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Ce marais alcalin d'une centaine d'hectares se situe au Nord-Est du bourg de Thizay. La partie la mieux préservée s'étend à proximité du hameau de Jean-Varenne.
Il occupe le fond d'un vallon peu marqué, au substrat calcaro-marneux, traversé par le ruisseau de la Vignole, affluent de la Théols. Des sources artésiennes s'y rencontrent çà et là. Il s'agit de profonds entonnoirs formés dans le calcaire sous-jacent d'où remontent des eaux cristallines thermostatées.
Hormis les milieux humides, la zone abrite quelques secteurs de pelouses sur calcaire, riches en espèces déterminantes.
Cet ensemble abrite plus de trente espèces végétales déterminantes, dont 17 protégées. Pour la faune, on peut noter notamment la richesse du site pour les papillons (plus d'une dizaine d'espèces déterminantes dont 4 protégées), les libellules, les oiseaux ou encore les mollusques.
Le site, par sa taille et par le nombre d'espèces patrimoniales qu'il abrite, est exceptionnel pour la région Centre. Il témoigne des grands marais des plateaux calcaires qui existaient encore au XVIIIème siècle dans le Gâtinais (Sceaux), en Beauce (Conie, Aigre, Cisse, Essonne) et en Champagne berrichonne (bassin de la Théols et de l'Arnon).
Parmi les espèces présentes on remarquera notamment les orchidées : Orchis palustris, Epipactis palustris , Dactylorhiza incarnata, Gymnadenia odoratissima, particulièrement rares dans notre région.
Ce type de milieu tend en effet à disparaître par assèchement, plantation en peupliers et mise en culture. On n'en rencontre plus aujourd'hui que quelques reliques d'étendue limitée.
Le marais de Jean-Varenne a pour sa part perdu une grande partie de son intérêt écologique, sur au moins la moitié de sa surface en vingt-cinq ans.
Parmi d'autres atteintes on observe sur certaines parties le développement d'une ombellifère invasive : la Berce du Caucase, Heracleum mantegazzianum.
Cette zone est incluse dans le marais de Thizay (Type 2), qui inclut des parties de marais en mauvais état de conservation mais dont le rôle reste notable pour la fréquentation avifaunistique.
Le contour est calé sur les limites du marais en tant que tel, en excluant les zones en culture. Par rapport au contour de première génération, la partie Ouest du marais qui a été presque totalement mise en culture a été retirée.
La partie Est, qui reste en assez bon état de conservation, a été conservée.
Les secteurs totalement fermés n’ont pas non plus été intégrés dans le contour.
