Заказник создан в целях сохранения ландшафта очень живописного и ценного в природном отношении участка долины Верхнего Дона от села Верхняя Павловка до села Долгое. Здесь сохраняется богатый комплекс водных, степных, луговых и лесных видов растений и животных, встречается значительное число редких и исчезающих видов, в том числе занесенных в Красные книги РФ и Липецкой области.

Охраняемая территория имеет не только важное ландшафтное, ботаническое и зоологическое значение, но также и особое историко-культурное значение благодаря расположению в пределах ее границ многочисленных археологических (Долговская неолитическая стоянка и др.), исторических (Староданковское городище) и мемориальных (усадьба Нечаевых-Мальцевых в с. Полибино) объектов.

Ландшафтную основу ООПТ составляет каньонообразная долина верхнего течения реки Дон, изобилующая выходами доломита, каменистыми осыпями, карстовыми формами рельефа.

Рельеф

Тип рельефа - преимущественно склоновый. Перепад высот достигает 70 и более метров (максимально возвышенные участки в центральной части заказника имеют высоту около 200-210 м над уровнем моря, минимальные (меженный уровень в реке Дон) - около 135 м над уровнем моря).

В северо-западной части охраняемой территории долина Дона, ориентированная в южном направлении, сужена до 200-300 м, слева и справа над руслом возвышаются крутые каменистые склоны. Пойма имеет ширину до 100 м, террас практически нет.

Ниже села Верхняя Павловка долина резко поворачивает на восток и образует так называемую Долговскую Луку, по своим очертаниям аналогичную Задонской. Однако ее протяженность значительно меньше, глубина вреза самой долины здесь не более 20-45 м, а ее ширина - около 1,5 км.

Над относительно хорошо развитой поймой (шириной в месте основного изгиба до 0,4 км и высотой 4 м) попеременно справа и слева поднимается одна суглинистая надпойменная терраса высотой до 8 м. Крутые коренные склоны, сложенные известняками и доломитами, почти полностью покрыты сверху плащом суглинистого делювия и заняты дубово-березовыми лесами, лугами и степями. Выходы коренных пород характерны в средней и нижней частях склонов, в местах их максимального подмыва рекой.

На территории ландшафтного заказника «Долговский» сильно развита овражно-балочная сеть, образованная устьевыми участками крупных балок, впадающих в Дон, и многочисленной сетью относительно молодых оврагов, рассекающих как левобережные более пологие склоны долины, так и крутое возвышенное правобережье Дона.

Почвы

Почвенный покров ООПТ представлен тремя типами почв: черноземами, серыми лесными и аллювиальными луговыми. Возвышенные участки, преимущественно в левобережной части охраняемой территории - водоразделы и присклоновые пологие плато, покрыты оподзоленными и выщелоченными среднегумусными черноземами. Коренные склоны долины покрыты преимущественно оподзоленными, выщелоченными и типичными черноземами и серыми лесными почвами; на склонах интенсивно развиты эрозионные процессы, и почвы, как правило, относятся к категории эродированных.

Отчетливо выражена микрозональность почв. На приводораздельной зоне обычны темно-серые и серые лесные слабосмытые почвы. имеющие тяжелый механический состав, ореховатую структуру и содержащие 3-5% гумуса. Прибровочная часть склона часто рассечена промоинами, оврагами и покрыта смытыми светло-серыми лесными почвами с нарушенной мощностью почвенного профиля. Они бедны гумусом (1-2%).

В средней части склона залегают слабосмытые серые лесные почвы. Подножие склона, на переходе его в пойму, покрывают дерново-намытые слоистые супесчано суглинистые почвы. Противоположные к возвышенным склонам части долины Дона сложены аллювиальными отложениями.

В пойме наиболее широко распространены пойменные луговые черноземовидные почвы, которые сформированы в условиях редкого затопления. Выше к водоразделам распространены лугово-черноземные почвы. Непосредственно у русла реки, в зоне ежегодного затопления, формируются пойменные аллювиальные слаборазвитые и слоистые почвы.

Гидрология

В состав охраняемой территории входит часть реки Дон протяженностью около 17 км. Река Дон представляет чередование вытянутых плесов (ширина 50-70 м, глубина до 3-5 м) и более узких участков с глубинами 0,5-1,0 м. Течение на плесах почти отсутствует, на перекатах - быстрое.

Берега обрывистые, высотой 1,5-4,0 м, сложены аллювиальными луговыми почвами или выходами тонкоплитчатого известняка у подножия коренных склонов. Дно каменистое, на плесах илистое или глинистое. По склонам, где выходят известняки, иногда многочисленны небольшие по дебету родники (например, у подножия Осиновой горы). В левобережной части заказника, в верховьях некоторых лощин создано несколько небольших по площади прудов, имеющих атмосферное питание.

Флора и фауна

На ООПТ сохраняется богатый комплекс водных, луговых и лесных видов растений и животных, характерных для Среднерусской возвышенности. Видовое разнообразие макромицетов оценивается в 400 видов, сосудистых растений - 500 видов, амфибий - 8 видов, рептилий - 5, птиц - 100, млекопитающих - 30.

В пределах охраняемой территории представлены лесные, луговые и степные растительные комплексы; значительные площади заняты возделываемыми полями. Естественная травянистая растительность сохраняется по овражно-балочной сети и в долине Дона. Склоны заняты преимущественно суходольными лугами, на возвышенных каменистых участках южной экспозиции имеющими остепненный характер. Во многих местах склоны долины покрыты лесами (нагорными дубравами, березняками, липняками, осинниками с фрагментами культур лиственницы, сосны и ели).

Основу лесного покрова составляет растительность нагорных дубрав 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, кустарниковых видов ив, калины, черной смородины, шиповника. В прибрежной полосе русла реки тянется узкий пояс прибрежной растительности, где характерны осоки, аир, камыш лесной. На плесах вдоль берега на участках с глубинами до 2 м обильны заросли кубышки желтой.

В составе ландшафтного заказника «Долговский» леса Государственного лесного фонда занимают около 20% площади и представлены островными урочищами (урочище Долговское (кв. 10-26), урочище Осиновое (кв. 29), урочище Донское (кв. 30-31), урочища Малое и Большое Черкасское (кв. 32), урочище Ансеро-Кетчер (кв. 33-34), находящимися в ведении Данковского лесхоза. Лесной фонд представлен преимущественно средневозрастными порослевыми средне- и низкобонитетными дубовыми, березовыми, липовыми и осиновыми насаждениями. Леса разнообразны по лесорастительным показателям, в их составе встречаются редкие виды растений.

Редкие виды

На территории ландшафтного заказника «Долговский» отмечено обитание значительного числа редких видов.

Из мхов к ним относятся гигрогипнум грязно-желтый Hygrohypnum luridum, ринхостегиум стенной Rhynchostegium murale, циррифиллюм волосоносный Cimohyilum piliferam, гировейсия тонкая Gyroweisia tenuis, дидимодон туфовый Didymodon tophaceus, тортула остроконечная Tortula mucronifolia.

Среди растений - ковыль перистый Stipa pennata, касатик безлистный Iris aphylla, лилия кудреватая Lilium martagon, венерин башмачок настоящий Cypripedium calceolus, горицвет весенний Adonis vernalis, ветреница лесная Anemone sylvestris, купальница европейская Trollius europaeus, колокольчик персиколистный Campanula persicifolia и др.

Из позвоночных животных выявлены украинская минога Eudontomizon mariae, рыбец Vimba vimba, травяная лягушка Rana temporaria, живородящая ящерица Lacerta vivipara, обыкновенная пустельга Falco tinnunculus, серая неясыть Strix aluco, обыкновенный зимородок Alcedo atthis, желна Dryocopus martius, речная выдра Lutra lutra и др.