостепной провинции Среднерусской возвышенности. Представляет собой выходы скал девонского известняка на крутом долинном склоне. Минимальная высота над уровнем моря 96 м (уровень реки Дон), максимальная высота около 180 м. Основной тип рельефа - склоновый.

Правобережный, коренной склон долины реки Дон протяженностью около 3000 м возвышается над уровнем реки на высоту более 50 м. Он образован выходами девонских известняков в виде осыпей и небольших скал. Склон рассечен промоинами, небольшими оврагами, по всей протяженности урочища в верхней его части имеются старые кустарные каменоломни.

В центральной части урочища склон рассекает глубокий и узкий лесной овраг, боковые стенки которого врезаны в известняки, а по днищу протекает мощный родниковый ручей Русанов ключ. На ручье имеются уникальные для области водопады и пороги. Восточная часть покрыта средневозрастной нагорной дубравой. По берегу Дона в границах памятника обильны выходы грунтовых вод в виде родников.

Причудливые выступы известняка, характерные для ООПТ, являются результатом выветривания и эрозионного размыва. Они нависают над узким донским руслом. Известные в 90-х гг. XIX в. как «Фелюги» и «Донские Беседы», теперь эти урочища местные жители называют просто «Большим камнем» и «Лисьим камнем». Голые, разбитые на блоки желтые известняки поднимаются на высоту 7-8 м. На протяжении 1,2 км встречается 7 таких обнажений. Существование этих необычных урочищ придает особый колорит ландшафтам всей Задонской Луки.

Почвы

Преобладающие почвообразующие породы ООПТ - покровные лессовидные суглинки и делювий на склонах. Почвенный покров представлен: по пойме Дона - фрагментами пойменных луговых почв, на остальной территории - серыми лесными почвами.

Пойменные луговые почвы, в зависимости от расположения, включают слаборазвитые почвы на песчаных отложениях, преимущественно сформированные на конусе выноса реки Каменка в юго-западной части памятника природы, и слоистые почвы (в прирусловой зоне Дона, преимущественно ниже устья Русанова ключа).

Основу серых лесных почв составляют серые лесостепные почвы, сформировавшиеся под дубравами. Они представлены серыми лесостепными обычными и остаточно-карбонатными, темно-серыми лесостепными обычными и остаточно-карбонатными, а также переходными формами к светло-серым лесостепным почвам и оподзоленным черноземам и светло-серым лесостепным почвам на флювиогляциальном опесчаненном суглинке, подстилаемом песком. Из-за того, что основная часть ООПТ занимает крутой правобережный коренной склон долины Дона, повсеместно распространены смытые почвы.

Гидрология

В состав памятника природы река Дон не входит. Гидрологическая сеть представлена ручьем Русанов Ключ и озером у устья реки Каменка.
Ручей Русанов Ключ берет начало из родников в лесной балке, рассекающей ООПТ в его центре. Его протяженность - 180 м, высота истоков над уровнем реки Дон - около 20-25 м, дебет - 100-250 л/сек. Русло ручья проложено в скальном ложе, течение стремительное, многочисленны пороги, на месте каменной мельничной плотины, существовавшей еще в XIX в., имеется водопад (высота уступа – до 1,5 м). Ручей является уникальным гидрологическим объектом.

Озеро, представляющее бывшее русло реки Каменка, находится под крутым склоном в западной части урочища левее устья реки Каменка. Ширина озера - 3-12 м, длина - около 250-300 м. Питание осуществляется весной полыми водами, в остальное время - родниковыми. Берега заросли ивой, с краев осокой вздутой, осокой заячьей, камышом озерным, рогозом узколистным.

В прибрежной зоне ООПТ обильны выходы грунтовых вод. Они начинаются в восточной части урочища у с. Крюково и продолжаются до устья Каменки. Всего, по данным учета 2005 г., на этом отрезке протяженностью около 2,5 км было отмечено 74 родника, дебет которых составляет от 1 до 50 л/сек.

Флора и фауна

Для охраняемой территории характерен относительно хорошо сохранившийся комплекс лесных и лесо-опушечных, в меньшей степени - луговых видов растений и животных. Видовое разнообразие макромицетов оценивается в 250, сосудистых растений - 300, амфибий - 3, рептилий - 2, птиц - 60, млекопитающих - 25 видов.

На ООПТ представлены лесные, луговые и околоводные растительные комплексы. Склоны в западной части заняты преимущественно суходольными лугами, на возвышенных каменистых участках южной экспозиции имеющими остепненный характер. По числу видов в травостое преобладают представители разнотравья, наиболее характерны из них манжетки, таволжанка шестилепестная, кукушкин цвет, нивяник обыкновенный, погремок весенний, незабудка Попова, кровохлебка лекарственная, серпуха разнолистная, подмаренник мягкий и др.

В составе памятника природы леса Государственного лесного фонда занимают более 50% площади и представлены частью островного лесного урочища (урочище Русанов Большой, кв. 133-134 Задонского лесхоза). Это средневозрастная порослевая низкобонитетная нагорная дубрава со значительным участием клена татарского, липы мелколистной, груши, яблони дикой. Имеются липовые и осиновые насаждения, культуры сосны.

Лес разнообразен по лесорастительным показателям. Основу лесного покрова составляет растительность нагорной дубравы с доминантом из дуба черешчатого с участием в первом ярусе липы мелколистной, клена остролистного, по более увлажненным местам и склонам северной экспозиции - осины. Кустарниковый ярус хорошо выражен, в нем обильно представлены лещина, бересклет бородавчатый, крушина ломкая, боярышник, клены полевой и татарский, дикие яблони и груша, по опушкам - терн, шиповник и др. Травяной покров разнотравно-злаковый с доминированием в зависимости от конкретных условий ландыша майского, сныти) осоки волосистой.

Русло реки почти на всем протяжении окаймлено узкой полосой ивы ломкой с участием во втором ярусе клена американского и кустарниковых видов ив. В прибрежной полосе русла реки тянется узкий пояс прибрежной растительности (осоки, аир, камыш лесной).

Редкие виды

На территории ООПТ отмечено обитание редких видов. Из грибов к ним относятся головач гигантский Langermannia gigantea. Среди растений - палустриелла переменчивая Palustrieila comtnutata, осот болотный Sonchus palustris, резуха повислая Arabis pendula, ворсянка волосистая Dipsacus pilosus, шлемник приземистый Scutellaria supina, горицвет весенний Adonis vernalis, прострел раскрытый, или сон-трава Pulsatilla patens, земляника мускусная Fragaria moschata, колокольчик персиколистный Campanula persicifolia.