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La ZNIEFF de type II des milieux naturels et secondaires de la vallée de la Seine représente un vaste ensemble de 10 740 hectares situé sur le cours inférieur de la Seine, de Romilly-sur-Seine à la Motte-Tilly et du Mériot à Marcilly-sur-Seine. Elle comprend onze ZNIEFF de type I qui regroupent les milieux les plus remarquables et les mieux conservés de cette partie de la Bassée. Ce site présente en effet une mosaïque de groupements végétaux remarquables : prairies inondables, mégaphorbiaies, magnocariçaies et roselières, boisements alluviaux inondables, boisements marécageux, groupements aquatiques de la rivière, du canal, des noues et des bras morts, plans d'eau (gravières anciennes ou en activité), grèves alluviales, petites pelouses calcaires. Les peupleraies, les cultures et les prairies pâturées plus intensives sont également très représentées sur le territoire de la ZNIEFF.
Les forêts de la Bassée sont des forêts relictuelles des forêts inondables des grandes vallées ; elles sont encore bien représentées, mais régressent de plus en plus au profit des peupleraies monospécifiques. Trois formes différentes se rencontrent : une forme humide (dans les zones basses) où le frêne domine, une forme moins inondée à chêne pédonculé et orme champêtre et une forme plus sèche tendant vers le Carpinion (là où la grève est peu profonde). En général, la strate arborescente est dominée par le frêne et le chêne pédonculé, accompagnés par les peupliers, le tilleul à petites feuilles et l'orme champêtre (localisés), l'érable champêtre, l'orme lisse et le frêne à feuilles étroites (rarissime en Champagne-Ardenne, situé à la limite septentrionale de son aire de répartition géographique). La strate arbustive comprend le noisetier, le groseillier rouge, le fusain d'Europe, le cornouiller sanguin, la clématite vigne-blanche et la vigne sauvage (protégée dans la région).
Les mégaphorbiaies, les formations à grandes laîches et les roselières sont bien représentées surtout au niveau des zones les plus humides de la vallée. La mégaphorbiaie eutrophe se rencontre généralement en lisière des forêts ou dans les clairières marécageuses, c'est un habitat dynamique qui s'embroussaille plus ou moins rapidement par le saule cendré. Elle se présente comme une prairie à hautes herbes, dense et luxuriante dominée par l'euphorbe des marais, le pigamon jaune, la reine des prés, la grande consoude, la valériane officinale, l'angélique sylvestre, les épilobes, l'eupatoire chanvrine, l'ortie dioïque, accompagnées par diverses espèces des cariçaies et des roselières, comme par exemple le roseau, la laîche des marais, la laîche des rives, la laîche aiguë, etc.
Les prairies inondables (le plus souvent pâturées) appartiennent en partie au groupement du Cnidion venosae et en partie au Bromion racemosi : le site de la Bassée est considéré, avec les sites proches de la vallée de l'Aube, comme l'un des premiers en France pour les prairies médioeuropéennes du Cnidion, mais elles ont beaucoup régressé. Celles-ci correspondent aux niveaux inférieurs de la vallée, inondés en hiver et au printemps et sont représentées par plusieurs types : prairie à inule des fleuves et violette élevée, tendant vers le Molinion, prairie très inondable à oenanthe fistuleuse, gratiole officinale et ail anguleux et praire moins inondable à oenanthe moyenne et chiendent. Elles se présentent comme des prairies assez élevées, bien fournies et riches en herbes variées (pâturin des marais, chiendent, fléole des prés, vulpin des prés, pâturin des prés, agrostis blanc, houlque laineuse, ray-grass, etc.) accompagnées par de nombreuses espèces rares et/ou protégées en Champagne-Ardenne. C'est de plus l'habitat d'un papillon protégé, le grand cuivré (ou cuivré des marais).
De petites moliniaies relictuelles subsistent très difficilement (vers Beaulieu, Jaillac et Romilly-sur-Seine) : elles se présentent comme des prairies assez élevées dominées par la molinie bleue, accompagnée par la fétuque de Leman, le brome dressé, le brachypode penné, la laîche glauque, la gentiane pulmonaire, le muscari à grappes, le gaillet vrai, le genêt des teinturiers, la petite piloselle, l'hippocrépide chevelu, la sanguisorbe officinale, la colombaire, la centaurée jacée, la laîche bleuâtre, l'orchis à larges feuilles, la platanthère à deux feuilles, l'épipactis des marais, etc. Elles sont parsemées de nombreux arbustes tels que le cornouiller sanguin, la viorne lantane, la viorne obier, la bourdaine, le fusain, les aubépines et des saules divers.
Il subsiste environ quarante ares de pelouse herbeuse sèche à brome et fétuque vers Beaulieu : il s'agit ici d'un type particulier de pelouse propre aux grèves calcaires les plus sèches, surmontées par un sol superficiel et qui n'existe en Champagne-Ardenne, en dehors de la Bassée, qu'aux environs de Brienne-le-Château. Elle se présente comme une pelouse rase subdiscontinue avec de nombreuses orchidées (orchis moucheron, orchis militaire, orchis pourpre, ophrys frelon, platanthère à deux feuilles, etc.), dominées par le brome dressé et la fétuque de Leman.
Dans les zones les plus basses de la vallée, plus ou moins en eau toute l'année suite à des remontées de nappe, se localisent des marais à Cladium mariscus : ce sont des formations hygrophiles denses à grandes herbes élevées dominées par le marisque, le roseau, la laîche des marais, la laîche paradoxale (ponctuellement), la laîche des rives, la laîche raide accompagnés par le thélyptéris des marais (appelé aussi polystic des marécages), la baldingère, la menthe aquatique, le séneçon des marais et diverses espèces de la mégaphorbiaie ou de la magnocariçaie (euphorbe des marais, pigamon jaune, gesse des marais).
La rivière de la Seine, ses bras secondaires et les cours d'eaux qui parcourent la ZNIEFF présentent de façon plus ou moins discontinue une végétation aquatique typique (Ranunculion) de même que les mares, étangs, noues et gravières (Nymphaeion, Potamion, Lemnion ) avec la présence d'espèces peu courantes comme le faux nénuphar, le potamot à feuilles flottantes et l'utriculaire vulgaire (inscrits tous les trois sur la liste rouge régionale), le potamot rouge, le potamot noueux, le butome en ombelle, le petit nénuphar, l'acore, la patience d'eau ; leurs ceintures sont constituées essentiellement par des roselières.
Trente quatre espèces végétales sont inscrites sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne et/ou sont protégées au niveau régional ou national, avec entre autres la violette élevée, très rare et en régression spectaculaire, protégée en France, l'inule des saules et l'ail anguleux protégés en Champagne-Ardenne (les vallées de la Seine et de l'Aube étant parmi les dernières vallées où l'ail anguleux se rencontre encore), la gratiole officinale (protégée au niveau national et très menacée), la grande douve (protégée en France), l'œnanthe moyenne, la gesse des marais, la laîche paradoxale, la germandrée des marais et le thélyptéris des marais protégés au niveau régional et inscrits sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne, de même que l'euphorbe des marais, la samole, la stellaire des marais, l'œnanthe de Lachenal, le peucédan des marais, etc.
La faune entomologique est très variée, et plus particulièrement les papillons, les libellules et les sauterelles, avec plus de 80 espèces différentes de Lépidoptères répertoriées, dont une protégée en France, le cuivré des marais (ou grand cuivré), en danger d'extinction dans tous les pays d'Europe, inscrit à l'annexe II de la convention de Berne, aux annexes II et IV de la directive Habitats, figurant dans le livre rouge de la faune menacée en France et sur la liste rouge des Lépidoptères de Champagne-Ardenne. Deux autres espèces remarquables s'y observent, le flambé et l'agreste (rare en plaine) inscrits sur la liste rouge régionale. Plus d'une vingtaine d'Odonates a été recensée, avec une libellule protégée en France depuis 1993, la cordulie à corps fin, inscrite à l'annexe II de la convention de Berne, aux annexes II et IV de la directive Habitats, figurant dans le livre rouge de la faune menacée en France (catégorie"vulnérable") et sur la liste rouge régionale en compagnie de la libellule fauve, de l'agrion délicat (ou petit agrion rouge), le l'aeschne printanière et du sympétrum méridional. Les Orthoptères sont également bien représentés avec notamment sept espèces appartenant à la liste rouge régionale : le conocéphale gracieux (très rare dans la moitié nord de la France), le conocéphale des roseaux, la sauterelle méridionale, l'oedipode bleu turquoise, le criquet marginé (aire disjointe), le criquet ensanglanté et un criquet géophile, Tetrix ceperoi. La ZNIEFF est de plus l'habitat d'un crustacé d'eau douce rare, le lépidure apode, qui ne possède tout au plus qu'une centaine de stations en France.
Les poissons sont variés avec la loche de rivière (inscrite à l'annexe III de la convention de Berne, à l'annexe II de la directive Habitats et sur le livre rouge de la faune menacée en France, dans la catégorie "vulnérable"), le chabot (inscrit aux annexes II et IV de la directive Habitats), la loche de rivière, la lotte de rivière et le brochet (inscrits dans le livre rouge de la faune menacée en France en tant qu'espèces vulnérables), la brème, l'ablette, le barbeau commun, le goujon, la perche, la vandoise, la gardon, la truite fario, etc.
Les batraciens sont bien représentés ici avec la rainette verte, protégée en France depuis 1993, inscrite à l'annexe II de la convention de Berne, l'annexe IV de la directive Habitats, dans le livre rouge de la faune menacée en France et sur la liste rouge régionale en compagnie de la salamandre.
La vallée de la Seine doit sa valeur avifaunistique en grande partie aux inondations qui la recouvrent périodiquement, attirant en hiver et au début du printemps de multiples espèces d'oiseaux qui hivernent, se nourrissent ou se reproduisent sur le site. Près de 150 espèces différentes ont ainsi été dénombrées dont 23 nicheurs inscrits sur la liste rouge des oiseaux menacés de Champagne-Ardenne : la cigogne blanche (nicheur très rare en Champagne), la bouscarle de Cetti (nicheur possible, mais les hivers 84/85, très rudes, lui ont été néfastes), occasionnellement le blongios nain (nicheur très rare et en forte régression) et la sterne pierregarin, le râle des genêts (nicheur très rare et en forte régression), la pie-grièche écorcheur, la pie-grièche grise et la pie-grièche à tête rousse (qui atteint en Champagne-Ardenne sa limite nord-est de répartition), la locustelle luscinoïde (nicheur très rare et en régression alarmante), le rougequeue à front blanc (en régression importante), le torcol , le pigeon colombin dans la forêt, le busard des roseaux, le faucon hobereau, etc. De nombreux oiseaux aquatiques ou des marécages fréquentent les noues et les cours d'eau ou font halte sur le site lors de leur migration : sarcelle d'hiver, sarcelle d'été, canards colvert, chipeau, siffleur, pilet, souchet, grèbe huppé, grèbe castagneux, foulque, harle piette, harle bièvre, harle huppé, chevalier culblanc, chevalier sylvain, chevalier gambette, chevalier aboyeur, etc. Des rapaces variés survolent la zone : buse, busard des roseaux, épervier d'Europe, busard Saint-Martin, milan noir, bondrée apivore, balbuzard pêcheur, faucon crécerelle.
Le chat sauvage et le castor (limite est de la ZNIEFF) peuvent s'y rencontrer, il sont protégés en France depuis 1981. C'est une zone de chasse pour le grand murin, le vespertilion à oreilles échancrées et le vespertilion à moustaches, protégés en France depuis 1981, inscrits à l'annexe II de la convention de Berne et en plus, pour les deux premiers, sur les annexes II et IV de la directive Habitats et dans le livre rouge de la faune menacée en France. Tous les trois figurent sur la liste rouge des mammifères de Champagne-Ardenne.
C'est de plus un site paysager qui joue un rôle fondamental dans l'équilibre de la vallée de la Seine. C'est une zone encore riche en milieux naturels, mais qui sont en diminution et très menacés par les créations de gravières, les défrichements et les mises en culture des prairies, pelouses et marais (maïs le plus souvent), les plantations de peupliers et dans une moindre mesure par l'intensification du pâturage. Un petit secteur (propriété d'EDF située à la Prée, vers la centrale nucléaire de Nogent-sur-Seine) est géré par l'Association Nature du Nogentais, d'autres parcelles font l'objet de fauche tardive (jachères ou prairies), notamment par l'intermédiaire des CTE, présence de jachère faune sauvage... Un secteur (partie ouest) fait partie de la Z.I.C.O. IF 03 (Bassée et plaines adjacentes) de la directive Oiseaux.
Les limites de la ZNIEFF correspondent aux limites des habitats de la vallée de la Seine de Romilly-sur-Seine à la Motte-Tilly et du Mériot à Marcilly-sur-Seine.
