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La Butte de Mézières est située en plein cœur d'un plateau cultivé dominant la vallée de l'Essonne. Concernant la géologie, on retrouve au sommet du limon des plateaux sur molasse du Gâtinais marneuse reposant sur le calcaire d'Etampes.
Le site est très majoritairement couvert par une chênaie-charmaie calcicole associée à de petits ourlets et pelouses calcicoles localisés surtout à l'est de la zone. Leur superficie est faible et ces milieux sont souvent situés en périphérie de la zone, coincés entre la lisère du boisement et les cultures environnantes sous forme de bandes courtes et étroites. Ces pelouses et ourlets constituant l’intérêt majeur du site ZNIEFF sont donc menacés à la fois par la fermeture du milieu par les ligneux (fruticées et boisements) mais aussi par la pression agricole qui a tendance à les rogner ou grignoter (labour pour les cultures, coupes et eutrophisation pour les friches prairiales, etc.) par l’extérieur. D’ailleurs, plusieurs espèces n’ont pas été retrouvées (tous groupes confondus) lors des prospections 2023.
C'est au niveau des pelouses et ourlets que se trouvent les espèces déterminantes pour l'Essonne, comme le Petit Pigamon (Thalictrum minus) et le Cytise faux lotier (Cytisus lotoides), toutes deux en danger sur la liste rouge régionale de la région. Cette dernière est en situation précaire au sein d’un ourlet un peu eutrophisé, soumis à l’acidification d’aiguilles de Pins sylvestres poussant au dessus et surtout sur une bande étroite en contact avec une prairie artificielle gérée (coupes).
On note également deux Orthoptères xérophiles, à savoir l'Ephippigère des vignes (Ephippiger diurnus) et le Criquet de la Palène (Stenobothrus lineatus) qui sont présents sur les lisières sèches du boisement et dans le dernier secteur d’ourlet au centre du site.
L’évolution des milieux d’intérêt de cette ZNIEFF est incertaine mais la présence de plusieurs espèces protégées et et/ou menacées incite à la conserver.
Les espèces intéressantes de la ZNIEFF sont localisées essentiellement à l'est de la zone boisée. On pourrait donc limiter l'intégration dans la ZNIEFF d'une trop grande surface de bois à faible intérêt floristique en en retirant une partie. Cependant, la zone entière constitue une entité boisée de faible surface et se détache bien des cultures environnantes.
