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Le bois de la Grisonière est localisé au niveau d'un plateau et de coteaux surplombant la vallée de la Renarde. Il repose sur deux types d'affleurements géologiques : des sables siliceux en bas et milieu de coteau et en partie de fond de vallée ; des argiles et des calcaires en haut de coteau et sur le plateau.
La formation dominante est ici le boisement calcicole, dominé par le Chêne pédonculé et associé au Frêne et au Charme. Les espèces arbustives et herbacées qui le constituent sont pour la plupart assez communes, à large amplitude écologique. On note toutefois une mosaïque de formations herbacées de nature acidiphiles et calcicoles, en liaison avec la présence des sables de Fontainebleau.
2 espèces végétales déterminantes dont une protégée au niveau régional sont présentes sur la ZNIEFF. Elles sont toutes deux caractéristiques de la végétation des chênaies-frênaies et chênaies-charmaies sur sols calcaires, avec d'une part l'Asaret d'Europe (Asarum europaeum), très rare et protégée régionale dont peu de stations existent en Essonne ; d'autre part la Scille à deux feuilles (Scilla bifolia), assez rare en Ile-de-France.
Parmi les autres espèces, citons l'Orchis mâle (Orchis mascula, assez rare) et caractéristique de la formation citée ci-dessus ; le Peucédan de France (Peucedanum gallicum, assez rare) et l'Orchis tacheté (Dactylorhyza maculata, assez commune), présents au niveau de formations plus acides.
La menace principale pesant sur ce site est liée à l'exploitation de bois qui est réalisée de manière plutôt destructrice pour le sol et la végétation herbacée, en particulier à l'ouest de la ZNIEFF au niveau de stations à Asaret. Les aménagements liés à la chasse consistent notamment en la création de mares, malheureusement bâchées et donc stériles pour la végétation.
Malgré une flore relativement commune et une gestion actuellement peu adaptée, le bois de la Grisonière constitue une des rares stations à Asaret d'Europe qu'il convient donc de préserver au mieux.
Les limites se font principalement avec les cultures, excepté à l'est où le critère de répartition des espèces déterminantes est pris en compte : les boisement sur pente forte sont exclus car n'accueillent plus la principale espèce déterminante de la ZNIEFF, à savoir l'Asaret d'Europe.
