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Le massif forestier du plateau ardennais est un des plus grands massifs de la région et se range parmi les sites majeurs de la Champagne-Ardenne. Il constitue une vaste ZNIEFF II de près de 43 700 hectares, situé à la limite du département des Ardennes et de la Belgique : vingt trois ZNIEFF de type I plus ou moins étendues en font partie et ont fait l'objet de fiches séparées. C'est une ZNIEFF à dominante forestière, mais certaines tourbières et landes relictuelles, une partie des vallées de la Meuse, de la Houille et de la Semoy, avec leurs prairies alluviales, les escarpements rocheux avec leurs végétations particulières, ainsi que des plantations (résineuses et feuillues) et des cultures sont également inclus dans son territoire.
Selon les couches géologiques, la topographie et l'exposition, se différencient plusieurs types forestiers bien caractéristiques des boisements de la région :
- la hêtraie acidiphile à luzule blanche, houx et myrtille et la chênaie sessiliflore acide avec les chênes sessile et pédonculé, le bouleau pubescent, le sorbier des oiseleurs, le néflier et le tremble. La strate arbustive, peu développée, comprend la bourdaine, la myrtille, le chèvrefeuille des bois et le houx. Le tapis herbacé est dominé par la fougère aigle qu'accompagnent la canche flexueuse, la germandrée scorodoine, la luzule blanche, le muguet, la violette de Rivin, le maïanthème à deux feuilles, le sceau de Salomon verticillé, le pâturin de Chaix (assez rare en plaine où il est alors localisé dans le Nord-Est) et de nombreuses mousses. Ce type de boisement est dominant. Certains éléments des landes acidiphiles se rencontrent dans les lisières avec notamment la callune fausse-bruyère, la véronique officinale, la digitale pourpre, la luzule à nombreuses fleurs, l'épervière lisse, le genêt à balais, le millepertuis élégant,...
- sur pente forte et ébouleuse, la hêtraie-charmaie-acéraie (tendant vers le Lunario-Acerion dans les ravins les plus encaissés) avec l'érable sycomore, l'érable plane, le tilleul à grande feuilles, le frêne commun, l'orme de montagne, de nombreuses fougères dans le tapis herbacé, ainsi que la renoncule à feuilles d'aconit, la dentaire à bulbilles (rare), le sceau de Salomon verticillé, le pâturin de Chaix, la fétuque des bois, polystic à cils raides et polystic à aiguillons (espèces rares dans les Ardennes).
- la chênaie pédonculée-charmaie à lamier jaune, primevère élevée, anémone sylvie, canche cespiteuse, agrostide vulgaire, sceau de Salomon verticillé... Elle est située plutôt en bas de pente et en situation neutrophile.
- au fond des vallons et dans la vallée, l'aulnaie-frênaie rivulaire à cassis, stellaire des bois, laîche pendante, laîche espacée, impatiente ne-me-touchez-pas, ail des ours, ficaire fausse-renoncule, lysimaque des bois, prêle des champs, prêle des eaux, fougère femelle, polystic spinuleux, etc. L'aulnaie-boulaie à sphaignes et à osmonde royale se développe dans les zones tourbeuses et au niveau des sources, avec ponctuellement des landes humides à bruyère à quatre angles (inscrite sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne), canneberge, molinie bleue et bistorte (plante-hôte d'un papillon rare et protégé, le cuivré de la bistorte).
Plusieurs tourbières à sphaignes sont disséminées au niveau des banquettes alluviales ou plus ponctuellement sur les pentes, avec une flore riche et variée comprenant notamment le rossolis à feuilles rondes, protégé en France, la linaigrette à feuilles vaginées (protégée au niveau régional), la linaigrette à feuilles étroites, la bistorte, la violette des marais, de nombreuses laîches (dont la laîche lisse, espèce d'origine atlantique, peu commune en Champagne-Ardenne et inscrite sur la liste rouge régionale), la molinie bleue, le jonc à tépales aigus, la petite scutellaire, etc. Leur évolution naturelle les conduit vers un boisement clair de type boulaie à sphaignes.
Les affleurements rocheux, assez peu fréquents, forment des parois verticales et crevassées : on peut observer, au niveau de ces falaises continentales, une végétation sciaphile avec de nombreuses fougères (polypode vulgaire, blechnum en épi, polystic des montagnes, phégoptéris, etc.), lichens et bryophytes. Certains lichens rares et particuliers trouvent refuge sur ces parois, notamment la cladonie des chênes et diverses ombilicaires. Les replats herbeux (encore moins fréquents) portent une végétation acidiphile rase à arabette des sables, orpin réfléchi, silène penché, sagine apétale, doradille noire, doradille septentrionale, les deux sous-espèces du faux capillaire, etc. Ces biotopes sont très marginalisés en raison d'une recolonisation naturelle de la presque totalité des parois rocheuses par la forêt.
Les vallées de la Houille, de la Meuse et de la Semoy portent des prairies mésohygrophiles de fauche ou pâturées à fétuque des prés, avoine élevée, vulpin des prés, pâturin des marais, pâturin commun, renouée bistorte, cardamine des prés, succise des prés, laîche vert jaunâtre, centaurée noire, berce sphondyle, lychnis fleur de coucou, vesce à épis, oseille sauvage, millepertuis taché, trèfle des prés, trèfle blanc etc. Quelques prairies abandonnées évoluent vers la mégaphorbiaie à reine des prés, eupatoire chanvrine, cirse des maraîchers et valériane officinale. Plus localement on peut rencontrer la prairie acidiphile (prairie tourbeuse oligotrophe) constituée par de nombreuses graminées (fétuque rouge, fétuque noirâtre, danthonie décombante, nard raide, flouve odorante, agrostis commun, houlque laineuse, pâturin des prés, luzule champêtre…) et caractérisée par la wahlenbergie à feuilles de lierre, protégée au niveau régional et inscrite sur la liste rouge des végétaux menacés de Champagne-Ardenne. Ces prairies, pâturées et/ou fauchées irrégulièrement, ne reçoivent pas ou très peu d'engrais.
Des pelouses sèche oligotrophe (Violon caninae) se rencontrent çà et là (au niveau d'anciennes carrières, d'éboulis et de certains escarpements rocheux). On y observe le nard raide, la fétuque rouge, la fétuque noirâtre, la danthonie décombante, l'agrostis capillaire, la flouve odorante (pour les graminées), la canche flexueuse, le gaillet du Harz, la potentille tormentille, le polygala vulgaire, la violette des chiens, la véronique officinale, la jasione des montagnes, la laîche à pilules, l'épervière petite-laitue, la renoncule bulbeuse… Sur les cailloutis schisteux, s'observe la bourse-à-pasteur rougeâtre, rare dans les Ardennes. Certaines de ces pelouses (sur éboulis et résidus schisteux centimétriques) souffrent du tourisme, car situées à proximité des points de vue paysager sur les boucles de la Meuse par exemple (piétinements répétés).
Le long des rivières et de certains ruisseaux se développe une végétation d'hélophytes à acore, baldingère, glycérie aquatique, patience des eaux, iris faux-acore, scirpe des bois... Ces eaux vives, claires et fraîches portent une végétation à renoncule flottante et Fontinalis antipyretica. Les groupements fontinaux sont caractérisés par la dorine à feuilles opposées, la dorine à feuilles alternes, la cardamine amère, la cardamine flexueuse, le populage des marais, la glycérie flottante, ainsi que par de nombreuses mousses et sphaignes.
L'intérêt floristique pour la région est exceptionnel, avec 21 espèces protégées et 46 espèces rares inscrites sur les listes rouges européenne, nationale ou régionale (dont plus d'une dizaine sont situées à la limite ou en dehors de leur aire de répartition principale). Il s'agit notamment du polystic à crêtes (dont les stations de l'Ardenne primaire sont les pratiquement les seules de la Champagne-Ardenne), de l'orchis des sphaignes (microendémique du nord-ouest de l'Europe, présente en France uniquement dans le nord des Ardennes) et du trichomanès remarquable (Trichomanes speciosum) qui font tous les trois partie de la liste des espèces prioritaires du livre rouge de la flore menacée en France, du polystic des montagnes (très rare en plaine et uniquement localisé, pour la région, dans l'Ardenne primaire), de la trientale d'Europe, espèce arctico-nordique très rare en France et dont les populations ardennaises comptent parmi les plus représentatives du pays. Deux petites plantes carnivores en font aussi partie ; il s'agit du rossolis à feuilles rondes, espèce nord-eurasiatique rare et en forte régression dans toute la France et du rossolis intermédiaire (en forte régression dans toute la France, et dont les trois stations des Ardennes sont les dernières pour toute la région champardennaise). Parmi les espèces rares et/ou protégées que l'on peut observer dans cette grande ZNIEFF on trouve aussi la linaigrette à feuilles vaginées, très rare en plaine, le genêt d'Angleterre, espèce atlantique située ici à sa limite absolue de répartition vers le nord-est, la lunaire vivace (espèce d'origine montagnarde dont les stations de Champagne-Ardenne sont, avec celles de Bourgogne, les seules de la plaine française), le saxifrage rhénan (espèce endémique de l'Europe centrale, les seules stations françaises se situant dans les Vosges, le Jura et l'Ardenne primaire), le lycopode en massue (en très forte régression et menacé de disparition), la gagée jaune (espèce submontagnarde très rare en plaine), l'osmonde royale, le pâturin des marais, de la digitale à grandes fleurs (d'origine continentale et très excentrée ici par rapport à son aire de répartition habituelle), la wahlenbergie à feuilles de lierre (îlot très isolé de son aire principale de répartition), le rhynchospore blanc, etc.
La plupart de ces végétaux est inscrite sur la liste rouge des végétaux menacés de Champagne- Ardenne, de même qu'une sous-espèce de capillaire (Asplenium trichomanes ssp. trichomanes), la canche printanière, l'orchis incarnat, l'orchis grenouille, le comaret des marais, l'arnica des montagnes, la montie des fontaines, le chrysanthème des moissons, la prêle des bois, le ményanthe trèfle d'eau, la petite pyrole, la dentaire à bulbille (seule station de toute la Champagne-Ardenne), l'airelle rouge, l'airelle des marais, l'orme lisse, la sous-espèce "capartica" du bouleau pubescent (petit arbre ou arbuste montagnard), le cassis sauvage, le piment royal... Cinq autres espèces observées auparavant dans la ZNIEFF n'ont pas été retrouvées ou revues récemment, il s'agit du lycopode inondé (détruit lors d'un débardage de bois), de la renoncule à feuilles de lierre, du lycopode sélagine, du botryche lunaire et de la walhenbergie à feuilles de lierre. On peut également souligner ici la présence unique dans les Ardennes d'une hépatique, la plagiochile spinuleuse (Plagiochila spinulosa), à la base de certains blocs rocheux du bord de la Semoy, ainsi que la présence de certains bryophytes très caractéristiques de cette région (Dicranum majus, Rhytidiadelphus loreus, Plagiothecium undulatum dans les bois acides, Polytrichum strictum dans les tourbières, etc.). Dans les fissures des rochers, s'observe également Rhabdoweisia crenulata, une mousse dont les plus proches localités sont situées dans les Vosges.
Les invertébrés, en particulier les insectes sont très diversifiés : les Lépidoptères abritent certaines raretés à l'échelle nationale avec le damier de la succise, le nacré de la canneberge et le cuivré de la bistorte, tous trois protégés en France depuis 1993, inscrits aux annexes II de la convention de Berne et de la directive Habitats, dans le livre rouge de la faune menacée en France (catégorie "en danger d'extinction" pour le nacré et le cuivré et "vulnérable" pour le damier). Ils figurent également sur la liste rouge régionale avec sept autres espèces présentes sur le site : le petit collier argenté, le nacré de la sanguisorbe, le damier noir, le mélitée des digitales, le thécla de l'orme, le cuivré de la verge d'or et le cuivré écarlate.
Les Odonates sont également bien représentés, avec notamment 17 espèces inscrites sur la liste rouge régionale dont une protégée en France, l'agrion de Mercure, inscrit aux annexes II de la convention de Berne et de la directive Habitats, figurant dans le livre rouge de la faune menacée en France (catégorie "en danger de disparition" pour la moitié nord du pays). Il est accompagné par les cordulégastres annelé et bidenté (espèces montagnardes caractéristiques des eaux vives non polluées), l'orthétrum brun, l'aeshne des joncs, la grande aeshne, le sympétrum noir, le sympétrum jaune d'or (espèce montagnarde), la leucorrhine douteuse, le leste dryade, l'agrion nain, l'agrion gracieux, le gomphe à pinces, le gomphe vulgaire, la libellule fauve, la cordulie métallique et une grande espèce spectaculaire, la cordulie à deux taches.
Les prairies attirent de nombreux Orthoptères : huit sont inscrits sur la liste rouge régionale (criquet des montagnes, criquet à petites ailes, conocéphale des roseaux, decticelle à petites ailes, etc.). On peut également y observer un gros syrphe, Doros conopseus (espèce rare disparue de nombreuses régions d'Europe). Certains ruisseaux abritent Baetis melanonyx, éphémère montagnarde rare en France ainsi que Epeorus sylvicola, éphémère caractéristique des eaux rapides et fraîches des régions montagneuses, assez rare en France.
La présence des ruisselets, sources et petites mares attirent les batraciens (salamandre commune et crapaud accoucheur inscrits sur la liste rouge régionale, divers tritons et grenouilles). Les reptiles sont représentés par la vipère péliade (partiellement protégée depuis 1993, inscrite à l'annexe III de la convention de Berne, figurant dans le livre rouge de la faune menacée en France et sur la liste rouge des reptiles de Champagne-Ardenne), le lézard des murailles (inscrit à l'annexe IV de la directive Habitats), la coronelle lisse (inscrite sur la liste rouge régionale), le lézard vivipare, la couleuvre à collier.
La lamproie de Planer, le chabot (inscrits tous les deux à l'annexe IV de la directive Habitats), la truite fario, le spirlin se rencontrent dans les rivières et les nombreux ruisseaux qui parcourent la ZNIEFF : ce sont des poissons qui caractérisent les eaux froides, claires, bien oxygénées et non polluées.
La ZNIEFF présente une bonne diversité avifaunistique, le massif forestier et ses abords permettant l'alimentation et la reproduction de très nombreuses espèces d'oiseaux (près de 90). Parmi elles, dix huit présentent un intérêt particulier et font partie de la liste rouge des oiseaux de Champagne-Ardenne, notamment le tétras lyre (nicheur très rare et menacé d'extinction en Champagne-Ardenne), la rare chouette de Tengmalm (espèce plutôt montagnarde), la gélinotte des bois (population fragmentée, en régression), le beccroisé des sapins, le cassenoix moucheté et le sizerin flammé (nicheurs très rares), l'engoulevent d'Europe (en régression sensible), le grimpereau des bois (oiseau d'origine montagnarde) et dans les milieux plus ouverts, la pie-grièche grise et la pie-grièche écorcheur (nicheurs assez peu communs), le torcol fourmillier, l'alouette lulu.... La ZNIEFF abrite également les seuls grands corbeaux de toute la Champagne-Ardenne. Les pics (pic mar, inscrit sur la liste rouge régionale, pic noir, pic épeiche, pic vert et pic épeichette) sont fréquents. Les ruisseaux et les rivières accueillent le cincle plongeur (inscrit sur la liste rouge régionale), espèce indicatrice d'une bonne qualité des eaux, ainsi que diverses bergeronnettes (bergeronnette des ruisseaux, bergeronnette grise, bergeronnette printanière). De nombreux rapaces survolent les forêts en quête de nourriture ou peuvent également y nicher (faucon hobereau, inscrit sur la liste rouge régionale, autour des palombes, bondrée apivore, épervier d'Europe, buse variable, faucon crécerelle, busard Saint-Martin, etc.). L'un des autres grands intérêts ornithologiques de la ZNIEFF est la présence, au niveau d'un replat de la falaise surplombant la ville de Revin (rive droite de la Meuse), d'un site de nidification du faucon pèlerin (inscrit sur la liste rouge régionale et en annexe I de la directive Oiseaux) : aucun risque de dérangement du nid et des oiseaux ne semble pour l'heure exister ; en effet la proximité de la zone urbaine de Revin interdit l'utilisation du site comme aire de décollage pour les parapentes.
Le caractère sauvage du site attire également de nombreux mammifères, comme par exemple le chat sauvage, le putois, la martre, la musaraigne aquatique, la musaraigne de Miller (espèce spécifique des vallons humides, proche de sa limite d'aire de répartition principale), l'hermine, le blaireau, le castor, le cerf élaphe, le chevreuil et les sangliers. Les anciennes ardoisières de Monthermé et de Deville forment un vaste réseau souterrain abritant plusieurs colonies de chauves-souris. Dix espèces différentes hibernent dans ces anciennes carrières souterraines, elles sont toutes protégées au niveau national depuis 1981 et six sont inscrites sur les annexes II et IV de la directive Habitats : le grand murin, le vespertilion de Bechstein, le grand rhinolophe (proche de sa limite actuelle de répartition vers le nord -ouest), le vespertilion à oreilles échancrées, la barbastelle et le petit rhinolophe (présence occasionnelle pour ces deux dernières espèces). Ils figurent également à l'annexe II de la convention de Berne et dans le livre rouge de la faune menacée en France (catégorie "vulnérable"). Ils sont accompagnés par le vespertilion de Brandt (annexe II de la convention de Berne, annexe IV de la directive Habitats et classé en "espèce rare" dans le livre rouge), qui atteint dans les Ardennes sa limite d'aire occidentale, le vespertilion de Daubenton, le vespertilion de Natterer et le vespertilion à moustaches. Ils sont tous inscrits sur la liste rouge des mammifères de Champagne-Ardenne.
La ZNIEFF est incluse dans la Z.I.C.O. CA 01 (plateau ardennais) de la directive Oiseaux et plusieurs des ZNIEFF I qui lui sont rattachées ont été proposées, dans le cadre de la Directive Habitats pour intégrer le futur réseau Natura 2000. La zone des marais des Hauts Buttés à Monthermé bénéficie d'un A.P.B. sur près de 135 hectares (associé à une gestion effectuée par la ville).
Le site est dans un bon état de conservation. Il est néanmoins menacé dans son ensemble par les pratiques sylvicoles (localement coupes à blanc, déboisements et plantations résineuses ou feuillues), par les pratiques agricoles (intensification du pâturage, apports d'engrais ou au contraire abandon des prairies), par la pression touristique (installation de bungalows le long des vallées de la Meuse, de la Houille et de la Semoy, surfréquentation touristique ou sportive de certains sites, feux et dérangements des chauves-souris dans les carrières, etc.) et par la dynamique naturelle qui menace les milieux ouverts, aujourd'hui rares et fragiles (fermeture des pelouses, des landes et des tourbières relictuelles).
La zone prend en compte les limites des forêts les plus riches des points de vue floristique et faunistiique ainsi que certains environs proches biologiquement très riches.
Autre : frontière franco-belge (parties nord et est).
