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L'Observatoire de Paris est installé au sommet du coteau de Meudon-la-Forêt, formant un vaste plateau limitrophe sur la face est, également pentue, de la forêt de Meudon. Au sein du Parc, environ 45 hectares sont laissés en leur état naturel depuis la Révolution, en faisant une véritable réserve pour la faune et la flore, espace particulièrement rare dans le département des Hauts-de-Seine. Ce site est composé de boisements de feuillus et de conifères, de prairies, de chemins au sein desquels subsistent des ornières en eau.
La mise en place récente d'un fauchage tardif laisse présager d'une augmentation de la diversité faunistique et floristique. La tranquillité du site et la présence de nombreux arbres morts ou dépérissant sont un atout majeur pour la faune, notamment pour les oiseaux, les chiroptères et les coléoptères.
Pour ce qui est de l'entomofaune, la plupart des espèces déterminantes sont liées aux lieux herbeux riches en graminées et en plantes mellifères avec quelques buissons, dans des secteurs bien ensoleillés. Ces milieux se raréfiant autour de la capitale, plusieurs espèces trouvent là un lieu de refuge. On y recense ainsi : le Demi-deuil (Melanargia galathea), la Mante religieuse (Mantis religiosa) et le Grand Paon-de-nuit (Saturnia pyri), ces deux derniers sont protégés au niveau régional.
La diversité des habitats est attractive pour une avifaune riche et variée. Parmi cette dernière, le site accueille 2 espèces inscrites à l'annexe I de la directive « Oiseaux » qui se reproduisent régulièrement sur le site : le Pic mar (Dendrocopos medius) et la Bondrée apivore (Pernis apivorus). Cette ZNIEFF constitue le site de nidification le plus proche de Paris pour la Bondrée apivore.
Pour ce qui est de la flore, l'espèce la plus remarquable est le Spiranthe d'automne (Spiranthes spiralis). Cette orchidée caractéristique des pelouses sablo-calcaires ou bien acides et des prairies temporairement humides été observé depuis 1990 en Île-de-France sur seulement cinq communes différentes. La découverte de cette population significative relève d'un caractère exceptionnel pour la région Île-de-France. La fermeture des milieux, liée à un changement des pratiques pastorales, constitue la principale explication de la régression de cette espèce. Dans les Hauts-de-Seine, c'est l'excès d'entretien qui pourrait, à plus ou moins long terme, lui être préjudiciable.
Ce site héberge également l'Alisier de Fontainebleau (Sorbus latifolia). Cette espèce, protégée au niveau régional et déterminante ZNIEFF, se rencontre dans des forêts thermophiles sur sols calcaires (chênaies pubescentes). En Île-de-France, cet arbre caducifolié est principalement inventorié dans le Massif de Fontainebleau et dans le Gâtinais. Dans le département des Hauts-de-Seine, il est à ce jour connu sur les communes de Meudon et du Plessis-Robinson.
Les limites de la ZNIEFF permettent de prendre en compte l'ensemble des espaces et espèces remarquables.
Le périmètre est calé au nord, à l'est, au sud et au sud-est sur le mur d'enceinte de l'Observatoire. Au nord-est, la limite est calée sur le chemin et sur l'allée arborée (en l'excluant) les plus proches des milieux remarquables. La Tour solaire et les bâtiments annexes sont inclus dans la ZNIEFF (potentialité pour les chiroptères).
Les secteurs les plus anthropiques (pelouses urbaines, jardins, aménagements sportifs…) sont exclus de la ZNIEFF.
