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Le massif forestier de Retz s’étend sur la bordure nord-est du plateau du Valois et en limite sud-ouest du plateau du Soissonnais.
Ces plateaux reposent sur la plate-forme du calcaire lutétien, lequel affleure dans les vallées encaissées (vers Fleury et Corcy, Saint-Pierre-Aigle, l'Ourcq...). Les sables auversiens, mêlés aux limons, composent l'essentiel des sols alentour, qui portent des grandes cultures.
L'histoire de l'utilisation et de la protection de cette forêt royale de chasse explique l'intense découpage de ses lisières, qui totalisent plus de quatre cents kilomètres, et les nombreuses clairières issues notamment des essartages médiévaux.
Un axe anticlinal (parallèle au synclinal de la vallée de l'Automne) a porté en hauteur la ramification nord-ouest du massif, qui atteint 241 mètres au carrefour de Montaigu.
Ce relief domine toute la région et génère une certaine élévation des précipitations, favorable au développement d'une végétation plus hygrophile présentant des tendances submontagnardes, surtout présente sur les versants nord.
La grande variété d'affleurements géologiques engendre des séquences de végétation assez bien différenciées le long des caténas géomorphologiques.
Les chênaies-charmaies-hêtraies acidoclines atlantiques dominent les peuplements sur sols bruns sableux, traités en futaies pour la plus grande partie.
Les assises de marnes et d’argiles constituent autant de planchers de nappes, dont les sources perchées sont disposées en auréoles le long des reliefs.
La nappe du Cuisien, sous-tendue par les argiles sparnaciennes, alimente des petits cours d’eau (ru de Corcy, ru de Verneuil-en-Halatte), des mares et des petites zones humides. Des végétations sur suintements s'y développent.
Certaines de ces zones humides de fond de vallée autorisent la présence d’aulnaies sur tourbières alcalines, par exemple sur l'affluent de l'Ourcq situé en contrebas d'Oigny-en-Valois.
Des suintements fangeux à Dorine à feuilles opposées sont également présents, notamment au niveau des sources incrustantes.
Les affleurements de calcaire permettent la présence de végétations calcicoles, dont des hêtraies à tendance continentale et des hêtraies thermocalcicole à affinités subatlantique-méridionales, éventuellement mêlée d’éléments de la chênaie pubescente sur les lisières sud les plus chaudes.
Quelques lisières comprennent de petites pelouses et des ourlets thermophiles sur calcaire et sables calcaires. Notamment au lieu-dit « les Jardinets à Autheuil-en-Valois » orienté principalement au Sud et à l'Est, accentuant ainsi, en plus du sous-sol en calcaire Lutétien, le caractère thermophile des formations végétales.
Sur les sables et les grès subsistent, ponctuellement, des fragments de landes à Callunes, avec, localement des systèmes de sables mobiles à fixés abritant des pelouses thérophytiques relictuelle (Bruyères de Gondreville) et des pelouse sablo-calcaires.
Les contours de la zone englobent les milieux les plus remarquables pour leurs habitats, leur flore et leur faune. Un mince liseré périphérique les entoure, faisant office de zone-tampon pour les lisières. Dans la mesure du possible, les cultures et les habitations sont évitées.Au sud, le site des corniches et coteaux des Jardinets à Autheuil en Valois est raccordé aux espaces majoritairement forestiers de la ZNIEFF.
