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La zone humide de Mesnil-Grand est située au niveau de la vallée de l'Orge et est constituée d'une vaste prairie en grande partie pâturée par des équins. La présence de plusieurs sources et le pâturage extensif y favorisent la formation de micro-milieux rendant le site hétérogène et offrant ainsi de fortes potentialités d'accueil pour l'avifaune.
Les petites roselières et les cariçaies alternent avec les fourrés arbustifs, et les formations herbacées hautes sont les plus étendues de ce secteur de la vallée. Le tronçon de rivière permet l'implantation d'hélophytes variés et est favorable à une certaine qualité piscicole.
Trois espèces déterminantes ont été recensées :
- l'Orme lisse (Ulmus laevis), très rare en Ile-de-France, caractéristique des bois de Frênes et d'aulnes liés aux rivières.
- la Bouscarle de Cetti (Cettia cetti), nicheuse rare en Ile-de-France qui trouve dans cette prairie son habitat de prédilection : cariçaies et végétation de bords des eaux avec proximité de zones buissonnantes.
- la Bouvière (Rhodeus amarus), espèce protégée au niveau national et figurant à l'annexe II de la Directive Habitat.
D'autres espèces d'oiseaux peu communes en Ile-de-France et peu présentes dans ce secteur de la vallée de l'Orge sont présentes : la Bergeronnette des ruisseaux (Motacilla cinerea), nicheuse rare déterminante à partir de 5 couples, seuil probablement non atteint ici (à priori un couple) et la Locustelle tachetée (Locustella neavia).
L'intérêt floristique est également marqué par d'importantes stations de Pétasite officinale (Petasites hybridus), espèce rare en Ile-de-France.
L'évolution naturelle du secteur reste satisfaisante. Les menaces principales étant liées à la pression anthropique sur le bassin versant. Pour exemple, cette prairie inondable constituait il y a quelques années un biotope favorable au Brochet (ancienne frayère), apparemment aujourd'hui disparu du secteur, en raison de la modification des fonds de la rivière (ruissellement et transport de matières en suspension dans le ruisseau...).
Les habitats déterminants, en particulier les secteurs de roselière favorables à l'avifaune, s'étendent d'un bout à l'autre de la ZNIEFF et sont limités par les routes et habitations ou jardins privés très entretenus.
