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Le Camp de Mourmelon est un des quatre camps militaires de la Champagne crayeuse ; il constitue un très vaste ensemble semi-naturel isolé au milieu d'un paysage de grandes cultures. Territoire militaire depuis la fin de la première guerre mondiale, la végétation y a évolué assez librement depuis 75 ans.
Cette ZNIEFF de type II de près 8 450 hectares comprend de vastes pelouses calcaires entrecoupées de broussailles calcicoles et de pinèdes de pins noirs ou de pins sylvestres, d'origine humaine (plantées) ou spontanée (implantation naturelle par essaimage des pins). D'autres biotopes sont à noter et notamment des zones érodées peuplées par une végétation pionnière et des petits éboulis crayeux.
La richesse floristique est grande, liée à la diversité des milieux.
Les pelouses sont typiques et bien caractéristiques des savarts autrefois nombreux dans la région : dominées par diverses graminées adaptées aux sols crayeux (brome dressé, fétuque ovine, brachypode penné, brize intermédiaire), accompagnées de certaines orchidées (ophrys araignée, platanthère verdâtre, orchis pyramidal et acéras homme pendu), de l'euphorbe de Séguier (rare en Champagne-Ardenne), de la chlorette perfoliée, du lin à feuilles ténues, du cytise pédonculé (rare en Champagne) de la gentiane germanique, de la gentiane ciliée, du thym serpolet, de la germandrée petit-chêne, etc.
De nombreuses espèces rares et/ou protégées s'y rencontrent : dans les lisières, l'anémone sauvage (découverte en 1997 par F. Noël) en régression sensible en Champagne, très menacée et protégée en France, dans les zones érodées des petits éboulis calcaires, le sisymbre couché, figurant dans le livre rouge de la flore menacée en France, protégé en Europe par la convention de Berne, inscrit dans les annexes II et IV de la directive Habitat et sur la liste rouge des végétaux menacés de Champagne-Ardenne, le léontodon des éboulis, le gaillet de Fleurot, endémique franco-britannique inscrite sur la liste prioritaire du livre rouge de la flore menacée de France, le diplotaxis des murs, le lin français (espèce subatlantique, protégé au niveau régional, en régression considérable dans la région et menacée de disparition à moyen terme), dans la pelouse proprement dite, l'orobanche violette, l'ophrys araignée. Toutes ces espèces sont inscrites sur la liste rouge régionale.
Les pinèdes constituent également un milieu biologique remarquable, elles possèdent une flore très riche rassemblant certains éléments de la pelouse, diverses espèces liées aux pins (comme la goodyère rampante par exemple) ainsi que d'autres issues des forêts feuillues. Elles abritent la pyrole à fleurs verdâtres : elle est liée à la survivance des pinèdes et bois clairs de cette région de Champagne (seule région, avec l'Alsace, où cette espèce est recensée en plaine), elle est en très forte régression suite aux déboisements qu'a connu cette région naturelle et bénéficie d'une protection régionale.
De vastes surfaces sont banalisées par le passage incessant des chars, la pelouse étant alors remplacée par des groupements de friches à Erigeron, Echium et, dans les vides, Erucastrum gallicum. Une autre espèce est également présente sur le site de façon assez abondante, Linum hirsutum (C. Worms, F. Noël), espèce steppique qui possède ici ses seules stations connues en France (introduction probable par l'armée).
La variété des insectes est importante avec plus de 40 espèces différentes de papillons, dont six sont inscrites sur la liste rouge des Lépidoptères de Champagne-Ardenne : l'azuré de la sarriette, l'azuré de la croisette, le flambé, du grand damier, l'agreste (rare en plaine) et l'hermite (très rare en plaine). Les orthoptères sont également bien représentés avec une vingtaine d'espèces de sauterelles et criquets divers, dont sept sont inscrits sur la liste rouge régionale, avec par exemple le criquet italien (en limite nord de répartition), le dectique verrucivore, l'éphippigère des vignes, l'oedipode bleu, le plactycléis à taches blanches, etc.
La très vaste étendue du camp est favorable à certaines espèces d'oiseaux qui trouvent là un des derniers refuges et sites favorables à leur nidification ou à leur alimentation. De plus, sur les 102 espèces d'oiseaux recensées sur le site, quinze sont considérés comme des nicheurs rares et en régression et de ce fait inscrits sur la liste rouge des oiseaux de Champagne-Ardenne, avec un très bel oiseau en limite d'aire septentrionale de répartition dans la région, la huppe fasciée, en régression préoccupante, l'outarde canepetière, autrefois un des oiseaux les plus représentatifs de la Champagne crayeuse et en déclin catastrophique aujourd'hui, le rougequeue à front blanc (en régression inquiétante), le pouillot de Bonelli, le plus méridional des pouillots régionaux (nicheur très rare et en régression), l'engoulevent d'Europe, le pigeon colombin, le tarier d'Europe, le torcol fourmilier (nicheur rare en régression), la pie-grièche grise (nicheur peu commun), la pie-grièche écorcheur (nicheur un peu plus commun, mais en régression), l'alouette lulu (qui a subi une très forte régression dans les années 70/80), le traquet motteux (nicheur très rare), le milan noir, le bruant zizi (nicheur rare et en régression) et l'œdicnème criard (en déclin). De nombreux rapaces diurnes ou nocturnes survolent les grandes étendues du camp : milans noir et royal, buse, bondrée apivore, faucons, busards et éperviers divers, hibou des marais, hibou moyen-duc et chouette hulotte. D'autres oiseaux sont de passage (avec par exemple la bécasse des bois, la grue cendrée, la gélinotte des bois, le vanneau huppé, occasionnellement le merle à plastron, etc.).
Les mammifères forestiers sont bien représentés : chevreuil et sanglier, chat sauvage, blaireau, putois (inscrit à l'annexe V de la directive Habitats, à l'annexe III de la convention de Berne et protégé partiellement en France), martre, écureuil, etc.
La ZNIEFF du camp militaire de Mourmelon a été identifiée par le Muséum National d'Histoire Naturel comme susceptible d'être intégrée au réseau Natura 2000 au titre de la directive Habitats. Elle est dans en bon état général de conservation.
Le périmètre de la ZNIEFF suit les contours du camp militaire, excepté le secteur urbanisé à l'ouest.
