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La ZNIEFF du marais de Sécheval couvre plus de 300 hectares d'une cuvette située sur les finages de quatre communes du département des Ardennes : Sécheval (pour l'essentiel), les Mazures (à l'ouest), Renwez (sud-ouest) et Montcornet (extémité sud de la zone). La végétation, adaptée aux conditions très acides du lieu, renferme différents types de boisements, des marais, des prairies plus ou moins marécageuses, des fragments de landes tourbeuses, des petits étangs de pêche et des mares (correspondant à d'anciennes fosses d'extraction de la tourbe), ainsi que quelques plantations (peupliers, épicéas) et des cultures ponctuelles.
Les deux types de boisements les plus répandus sont la bétulaie pubescente acidoihile et la chênaie pédonculée-bétulaie acidiphile : elles couvrent environ 40% du territoire. Elles sont composées de chêne pédonculé, bouleau verruqueux et bouleau pubescent, accompagnés par le sorbier des oiseleurs, le tremble et le chêne sessile. La strate arbustive peu développée comprend surtout la bourdaine et le houx. La strate herbacée est constituée par la molinie bleue, la canche flexueuse, le maïanthème à deux feuilles, la luzule multiflore, la luzule des bois, la germandrée scorodoine, le polystic spinuleux, le polystic dilaté... Plus localement se rencontrent la forêt marécageuse acidiphile sur tourbe (de type aulnaie-boulaie pubescente) avec le dryoptéris à crêtes et le polystic des montagnes, ainsi que la boulaie pubescente sur sphaignes et çà et là la saulaie basse à saule cendré et saule à oreillettes.
Les peuplements marécageux sont représentés par :
- le bas-marais acide (très localisé) à comaret, ményanthe trèfle d'eau, linaigrette à feuilles étroites, jonc à tépales aigüs, écuelle d'eaulaîche à bec, laîche vulgaire, laîche vésiculeuse, laîche filiforme, prêle des eaux, etc.
- la tourbière active à linaigrette vaginée et linaigrette à feuilles étroites en mosaïque avec la lande humide à canneberge, bruyère à quatre angles et callune vulgaire. Les sphaignes sont notamment représentées par Sphagnum fallax, Sphagnum cuspidatum (communes en montagne), Sphagnum palustre et Sphagnum rubellum.
- la cariçaie à grandes laîches avec la laîche des marais et la laîche paniculée dominantes, la laîche lisse, la laîche vésiculeuse, la lysimaque vulgaire, la scutellaire casquée, la stellaire des marais, etc.
- la mégaphorbiaie sur sol oligotrophe acidocline à reine des prés, comaret, lysimaque vulgaire, épiaire des marais, achillée sternutatoire, etc.
Les prairies humides rencontrées sur le territoire de la ZNIEFF sont représentées essentiellement par la prairie de fauche non amendée (en partie) et la prairie humide subatlantique sur sol oligotrophe où se remarquent le gaillet des marais, le gaillet des fanges, le lotier pédonculé, le comaret, l'angélique des bois, la stellaire des marais, l'orchis à larges feuilles et l'orchis tacheté. Plus localement, on peut rencontrer la moliniaie sur tourbe oligotrophe acidiphile, avec la molinie bleue, la gentiane pneumonanthe, le nard raide, le jonc rude, la succise des prés, la canche cespiteuse, la pédiculaire des bois, la platanthère des montagnes, etc.
Le réseau hydrographique est bien représenté (ruisseau de la Grande Terre, ruisseau de Sécheval, ruisseau d'Herbiaux, ruisseau du Vieu Pré, nombreux petits rus temporaires), les étangs et les mares également. Leurs eaux sont oligotrophes et portent pour certaines une végétation à lentilles d'eau, potamots (potamot nageant, potamot à feuilles de renouées), nénuphars blancs et jaunes, utriculaires (citrine et vulgaire).
L'intérêt floristique pour la région est important, avec trois espèces protégées en France ou en Champagne-Ardenne et plus d'une dizaine d'espèces rares inscrites sur les listes rouges nationale ou régionale (dont certaines sont situées à la limite ou en dehors de leur aire de répartition principale). Il s'agit notamment, pour les espèces protégées, du dryoptéris à crêtes (une cinquantaine de pieds dispersés en plusieurs populations) qui fait partie de la liste des espèces prioritaires du livre rouge de la flore menacée en France (et dont les stations de l'Ardenne primaire sont pratiquement les seules de toute la Champagne-Ardenne), du polystic des montagnes (très rare en plaine et uniquement localisé, pour la région, dans l'Ardenne primaire) et de la linaigrette vaginée, espèce d'origine boréale, très rare en plaine. Ils sont tous les trois inscrits sur la liste rouge régionale des végétaux, de même que la prêle des bois, la laîche filiforme, le comaret, le conopode dénudé, la bruyère à quatre angles, le ményanthe trèfle d'eau, la stellaire des marais et l'utriculaire vulgaire. L'abandon du barrage hydroélectrique d'EDF a engendré une élévation du niveau de la nappe entrainant la disparition du piment royal, de la drosère à feuilles rondes et probablement de la renoncule grande douve. L'arnica des montagnes et le saule rampant, présents dans la ZNIEFF initiale, n'ont également pas été revus récemment.
Les invertébrés, en particulier les insectes sont très diversifiés. Les Lépidoptères abritent des raretés à l'échelle nationale avec le nacré de la canneberge (populations isolées dans les Ardennes), le nacré de la bistorte (population très fragmentée) et le fadet des tourbières ou daphnis (un des papillons les plus menacés en France), tous trois protégés au niveau national depuis 1993 et inscrits dans le livre rouge de la faune menacée en France (catégorie "en danger d'extinction"). Ils figurent également sur la liste rouge régionale avec deux autres espèces présentes sur le site, le petit collier argenté et le nacré de la sanguisorbe. D'autres Lépidoptères plus communs les accompagnent : petite tortue, citron, paon du jour, tristan, demi-deuil, hespérie de la houlque, myrtil... et, pour les papillons de nuit, zygène du trèfle, écaille du séneçon, écaille martre, adèle verdoyante, doublure jaune, lambda, panthère, phalène picotée, épione étrangère, bordure entrecoupée... Les Odonates sont également bien représentés, avec notamment 10 espèces inscrites sur la liste rouge régionale : il s'agit de la grande aeshne, de l'aeshne printanière, du sympétrum noir, du sympétrum jaune d'or (espèce montagnarde), du leste dryade, du gomphe vulgaire, de l'orthétrum bleuissant, de la libellule fauve, de la cordulie métallique et d'une grande libellule spectaculaire, la cordulie à deux taches. On y rencontre également d'autres espèces plus courantes, comme par exemple pour les demoiselles, le caloptérix vierge, le leste brun, le leste fiancé, l'agrion à larges pattes, la petite nymphe au corps de feu, l'agrion élégant, l'agrion jouvencelle, l'agrion porte-coupe et pour les libellules, le gomphe joli, l'aeshne bleue, l'aeshne mixte, l'anax empereur, la cordulie bronzée, la libellule déprimée, la libellule à quatre taches, la libellule écarlate, etc.
La présence des ruisselets, sources et petites mares attirent les batraciens : salamandre tachetée (inscrite sur la liste rouge régionale), triton alpestre (en régression en Fance et dans l'ensemble des pays d'Europe, inscrit à l'annexe III de la convention de Berne), triton palmé, triton ponctué, crapaud et diverses grenouilles.
Les reptiles sont représentés par la vipère péliade, bien représentée ici (en déclin partout en Europe, 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 des reptiles de Champagne-Ardenne), le lézard vivipare, la couleuvre à collier.
La population avienne est encore diversifiée malgré les atteintes que subissent les marais : près d'une cinquantaine d'espèces différentes les visitent pour s'y reproduire ou pour s'y nourrir, en liaison avec la proximité du lac des Vieilles Forges. Sur l'ensemble des marais, la partie ouest (à proximité de la Ferme des Pont des Aunes) possède le plus grand intérêt pour l'avifaune. Conservée à des fins cynégétiques, ce secteur accueille de nombreuses locustelles tachetées et au moins deux couples de pie-grièche écorcheur (été 1999), espèce inscrite sur la liste rouge des oiseaux nicheurs de Champagne-Ardenne. On y rencontre également le tarier pâtre, l'hypolaïs polyglotte, la fauvette babillarde, la mésange nonnette, la linotte mélodieuse.... C'est également dans cette partie que se trouve la queue orientale du lac des Vieilles Forges où s'est installée une colonie de héron cendré (quatre couples en 1999). Le balbusard l'utilise comme reposoir après sa pêche sur le lac. Les étangs et les cours d'eau accueillent la poule d'eau, le canard colvert, la foulque macroule, le grèbe huppé (nicheurs certains), le martin-pêcheur et la bergeronnette grise (nicheurs probables). Les boisements sont le domaine du grosbec casse-noyaux, du geai des chênes, du pic épeiche, du coucou gris, du troglodyte mignon, de l'accenteur mouchet, du pinson des arbres, du pouillot véloce, de diverses fauvettes et mésanges, etc.
Le caractère sauvage du site attire les grands mammifères forestiers (chevreuil, sanglier), les carnivores (renard, hermine, belette, fouine, martre et putois, partiellement protégé en France, inscrit à l'annexe V de la directive Habitats et sur la liste rouge régionale des mammifères), le lièvre, le lapin de garenne, la musaraigne aquatique (protégée en France et inscrite sur la liste rouge régionale), ainsi que de nombreux petits rongeurs (campagnols, rats et mulots).
La ZNIEFF fait partie des sites retenus dans le cadre de la directive Oiseaux (Z.I.C.O. CA 01 du plateau ardennais). Elle est encore en assez bon état général, la partie périphérique étant fortement dégradée par la création d'étangs de pêche, les plantations d'épicéas et de peupliers, le drainage et la construction de maisons et de petits cabanons. Ce sont aussi, avec l'envahissement par les saules, les principales menaces qui pèsent sur l'ensemble de la ZNIEFF.
Les contours de la ZNIEFF suivent les limites naturelles de la zone marécageuse en bon état avec quelques milieux plus anthropisés enclavés (cultures et plantations résineuses).
