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La ZNIEFF de la vallée de la Marne de Cherville à Plivot et Bisseui est située en aval de Châlons-en-Champagne, à quelques kilomètres d'Epernay. Une partie de la zone est incluse du Parc Naturel Régional de la Montagne de Reims. Elle est incluse de la grande ZNIEFF de type II de la vallée de la Marne de Vitry-le-François à Epernay.
Elle a été fortement amputée des zones cultivées en 2003 : il s'agissait auparavant de prairies en grande partie existantes lors du précédant inventaire en 1987.. Elle présente des milieux aquatiques divers, des prairies, peu de cultures, des groupements marécageux, des peupleraies et des boisements riverains bien caractéristiques constituant ainsi un milieu très bénéfique à la faune (en particulier à la faune avienne).
Le réseau hydrographique est constitué par la rivière de la Marne au nord de la zone et les ruisseaux des Tarnauds, de la rivière Noire et de la Noue Marnais au sud. Les groupements aquatiques flottants ou semi-immergés sont caractérisés par la présence de l'utriculaire vulgaire et de la renoncule aquatique, inscrits sur la liste rouge des végétaux de Champagne-Ardenne, du nénuphar jaune, du petit nénuphar, de la sagittaire flèche d'eau, du butome en ombelle, de divers myriophylles...
De nombreuses gravières ont été reconverties en étangs privés de pêche et de loisirs (plus ou moins clôturés). Ponctuellement au niveau des noues et des méandres de la Marne et au sud de la voie ferrée se rencontrent différents groupements marécageux : roselières, cariçaies et groupements à hautes herbes (baldingère, phragmite, scirpe, etc.). Les prairies représentent environ 15% de la superficie de la ZNIEFF : il s'agit en grande partie de prairies semées en fétuque faux roseau.. La végétation des prairies naturelles est dominée par les graminées (fromental, vulpin genouillé, pâturin des prés, pâturin commun, ivraie vivace, fétuque des prés, etc.) qu'accompagnent diverses renoncules, trèfles, patiences, etc. La gratiole officinale, la violette élevée (protégées en France), l'œnanthe moyenne et l'inule des fleuves (protégées en Champagne-Ardenne) inscrites sur la liste rouge régionale y sont représentées. Les groupements relevant du Phragmition ou du Magnocaricion abritent notamment la germandrée des marais, protégée en Champagne-Ardenne, ainsi que deux espèces figurant sur la liste rouge régionale, la grande berle et la stellaire des marais. Une belle ripisylve borde les cours d'eau, elle s'étend localement (Bois Marteau, Bois Monsieur par exemple) pour former de belles aulnaies-frênaies riches en essences diverses (frêne, aulne glutineux, orme lisse, inscrit sur la liste rouge régionale, érable sycomore, érable plane, saule blanc, etc.). Les peupleraies sont surtout localisées entre Athis et Oiry (le long du ruisseau des Tarnauds) et disséminées ailleurs. Elles sont en extension continue aux dépens des roselières et des magnocariçaies.
La faune entomologique est bien représentée avec 36 espèces dénombrées, dont l'agrion gracieux et la libellule fauve inscrits sur la liste rouge des Odonates de Champagne-Ardenne, le criquet marginé (aire de répartition morcelée), le criquet ensanglanté, le criquet verte-échine et un criquet géophile inscrits sur la liste rouge régionale des Orthoptères et le flambé qui fait partie de la liste rouge régionale des papillons. La grande richesse de la ZNIEFF se situe du point de vue avifaunistique ; de nombreuses espèces nichent sur le site dont plusieurs appartenant à la liste rouge régionale : le râle des genêts (considéré comme nicheur très rare à l'échelle de la Champagne-Ardenne, inscrit sur les annexes II de la directive Oiseaux et de la convention de Berne), la pie-grièche écorcheur (en régression), la locustelle (nicheur très rare et en régression alarmante), la sterne pierregarin (nicheur très rare et instable), le phragmite des joncs et le tarier d'Europe. D'autres y hivernent ou s'y arrêtent lors de leur migration (foulque, grèbe huppé, chevalier arlequin, chevalier gambette, chevalier aboyeur, chevalier sylvain, chevalier culblanc, pluvier doré, pluvier argenté, barge à queue noire, barge rousse, bécasseau variable, bécasseau minute, petit gravelot, courlis cendré, vanneau huppé, etc.). Plusieurs espèces de rapaces (buse, faucon crécerelle, faucon hobereau, bondrée apivore) survolent le site pour s'y reproduire ou seulement à la recherche de leur nourriture. Les petits passereaux sont également bien représentés.
C'est également un lieu de promenade et de loisirs important (nombreux promeneurs à pied ou à vélo, pêche dans les ruisseaux, la Marne et les étangs, chasse).
La zone est encore en assez bon état, mais elle est très menacée par l'artificialisation continue et rapide (conversion des prairies en cultures ou en prairies intensifiées, plantations de peupliers dans les dernières zones humides quasi disparues ou à la place des derniers boisements naturels de la vallée, etc.) et les constructions de résidences secondaires mitant certains bois de la vallée (les Bois Marteaux vers Tours-sur-Marne par exemple) et les rives de la Marne (Bisseuil).
La ZNIEFF regroupe les milieux floristiquement les plus riches : ses limites sont donc fonction des limites de ces milieux sur le terrain.
