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La ZNIEFF de type II du massif forestier de la Montagne de Reims (versant sud) est limitée par les communes de Saint-Imogne/Champillon à l'ouest, Trépail/Louvois/Avenay-Val-d'Or au sud, Villers-Marmery à l'est, Verzy et Germaine au nord. D'une superficie de 4854 hectares, son périmètre a été profondément modifié en 2000 et fortement agrandi afin d'y englober toutes les ZNIEFF de type I présentes sur le versant du massif forestier couvrant la partie sud de la Montagne de Reims (en tout 10 ZNIEFF dont les carrières à chauves-souris du Mont-Hurlet). Sa situation géologique et topographique y détermine des biotopes variés et permet l'installation d'une végétation diversifiée : forêts acidiphiles (avec landes relictuelles et marais associés), forêts neutrophiles, bois marécageux, forêts thermophiles (avec ourlets et pelouses associés). Ce dernier type, localisé sur les pentes escarpées les mieux exposées, constitue l'élément le plus remarquable de la ZNIEFF par la présence d'espèces rares et souvent protégées. Les étangs et les mares souvent situés à la périphérie du massif ont également été pris en compte : ils regroupent des habitats aquatiques et marécageux très intéressants avec une faune associée riche et diversifiée. Le réseau des anciennes carrières souterraines d'Avenay-Val-d'Or constitue un site d'hivernage majeur pour sept espèces rares et vulnérables de Chiroptères. On note également la présence de formations karstiques (dolines, résurgences et ruisseau souterrain) et tufeuses (de très faible extension spatiale). Des plantations de pins, quelques cultures et prairies complètent l'inventaire des milieux présents dans cette ZNIEFF.
La hêtraie-chênaie acidiphile de plateau est liée à la présence de sols limono-sableux : le hêtre y est l'élément dominant, accompagné par quelques chênes pédonculés ou sessiles, néfliers, sorbiers des oiseleurs et bouleaux. Le houx et le chèvrefeuille rampant forment l'essentiel de la strate arbustive. La strate herbacée est constituée par la luzule des bois, la luzule poilue, la luzule de Forster, la canche flexueuse, la raiponce noire (endémique médioeuropéenne située, en Montagne de Reims, à la limite ouest de son aire de répartition), la myrtille, la fougère aigle, le maïanthème à deux feuilles, la gesse des montagnes... Très localement, à la faveur de conditions plus hydromorphes, cette dernière est remplacée par la chênaie pédonculée-boulaie très clairiérée avec une strate herbacée envahie par la molinie bleue et la fougère aigle. A Verzy, la forêt abrite une population de hêtres tortillards (appelés faux) unique en France : situés dans une réserve biologique domaniale, ils font l'objet d'une protection supplémentaire en tant que site classé (13,5 hectares). Localement (Verzenay) se rencontre une végétation de lande atlantique et de mares associées (rossolis à feuilles rondes, rubanier flottant, etc.).
Sur les pentes les plus escarpées et les mieux exposées se développe la hêtraie calcicole thermophile, avec une strate arborescente composée par le hêtre, le pin sylvestre (très fréquent), le chêne pubescent, l'alisier de Fontainebleau, le cormier (espèce subméditerranéenne rare en Champagne-Ardenne), l'alisier blanc, l'alisier torminal et l'orme des montagnes. La strate arbustive renferme de nombreuses espèces calcicoles (viorne mancienne, rosier rouillé, rosier pimprenelle, rosier tomenteux, cerisier de Sainte-Lucie, chèvrefeuille camerisier, joli-bois, tamier commun, etc.). La strate herbacée est bien développée et caractérisée par de nombreuses orchidées dont le céphalanthère rouge, le céphalanthère à feuilles en épée, l'épipactis à petites feuilles, le limodore abortif, l'épipactis à larges feuilles, l'orchis pourpre, la néottie nid d'oiseau et la listère ovale. Ils sont accompagnés par la laîche digitée, la laîche glauque, la mélitte à feuilles de mélisse, la primevère officinale, le sceau de Salomon odorant, l'hellébore fétide, la mélique penchée, la laîche des montagnes (proche de sa limite d'aire), le calament officinal, etc. Le long de certains chemins forestiers subsiste une lisière thermophile bien caractérisée : on y remarque l'aster amelle, le cytise couché, la phalangère rameuse, le laser à larges feuilles, le genêt pileux, la digitale jaune, la marjolaine, la bétoine officinale, le petit pigamon, le solidage verge d'or, l'euphorbe petit-cyprès...
Sur les pentes au conditions moins marquées apparaissent la hêtraie et la chênaie-charmaie neutrophiles : le chêne sessile, le charme ou le hêtre domine une strate arborescente qui comprend également le merisier, le frêne, le noisetier, les érables champêtre et sycomore, etc. Dans le tapis herbacé se remarquent la mélique uniflore, le lamier jaune, l'aspérule odorante, le millet diffus, la fétuque hétérophylle, l'euphorbe faux-amandier, la pervenche et la laîche des bois. Dans certains vallons (comme par exemple le vallon de Torchamp et de la Motelle) s'est installé un type de boisement apparenté aux forêts de ravin à érable sycomore, caractérisé par la présence de fougères sciaphiles et d'éboulis de meulières.
L'aulnaie-frênaie à orme lisse et orme champêtre (et ponctuellement l'aulnaie à blechnie en épi) est localisée le long des ruisselets et autour des sources ; elle est caractérisée par la présence de la laîche espacée, de l'ail des ours, de la ficaire fausse-renoncule, plus rarement de la laîche pendante, de la laîche allongée, de l'iris faux-acore, de la primevère, de la lathrée écailleuse, etc.
Au niveau de la Cendrière et des Tournants à Trépail, entre la Côte aux Renards et le Mont Hurlet à Avenay-Val-d'Or et ailleurs de façon plus ponctuelle se rencontrent des pelouses sèches plus ou moins ouvertes ou colonisées par les pins sylvestres. Elle se caractérisent par une richesse orchidologique très élevée, avec notamment l'épipactis pourpre, l'orchis pyramidal, l'acéras homme-pendu, l'ophrys frelon, l'ophrys mouche, l'orchis moucheron, l'épipactis rouge foncé, l'orchis bouc, l'orchis militaire, l'orchis pourpre, la platanthère à deux feuilles, la platanthère des montagnes, la goodyère rampante... Ils sont accompagnés par la violette rupestre, le lin français, la laîche pied d'oiseau, la cuscute du thym, la globulaire, la potentille printanière, l'anémone pulsatille, l'euphorbe de Séguier, l'hélianthème jaune, la germandrée des montagnes, la gentiane germanique, le cytise pédonculé, la fétuque de Leman, la coronille naine, le polygala du calcaire... Très localement, sur la craie mise à nu de certains chemins se rencontre un milieu très ouvert, avec un faible recouvrement du tapis végétal qui comporte le gaillet de Fleurot, le lin français, la linaire couchée, la germandrée petit-chêne, la germandrée des montagnes.
En limite ouest de la ZNIEFF se trouvent plusieurs étangs aux eaux méso-oligotrophes (Etangs de la Neuville, Grand Etang, Etang du Petit Maupas). Ils sont ceinturés pour la plupart par des cariçaies plus ou moins longuement exondées avec la laîche vésiculeuse, la laîche des rives et la laîche raide, le lycope d'Europe, la lysimaque vulgaire, la renouée amphibie, la scutellaire, le gaillet des fanges, l'iris faux-acore, le jonc épars, le scirpe des marais, etc. La végétation amphibie comprend le scirpe de Sologne, le rubanier simple, le plantain d'eau, l'œnanthe aquatique ainsi que quelques colonies de joncs des chaisiers. La végétation aquatique est représentée par le nénuphar blanc, le potamot nageant, la lentille d'eau minuscule (rare Champagne-Ardenne) et le rubanier nain. Au nord-ouest de Mutigny, se remarquent plusieurs mares, vestiges d'exploitation de l'argile à meulière (intérêt historique). Leur végétation aquatique est des plus intéressante avec le rubanier nain, le nymphéa blanc, le potamot nageant, la glycérie flottante. Leur environnement immédiat est constitué par des roselière (à phragmite, massette à larges feuilles) et des cariçaies. Suite au débroussaillage effectué par la commune des environs de la mare à la Plaine s'est développée une lande à callune fausse bruyère, rosier pimprenelle (écotype acidiphile, rare en Champagne), laîche à pilules, danthonie décombante…
La flore est riche et variée avec dix sept espèces protégées dont trois au niveau national : le rossolis à feuilles rondes, l'aster amelle et l'alisier de Fontainebleau. Neuf espèces bénéficient d'une protection régionale : la pyrole intermédiaire (dont les deux stations de Champagne-Ardenne, à Mesnil et à Verzy, sont les seules de la plaine française), la violette rupestre (pelouse et talus du Mont des Tournants), le céphalanthère rouge (dont c'est la station la plus importante de la Marne), le céphalanthère à feuilles en épée (une des deux dernières stations subsistant dans le département), le lin français, la laîche pied d'oiseau, le saule rampant, le thélyptéris des marais et le rubanier nain. Cinq espèces sont protégées au niveau départemental : le scirpe de Sologne, l'épipactis pourpre, le laser blanc, l'asaret d'Europe et le peucédan herbe-aux-cerfs (très rare dans la Marne). La plupart figure sur la liste rouge des végétaux menacés de Champagne-Ardenne, de même que la cuscute du thym, le gaillet de Fleurot (endémique franco-britannique figurant dans la liste des espèces prioritaires du livre rouge de la flore menacée en France), le cytise couché, l'épipactis à petites feuilles (unique station marnaise, découverte en 1995 par Stéphane Thévenin), le limodore abortif, l'orobanche du thym, la pyrole mineure (d'origine circumboréale, limitée à la moitié est de la France), l'orme lisse et le hêtre tortillard (plus grosse station d'Europe avec 800 individus recensés). Certaines espèces, présente lors du premier inventaire n'ont pas été revues: c'est le cas pour l'ophrys araignée, la nielle des blés et l'aristoloche.
On observe en certains points de la ZNIEFF une libellule protégée au niveau national, la leucorrhine à gros thorax, inscrite à l'annexe II de la convention de Berne, aux annexes II et IV de la directive Habitats, dans le livre rouge de la faune menacée en France (catégorie "en danger de disparition") et sur la liste rouge régionale des Odonates. Le lucane cerf volant a aussi été observé, il fait partie de l'annexe II de la directive Habitats
Sur les talus bien ensoleillés des pelouses et des lisières forestières se remarque le lézard des souches : protégé en France depuis 1993, inscrit à l'annexe IV de la directive Habitats et à l'annexe II de la convention de Berne, il figure dans le livre rouge de la faune menacée en France (en déclin dans le nord et le nord-est du pays) et sur la liste rouge régionale (catégorie vulnérable).
Les amphibiens sont bien représentés (favorisés par la présence d'étangs et de nombreuses mares) avec dix espèces répertoriées : des grenouilles (grenouille verte, grenouille rousse et grenouille agile, proche de sa limite septentrionale de répartition), des crapauds et des tritons (triton ponctué, triton palmé et triton alpestre, inscrit à l'annexe III de la convention de Berne). Trois espèces font partie de la liste rouge régionale : la salamandre tachetée, le triton crêté et le sonneur à ventre jaune (ces deux derniers étant inscrits à l'annexe II de la convention de Berne, aux annexes II et IV de la directive Habitats et dans le livre rouge de la faune menacée en France, catégorie "vulnérable").
La faune avienne, bien que ne recelant pas de rareté est bien diversifiée : on peut y observer de nombreux rapaces (buse, bondrée apivore et faucon crécerelle), grives (musicienne et draine), pics (vert et épeiche) et mésanges (bleue, huppée, nonnette et à longue queue), ainsi que le pigeon ramier, la tourterelle des bois, le grosbec casse-noyaux, le pouillot véloce, le geai des chênes, le troglodyte mignon, le roitelet huppé, le roitelet triple bandeau, le bouvreuil pivoine, la sittelle torchepot, le grimpereau des jardins, etc. Malheureusement, l'inventaire avifaunistique entrepris en 2000 n'a pu est réalisé sur la totalité de la surface à prospecter, certains secteurs étant devenus inaccessibles depuis la tempête du 26/12/99.
Le site est fréquenté par les grands mammifères (sangliers, cerfs et chevreuils) et certains carnivores (fouine, martre, hermine, renard, blaireau et le chat sauvage, inscrit à l'annexe II de la convention de Berne et sur la liste rouge régionale des mammifères). La musaraigne aquatique, protégée et inscrite sur la liste rouge régionale, y a été observée. La carrière souterraine du Mont Hurlet constitue un site d'hibernation important pour sept espèces de chauves-souris dont le vespertilion de Bechstein, le vespertilion à oreilles échancrées et le grand murin (en danger d'extinction). Ils sont protégés sur le plan national (depuis 1981) et européen par la convention de Berne (annexe II), inscrits dans les annexes II et IV de la directive Habitats et dans le livre rouge de la faune menacée en France. Ils sont accompagnés par le vespertilion à moustaches, le vespertilion de Daubenton, le vespertilion de Natterer et l'oreillard commun, également protégés en France et en Europe et inscrits sur la liste rouge des mammifères de Champagne-Ardenne. Cette colonie représente 21% des effectifs de chiroptères hibernant en milieu souterrain dans la Marne. Située en bordure du chemin forestier, cette cavité était très fréquentée, avec toutes les nuisances qui en découlent (constats de feux à l'entrée, dérangements, etc.), ce qui était très néfaste à l'équilibre de la population de chauves-souris : une grille a été posée à l'entrée de la carrière par le Conservatoire du Patrimoine Naturel de Champagne-Ardenne.
La ZNIEFF est dans un bon état général. Une grande partie du massif forestier a été inscrit au titre de la directive Habitats pour rejoindre le réseau Natura 2000.
Les limites de la ZNIEFF suivent pour l'essentiel le contour du massif forestier et très localement de quelques milieux associés en lisière du bois.
