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Les buttes des Bois des Garennes et des Frêneaux font partie du massif des buttes de l’Arthies, constituées de sables de Fontainebleau et de marnes vertes. Le site abrite des milieux originaux (chênaies à Myrtille sur le sommet, aulnaies à sphaignes au niveau des sources, landes et prairies humides à Molinie, gazons sur sables temporairement humides le long des layons et chemins) riches en espèces spécialisées.
21 espèces floristiques déterminantes ont été dénombrées, dont 13 sont menacées en Île-de-France ;
- La Cicendie filiforme (Cicendia filiformis), considérée comme en danger critique d’extinction dans la région ;
- La Laîche lisse (Carex laevigata), la Montie à graines cartilagineuses (Montia arvensis), la Petite Pyrole (Pyrola minor) et la Valériane dioïque (Valeriana dioica), considérées comme en danger ;
- La Laîche étoilée (Carex echinata), le Rossolis à feuilles rondes (Drosera rotundifolia), la Linaigrette à feuilles étroites (Eriophorum angustifolium), la Centenille minime (Lysimachia minima), la Lysimaque des bois (Lysimachia nemorum), l’Osmonde royale (Osmunda regalis), la Radiole faux-lin (Radiola linoides) et la Scorsonère des prés (Scorzonera humilis), classés vulnérables.
Les milieux tourbeux, très localisés, sont parmi les plus menacés sur le site, par le drainage et la progression des ligneux. Ainsi, le Rossolis à feuilles rondes, qui comptait ici sa dernière station valdoisienne, semble disparu (dernière mention en 1994). Il en est de même pour la Linaigrette à feuilles étroites, qui se maintient très difficilement. Les espèces des milieux ouverts sont quant à elles menacées par l’abandon de l’entretien des layons ou, au contraire, par leur surpiétinement ou leur stabilisation par des remblais.
