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Tout comme le massif Sud-est, le massif Nord-ouest se présente comme un vaste ensemble majoritairement composé de chênaies-charmaies ainsi que de peuplements mixtes de feuillus et de résineux auxquels répondent favorablement bon nombre d'espèces d'oiseaux (Bondrée apivore, Bécasse des bois, Engoulevent d'Europe, Pic mar, Pic noir ainsi que le Bec-croisé des sapins, toutefois non-déterminant..) et de mammifères (Cerf élaphe, Putois, Martre des pins, Hermine et Blaireau).
La présence de zones de landes sèches et ourlets thermophiles s'accompagne de cortèges entomologiques originaux pour la région. On y rencontre les uniques stations rambolitaines de l'Azuré de l'ajonc,du Gomphocère tacheté,du Criquet verdelet ainsi que de l'Ephippigère de vignes.
Le massif est traversé par plusieurs zones humides favorisées par 4 cours d'eau dont la plus remarquable s'étale de part et d'autre de la Vesgre. Relativement hétérogènes du point de vue structurel (mégaphorbiaies, prairies, aulnaies et tourbières marécageuses, fossés, mares, étangs...), elles concentrent une centaine d'espèces déterminantes. Le peuplement piscicole sera quant à lui essentiellement représenté par la Lamproie de Planer et le Brochet.
L'intérêt du massif tient également à la présence de la chaîne des étangs de Hollande, laquelle s'illustre à travers sa biodiversité aviaire, entomologique et botanique (9 milieux et 57 espèces déterminants). Aussi, le massif comporte en son centre 2 grandes zones ouvertes offrant des milieux favorables à la Chevêche d'Athéna ainsi qu'à la Pie-grièche écorcheur.
La distribution de ces milieux en font une entité particulièrement propice à la coexistence de nombreux taxons patrimoniaux aux exigences écologiques variées.
Le périmètre de la Znieff inclus autant que possible toutes les parties boisées contiguës et forme un vaste ensemble boisé sans discontinuités, autour de 3 communes qui se trouvent en intégralité dans la Znieff : Poigny-la-Forêt, Saint-Léger-en-Yvelines et Gambaiseuil.
Les grandes clairières situées sur ces communes se trouvent ainsi entièrement incluses dans la Znieff.
En périphérie, le périmètre révisé suit à peu de chose près l'ancien périmètre de la Znieff, mais en se calant de façon plus fine et plus systématique les lisières boisées, sur la base des photographies aériennes de 2008.
De manière générale les parcelles bâties situées sur la périphérie ont été exclues dès que cette exclusion n'entraine pas de discontinuité vers des zones boisées périphériques.
Il en est de même avec les surfaces non boisées, prairies, cultures... situées en bordure.
Plusieurs secteurs ont cependant nécessités des traitement particuliers:
- L'ensemble de la chaîne des Etangs de Hollande est intégrée, permettant de plus d'étendre la Znieff sur le boisement des Plainvaux, situé en prolongement sur le plateau. Dans ce secteur, la limite est constituée par les petits rûs situés dans les premiers vallons autour des Plainvaux, excluant les boisements de coteaux situés plus au nord sur les communes des Mesnuls, de Saint-Rémy l'Honoré.., bien que ces boisements plus diffus soient retenus dans le périmètre de la Forêt de protection du Massif de Rambouillet.
- Sur le secteur de Vieille-Eglise-en-Yveline, les tracés de la RN10 et la ligne de chemin de fer n'ont pas constitués une limite à la Znieff, qui englobe donc la Forêt Verte située plus au Sud. Cette partie boisée est intégrée car elle ne fait pas partie non plus du Massif Sud-Est, dont elle est séparée par un plateau agricole. Cependant, en terme de populations animales (Cerfs...) les deux infrastructures constituent des obstacles peu perméables.
- Sur la Commune de Rambouillet, la création d'une Znieff de type I "Domaine des Chasses de rambouillet" nécessite un traitement particulier. Une frange boisée de cette Znieff est rattachée au massif, mais le périmètre d'une Znieff de type II ne pouvant pas couper une Znieff de type I , c'est l'ensemble de la Znieff de type I qu ia donc été intégré. Ce choix entraine donc d'inclure, en périphérie du Massif Nord Ouest un ensemble de cultures et de prairies.
-Sur la Commune d'Hermeray, la partie des boisements le long de la Guesle située au sud de l’Étang de Guipperreux est dans le prolongement du Massif. Cependant une Znieff de type I a été validée sur l’ensemble du linéaire de la Guesle jusqu'à la limite départementale vers Epernon. Il a donc été retenu de ne pas intégrer cette Znieff I, et d'arrêter le périmètre du Massif Nord-Ouest sur la digue de l'Etang de Guiperreux.
- Sur la limite entre les Commune de Mittainville et de la Boissière-Ecole, la situation est similaire : la Znieff de type II est arrêtée sur la RD 80, les boisement en continuité situés plus au sud étant intégrés dans la Znieff de type II "Zones humides et boisements de Mittainville".
- Le long de la Vesgre, sur les Communes de Saint-Léger-en-Yvelines et de Condé-sur-Vesgre, une Znieff de type II préexistante a été finalement fusionnée avec la Znieff Massif de Rambouillet Nord-Ouest. La limite est située aux alentours du Gué Porcherel. En limite, certains petits boisements situés en continuité sont néanmoins intégrés à la znieff de type II "Bassin versant de la Vesgre et bocage d'Adainville". Un recalage de cette Znieff, désignée pour les ensembles de prairies accueillant des populations importantes de Chevêches d'Athena est nécessaire.
- Sur les Communes de Gambais / Grosrouvre, la limite Nord est constituée par la RN12, excluant de fait les boisements plus au Nord de la Forêt des Quatre piliers.
