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Le camp de Mailly 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 plus de 11 800 hectatres, située à la fois dans les départements de l'Aube et de la Marne, comprend principalement de vastes pinèdes de pins noirs ou de pins sylvestres, d'origine humaine (plantées) ou spontanée (implantation naturelle par essaimage des pins) et des pelouses calcaires entrecoupées de broussailles calcicoles. D'autres biotopes sont à noter : aulnaie-frênaie (très localisée en bordure d'un petit ru), petits éboulis crayeux et zones érodées par les chars peuplés par une végétation pionnière.
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 de Léman, brachypode penné, koelérie pyramidale, brize intermédiaire), accompagnées par certaines orchidées (ophrys mouche, orchis pourpre, orchis moucheron, orchis pyramidal, épipactis brun rouge) et par l'hélianthème jaune, la chlorette perfoliée, la gentiane germanique, la gentiane ciliée, la germandrée petit-chêne, la germandrée des montagnes, l'anémone pulsatille, le polygala chevelu, le lin à feuilles ténues, la potentille printanière... De nombreuses espèces rares et/ou protégées s'y rencontrent et notamment dans les zones érodées et petits éboulis calcaires. On peut ainsi y observer le sisymbre couché (protégé en France et en Europe par la convention de Berne, inscrit dans les annexes II et IV de la directive Habitats) et le gaillet de Fleurot (endémique franco-britannique). Ils font tous les deux partie de la liste prioritaire du livre rouge de la flore menacée de France (catégories "vulnérable" pour le premier et "rare" pour le second). Le silène des graviers (protégé au niveau régional, unique station de l'Aube et l'une des trois recensencées dans la Marne), le léontodon des éboulis, le diplotaxis des murs (très rare dans l'Aube et la Marne) et le catapode rigide s'y remarquent également. Toutes ces espèces sont inscrites sur la liste rouge régionale.
Certaines pelouses ont tendance à s'embroussailler : apparaissent alors de nombreux arbustes (dont le genévrier commun, le rosier très épineux, le rosier des haies, l'églantier, l'épine noire, le cerisier de Sainte-Lucie, le cornouiller sanguin, etc.) ainsi que des arbres (chêne pubescent, chêne sessile, pin sylvestre, pin noir, tremble...).
Certaines pinèdes claires constituent 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 et le monotrope suce-pin par exemple) ainsi que d'autres issues des forêts feuillues (comme le céphalanthère pâle ou la circée de Paris). 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 la région et bénéficie d'une protection en Champagne-Ardenne.
Certains secteurs sont banalisés par le passage incessant des chars, la pelouse étant alors remplacée par des groupements de friches avec le sténactis à feuilles larges, la vipérine, la molène floconneuse, le tussilage, le picris fausse-épervière et certaines annuelles (cotonnière à feuilles spatulées, petite linaire, matricaire inodore, euphorbe exiguë, etc.).
La vaste étendue du camp est très favorable à la faune qui trouve là un de ses derniers refuges en Champagne crayeuse. Les batraciens sont bien représentés, grâce à la présence des milieux humides : sur les neuf espèces rencontrées, trois font partie de la liste rouge des Amphibiens de Champagne-Ardenne. Il s'agit du crapaud calamite (inscrit à l'annexe II de la convention de Berne), du pélodyte ponctué (annexe III de la convention de Berne) et de l'alyte accoucheur (annexes II de la convention de Berne et IV de la directive Habitats). Ces deux derniers figurent également sur le livre rouge de la faune menacée en France. Le triton alpestre (figurant également dans le livre rouge), le triton palmé, le crapaud commun, les grenouilles rousse, verte et agile se rencontrent aussi dans la ZNIEFF.
Les habitats ensoleillés et secs attirent certains reptiles dont deux espèces peu courantes appartenant à la liste rouge régionale, le lézard des souches (inscrit à l'annexe IV de la directive Habitats et dans le livre rouge) et la coronelle lisse.
On peut également y observer deux papillons inscrits sur la liste rouge des Lépidoptères de Champagne-Ardenne : l'agreste (rare en plaine) et le mercure (ou petit agreste, en limite nord de son aire de répartition)
Bien qu'incomplète, la liste des oiseaux recensés présente des espèces prestigieuses (neuf sont considérés comme des nicheurs rares et en régression et de ce fait inscrits sur la liste rouge des oiseaux de Champagne-Ardenne) comme la huppe fasciée (très bel oiseau en limite d'aire septentrionale de répartition dans la région et en régression préoccupante), le petit gravelot, l'oedicnème criard (en déclin), l'engoulevent d'Europe, la pie-grièche écorcheur, l'alouette lullu (qui a subi une très forte régression dans les années 70/80), le tarier des prés, le bruant zizi (nicheur rare et en régression), le pipit rousseline (dont la majorité des couples répertoriés en Champagne-Ardennes nichent dans les camps militaires, ici une dizaine de couples repérés chaque année). Le traquet motteux est considéré comme nicheur potentiel D'autres plus communs s'y reproduisent également comme par exemple les pics (pic épeiche, pic mar), les mésanges (boréale, huppée et à longue queue), la tourterelle des bois, le grimpereau des jardins, le geai des chênes dans les boisements, la caille des blés, le tarier pâtre, l'alouette des prés, le bruant jaune dans les milieux plus ouverts.
Les mammifères forestiers sont bien représentés : chevreuil et sanglier (occasionnant de nombreux dégats dans le milieu), chat sauvage (protégé en France), 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, hermine, écureuil, etc.
La ZNIEFF du camp militaire de Mailly 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, compte tenu de la présence d'habitats typiques de la Champagne crayeuse. La tempête du 26/12/99 a fait tomber de nombreux arbres dans certains secteurs.
Le périmètre de la ZNIEFF suit les contours du camp militaire, mis à part le secteur urbanisé.
