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La Forêt de Signy-l'Abbaye constitue l'un des massifs forestiers les plus vaste et les plus beaux des Ardennes. Par son étendue (4 563 hectares), son caractère typique, la richesse de sa flore et de sa faune, cette ZNIEFF de type II se range parmi les sites majeurs du département.
Etabli sur les roches variées des Crêtes préardennaises, il est riche en secteurs humides (dont certains font l'objet d'une ZNIEFF I) ; les types forestiers rencontrés sont très représentatifs de cette région naturelle avec la hêtraie (hêtraie acidiphile à luzule, hêtraie neutrophile à aspérule) qui domine, la chênaie-charmaie-hêtraie mésotrophe (sur sol limoneux), la chênaie à tendance acidophile, la chênaie-hêtraie un peu plus sèche (sur pente bien exposée) et l'aulnaie-frênaie en fond de vallon. Les essences forestières sont très diversifiées et comportent le hêtre, l'érable plane, l'érable sycomore, l'érable champêtre, l'aulne, le charme, le frêne, le merisier, l'orme des montagnes, l'orme champêtre, etc. Une des originalités floristiques du massif est constituée par ses vallons humides ou marécageux parcourus par des ruisseaux (plus ou moins tufeux) aux eaux vives (dont certains font l'objet d'une ZNIEFF I). Les sources sont nombreuses (fontaine Sainte-Anne, source de la Pichelotte, fontaine Rouge, source de la Vierge), leur végétation est caractérisée par la présence de la dorine à feuilles opposées, de la dorine à feuilles alternes, de la cardamine amère, de la cardamine flexueuse, du faux cresson et du populage des marais. Certaines formations de tufs diffus (sur les bryophytes) se remarquent çà et là, ainsi que des petits barrages tufeux ou des eléments incrustés dans le lit des certains ruisseaux (sur 7,82 km de ruisseaux de la Grande Forêt par exemple. Cette association est dominée par Cratoneuron filicinum et Cratoneuron commutatum, accompagnés par certaines hépatiques, des bryophytes et par la menthe aquatique, la véronique des ruisseaux, l'eupatoire chanvrine, l'épilobe hirsute, le lycope d'Europe, le pétasite officinal, la cardamine amère...
Le massif abrite de nombreuses espèces végétales rares ou peu fréquentes, dont la nivéole printanière protégée au niveau régional, la prêle des bois (espèce circumboréale, très rare dans la moitié nord de la France), la prêle d'hiver (rare en plaine) et l'euphorbe des marais inscrites sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne, la sous-espèce "borreri" du dryoptéris écailleux, l'hellébore vert (rare dans l'est de la France), l'impatiente ne-me-touchez-pas (peu courante dans les Ardennes), le polypode dryoptère (rare en plaine), etc.
Ce massif forestier est d'une grande richesse faunistique dont la diversité est renforcée par la présence à proximité de nombreuses surfaces en herbe, d'un réseau hydrographique important, des vergers et des haies. Les ruisseaux sont en bon état, leur faune invertébrée aquatique est caractéristique des ruisseaux collinéens aux eaux pures : ils constituent une zone de frayère pour la lamproie de Planer et le chabot (tous les deux étant inscrits à l'annexe II de la directive Habitats) et abritent des populations indigènes de truite fario. Dans le Vallon de Rosières ou dans la Petite Forêt, on peut observer l'écrevisse à pieds blancs, protégée en France depuis 1983, figurant à l'annexe III de la convention de Berne, aux annexes II et IV de la directive Habitats et dans le livre rouge de la faune menacée en France (catégorie vulnérable).
La faune entomologique est très diversifiée (avec près de 80 espèces inventoriées), notamment les libellules qui sont bien représentées avec 25 espèces différentes recensées dont trois inscrites sur la liste rouge des Odonates de Champagne-Ardenne : il s'agit du cordulégastre bidenté (d'origine montagnarde, dont c'est ici une des stations les plus à l'ouest du nord de la Loire), la grande aeschne et l'aeschne printanière. Un papillon, le nacré de la sanguisobe et un criquet, le criquet ensanglanté font également partie des listes rouges régionales. Le lucane cerf volant (inscrit sur l'annexe II de la directive Habitats) a été également contacté.
Les amphibiens sont variés : on note la présence du triton crêté (inscrit aux annexes II et IV de la directive Habitats, à l'annexe II de la convention de Berne et dans le livre rouge de la faune menacée en France, catégorie vulnérable) et de la salamandre tachetée, tous les deux figurant sur la liste rouge des amphibiens de Champagne-Ardenne. Ils sont accompagnés par le triton alpestre (inscrit sur l'annexe III de la convention de Berne et dans le livre rouge), le triton ponctué, le triton palmé, le crapaud, les grenouilles rousse et verte.
Ce massif est d'une grande richesse avifaunistique (plus d'une cinquantaine d'espèces différentes recensées). La cigogne noire y niche depuis plus de trois ans : très rare, elle est inscrite sur la liste des oiseaux protégés en France, ainsi qu'a l'annexe I de la directive Oiseaux, à l'annexe II de la Convention de Berne, dans le livre rouge de la faune menacée en France (catégorie vulnérable) et sur la liste rouge régionale ; en 1999, le couple a produit quatre jeunes à l'envol. On peut citer égalemen ici le rougequeue à front blanc (nicheur très rare et en régression inquiétante en Champagne-Ardenne). Des rapaces (bondrée apivore, buse variable, chouette hulotte), le pic épeiche, le pic mar (nicheur forestier rare et discret), la tourterelle des bois, le pouillot siffleur, le gobemouche gris (nicheur peu commun), la sitelle torchepot, le gros bec, de nombreuses fauvettes et mésanges s'y rencontrent également. Les bergeronnettes grise et des ruisseaux fréquentent les cours d'eau et le canard colvert est considéré comme nicheur possible.
Certaines chauves-souris s'y rencontrent : noctule commune (inscrite sur les annexes II et IV de la directive habitats et convention de Berne, sur le livre rouge de la faune menacée en France), vespertilion de Daubenton (annexes II et IV de la directive Habitats et convention de Berne), vespertilion à moustaches et pipistrelle commune. Le chat sauvage, le putois, le blaireau, la martre, la musaraigne aquatique (inscrite sur la liste rouge régionale), le loir (limite nord-ouest de son aire) et une belle population de cerf élaphe y ont été observés.
La ZNIEFF possède aussi des intérêts archéologiques (voie gallo-romaine) et géologiques (goufres, sources et résurgence caractéristique chargée de calcaire et d'oxyde de fer, présence de mares plus ou moins permanentes).
Dans l'ensemble, cette vaste ZNIEFF est dans un bon état général de conservation, elle a été présentée dans le cadre de la directive Habitats. Certaines dégradations (plantations monospécifiques de peupliers ou plus rarement de résineux) se remarquent néanmoins au niveau de certains fonds de vallons (souvent non domaniaux), ainsi que certaines coupes rases dans la partie sud de la ZNIEFF (grandes régénérations).
La délimitation de la ZNIEFF prend en compte les milieux les plus riches du massif forestier de Signy-l'Abbaye (les limites sont majoritairement les limites du boisement, avec quelques exclusions concernant des milieux plus banalisés ou en moins bon état).
