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La ZNIEFF des marais de Marcilly-le-Hayer est située dans la commune du même nom, de part et d'autre du cours de l'Orvin qui traverse la zone d'ouest en est. Elle est constituée par des boisements alluviaux naturels, des peupleraies plantées, des prairies pâturées mésohygrophiles et des groupements marécageux.
Les boisements sont constitués de peupleraies plantées à grandes herbes (près de la moitié de la superficie totale de la zone), ainsi que par des aulnaies et des aulnaies-frênaies à trembles, ormes champêtres, peupliers blancs et grisards. Les grandes laîches y sont bien représentées avec la laîche paniculée, la laîche faux-panic, la laîche des rives... Elles sont souvent accompagnées par de grands hélophytes (comme le cirse maraîcher, l'eupatoire chanvrine, la prêle des eaux) et la fougère spinuleuse.
Les formations marécageuses couvrent encore un peu moins du cinquième de la suface de la ZNIEFF : elles sont en constante diminution et très menacées par la pression humaine. Elles regroupent des magnocariçaies (à laîches des marais, des rives, raide, paniculée, faux-souchet et paradoxale), des filipendulaies et mégaphorbiaies (à reine des prés, eupatoire chanvrine, cirse maraîcher, cirse des marais) et des roselières (phragmitaies, typhaies, communautés à rubanier rameux et à prêle des eaux). On y rencontre une espèce protégée au niveau régional et inscrite sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne, la laîche paradoxale et une espèce peu fréquente, le millepertuis de Des Etangs.
Les insectes, plus particulièrement les groupes des Odonates, Orthoptères et Lépidoptères, sont variés et bien diversifiés On peut observer dans la ZNIEFF des sauterelles (conocéphale bigarré, decticelle bariolée, decticelle cendrée, grande sauterelle verte), des criquets chanteurs (criquet duettiste, criquet des pâtures, criquet des clairières), des libellules (cordulie bronzée, libellule écarlate, libellule à quatre taches, sympétrum strié, libellule déprimée), des demoiselles (petite nymphe au corps de feu, agrion jouvencelle, agrion à larges pattes, caloptéryx éclatant, caloptéryx vierge), des papillons (machaon, paon-du-jour, hespérie du chiendent, petite tortue, Robert-le-Diable, amaryllis, myrtil), etc.
La rainette arboricole se rencontre à Marcilly-le-Hayer : protégée en France depuis 1993, elle est en déclin dans l'ensemble de l'Europe et en régression très sensible dans le nord et l'est de la France. Elle est inscrite à l'annexe II de la convention de Berne, à l'annexe IV de la directive Habitats, figure dans le livre rouge de la faune menacée en France (catégorie "vulnérable") et sur la liste rouge régionale.
L'avifaune est encore assez bien diversifiée malgré les atteintes que subissent les marais : sur les 35 espèces différentes qui les visitent pour s'y nourrir ou s'y reproduire, une est inscrite sur la liste rouge des oiseaux menacés de Champagne-Ardenne : le rougequeue à front blanc, en régression inquiétante en Champagne-Ardenne. Il est notamment accompagné par diverses rousserolles et le bruant des roseaux (dans les milieux marécageux), le tarier pâtre, le bruant proyer, la linotte mélodieuse (dans les milieux ouverts ou buissonants), le pic vert, le pic épeiche, la grive musicienne, la tourterelle des bois, le pigeon ramier, le faucon crécerelle, le troglodyte mignon, le loriot d'europe, la sitelle torchepot et diverses fauvettes et mésanges (dans les boisements).
La ZNIEFF est très menacée dans son ensemble par les activités humaines (populiculture, plus ponctuellement installation de bâtiments agricoles, camping, etc.) et par le dynamisme naturel.
Les contours de la ZNIEFF suivent les limites naturelles de la zone marécageuse la plus riche.
