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Cette ZNIEFF est majoritairement occupée par un complexe forestier qui représente une des entités écologiques les plus intéressantes de la région lilloise. En effet, la forêt domaniale de Phalempin constitue le principal massif forestier de la communauté urbaine, et donc attire beaucoup de promeneurs. Ce complexe forestier est situé sur des assises géologiques variées (argile yprésienne, sables, tuffeau, alluvions…) induisant des séquences de végétations suivant des gradients d’hygrophilie, de pH et de trophie au sein des forêts des Querco roboris – Fagetea sylvaticae. Cet ensemble forestier abrite donc un patrimoine naturel diversifié qui ne se limite pas aux seuls milieux forestiers, mais aussi aux milieux associés ou périphériques (ourlets, layons, lisières, prairies, étangs, mares…). Parmi les plus remarquables que l’on retrouve principalement dans le bois de l’Offlarde, nous pouvons citer la pelouse-ourlet acidicline du Conopodio majoris - Teucrion scorodoniae, l’aulnaie-frênaie hygrophile neutrocline à Orme champêtre (Alnion incanae), les chênaies acidiclines et acidiphiles à Maïanthème à deux feuilles et Muguet de mai (Lonicero periclymeni - Fagetum sylvaticae et Vaccinio myrtilli - Fagetum sylvaticae), sous des formes souvent appauvries, l’herbier aquatique à Hottonie des marais (Hottonietum palustris). Grâce à l’extension proposée au bois des cinq tailles, il est possible d’ajouter à cette liste plusieurs végétations aquatiques et amphibies qui complètent la diversité phytocénotique de la zone : Roselière à Phragmite commun et Morelle douce-amère (Solano dulcamarae - Phragmitetum australis). La seconde extension au Bois Monsieur apporte un contexte écologique et une ambiance très particulière au site avec son relief très perturbé en raison de la présence d’anciennes argilières. Dans les trous d’exploitation longuement engorgés, des saulaies et aulnaies marécageuses prennent place avec des tapis de sphaignes (Alno glutinosae - Salicetum cinereae). Le fond de vallon est occupé par un fragment de la Frênaie à Laîche espacée (Carici remotae - Fraxinetum excelsioris). L’absence d’exploitation de ces zones confère au site un degré de naturalité intéressant et agréable. Cependant, d’autres parcelles de l’extension sont fortement exploitées pour la sylviculture et l’étang central n’a aucun intérêt floristique ni phytocénotique. Cette ZNIEFF, très diversifiée en type de milieux est occupée par plus d’une vingtaine de végétations déterminantes de ZNIEFF, et abrite également un bon nombre d’espèces déterminantes (une trentaine dont la moitié est protégées au niveau régional). On peut citer l’Hottonie des marais (Hottonia palustris), le Vulpin fauve (Alopecurus aequalis), la Laîche allongée (Carex elongata), le Callitriche à crochets (Callitriche hamulata), le Gnaphale jaunâtre (Gnaphalium luteoalbum), le Maïanthème à deux feuilles (Maianthemum bifolium), la Véronique à écussons (Veronica scutellata)… Vingt-cinq espèces déterminantes de faune ont été recensées dans ces massifs boisés, associés à de vastes plans d’eau, dont seize espèces d’Oiseaux, quatre d’Amphibiens et trois de Rhopalocères. Parmi les Amphibiens présents sur le site, le Triton crêté est inscrit à l’Annexe II de la Directive Habitats ; étant assez commun dans le Nord – Pas-de-Calais, ses populations régionales ont une importance particulière pour la conservation de l’espèce (GODIN, 2003). Le Crapaud calamite est surtout observé dans des habitats d’origine anthropique comme les terrils et mares temporaires, les carrières inondées et les zones d’extraction de granulats (GODIN, 2003). Il colonise sur le site les zones de friche minière. En Annexe IV de la Directive Habitats, cette espèce est peu commune au niveau régional (GODIN, 2003). Concernant les Rhopalocères, le Soufré (Colias hyale), espèce rare au niveau régional (HAUBREUX [coord.], 2009), est un papillon migrateur dont l’autochtonie dans le Nord – Pas-de-Calais n’a, à ce jour, pas été démontrée. Le Petit sylvain (Limenitis camilla), peu commun à l’échelle régionale, et la Grande tortue (Nymphalis polychloros), assez rare en région (HAUBREUX [coord.], 2009), sont tous deux liés au milieu forestier (LAFRANCHIS, 2000). Une espèce déterminante d’Orthoptères a été identifiée sur le site : le Conocéphale des roseaux (Conocephalus dorsalis). Il est fortement menacé d'extinction dans la Liste rouge française pour le domaine némoral (SARDET & DEFAUT, 2004) ; au niveau régional, l’espèce est assez commune (FERNANDEZ et al., 2004). Le Conocéphale des roseaux fréquente généralement les prairies humides à joncs et autres végétaux hygrophiles (COUVREUR et GODEAU, 2000). La Pipistrelle de Nathusius, inféodée aux milieux boisés (ARTHUR & LEMAIRE, 2009), est classée quasi-menacée à l’échelle nationale (UICN France et al., 2009), elle est peu commune dans le Nord – Pas-de-Calais (FOURNIER [coord.], 2000). L’espèce est également inscrite à l’Annexe IV de la Directive Habitats. Concernant l’avifaune, trois espèces nicheuses sur le site sont inféodées au milieu forestier : la Bondrée apivore, le Pic mar et le Pic noir, tous trois inscrits en Annexe I de la Directive Oiseaux. A l’échelle régionale, le Pic mar et le Pic noir sont classés assez rares (TOMBAL [coord.], 1996). Le Pic mar, dont la population est localisée dans le sud du massif forestier, est inféodé aux vieilles chênaies. L’espèce est en expansion dans le Nord de la France. Ses populations les plus importantes au niveau régional se situent dans les grands massifs boisés de l'Avesnois, tout comme le Pic noir. Celui-ci est inféodé aux hêtraies et aux parcelles de conifères dans le Nord – Pas-de-Calais. La Bondrée apivore, en période de reproduction, fréquente des boisements de plusieurs dizaines d’hectares entourés de plusieurs centaines d’hectares de prairies (TOMBAL [coord.], 1996). Les plans d’eaux et les formations végétales associées du site des Cinq tailles attirent de nombreuses espèces d’Oiseaux de milieux humides, dont les Sarcelles d’été et d’hiver, toutes deux classées vulnérables au niveau national (UICN France et al., 2008), le Canard chipeau et le Grèbe à cou noir, tous deux assez rares dans le Nord – Pas-de-Calais (TOMBAL [coord.], 1996). Le Grèbe à cou noir, pour lequel la ZNIEFF représente un des sites de reproduction majeur dans le Nord – Pas-de-Calais, fréquente en région les plans d’eau de taille moyenne, les bassins de décantation et les argilières. L’espèce niche sur des îlots, généralement en compagnie de Mouettes rieuses. La Mouette mélanocéphale et l’Avocette élégante, également nicheuses sur le site, sont inscrites à l’Annexe I de la Directive Oiseaux.
L’extension du périmètre de 1ère génération aux Bassins de longue fourrière et au Bois des cinq tailles inclut des zones humides, un boisement et ses lisières et s’inscrit dans une même fonctionnalité écologique. Elle contient plusieurs végétations déterminantes de ZNIEFF non présentes dans le périmètre de 1ère génération, telles que l’herbier aquatique flottant à Riccie flottante et Lenticule mineure (Lemnion trisulcae), la roselière à Phragmite commun et à Morelle douce-amère (Solano dulcamarae - Phragmitetum australis). Cette extension se justifie également par la présence de plusieurs espèces végétales protégées régionalement ou déterminantes de ZNIEFF comme le Maïanthème à deux feuilles (Maianthemum bifolium), l’Hottonie des marais (Hottonia palustris), la Véronique à écussons (Veronica scutellata), la Dactylorhize négligée (Dactylorhiza praetermissa), l’Ophrys abeille (Ophrys apifera)…
Une deuxième extension est proposée à l’Ouest pour inclure le Bois Monsieur qui est constitué d’une mosaïque intéressante et originale de végétations forestières acidiclines, que l’on ne retrouve pas dans la forêt de Phalempin. La dépression des Cent-six pas apporte un contexte écologique à caractère naturel supplémentaire à la ZNIEFF. Les végétations se différencient le long de transects topographiques très hétérogènes constitués de buttes sableuses mésophiles, de dépressions et de trous d’exploitations longuement inondés.
L’extension, située à l’ouest du Bois de l’Offlarde, est justifiée par la présence du Crapaud calamite. L’extension, incluant le site des Cinq tailles, est justifiée par deux espèces déterminantes de Rhopalocères, deux d’Amphibiens et de nombreuses espèces d’Oiseaux de milieux humides.
