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Composé au nord d’un cordon dunaire en cours d’édification, ce milieu héberge de remarquables communautés pionnières sur sables mobiles relevant notamment de l’Euphorbioparaliae -Ammophiletum arenariae. On peut signaler entre autres l’existence d’une très importante population de Panicaut maritime (Eryngium maritimum), ainsi que celle d’une population d’Élyme des sables (Leymus arenarius).
L’apparition de ces végétations est en lien avec une sédimentation active permettant la recréation naturelle de dunes embryonnaires et de dunes blanches au-devant ou parfois au sein d’espaces qui ont été profondément remaniés voire qui sont aujourd’hui artificiels. Cependant, il ne faut pas oublier qu’avant les aménagements portuaires et industriels qui se sont développés dès les années 1930, voire avant, un très vaste système dunaire avec dunes paraboliques, pannes et plaines arrière-dunaires s’étendait de l’ouest de Gravelines à Grande-Synthe, celui-ci n’étant séparé d’un autre système de dunes fossiles paléocôtières plus anciennes (dunes flandriennes) mais déjà morcelées, que par quelques prairies et cultures. Ceci explique que les espaces semi-naturels qui ont subsisté jusqu’à aujourd’hui dans ce secteur peuvent être encore d’un grand intérêt écologique ou biologique et présenter d’importantes potentialités de restauration, en particulier au niveau de tous les zones sableuses héritées de ces vastes massifs dunaires.
Ainsi, une mare située au sud du massif dunaire comporte également de nombreux éléments floristiques remarquables comme l’Epipactis des marais (Epipactis palustris) et la Renoncule de Baudot (Ranunculus peltatus subsp.baudotii).
Depuis 2000, 53 espèces déterminantes (dont neufprotégées régionalement) ont été recensées sur le site, ce qui démontre son grand intérêt pour le maintien d’espèces plus ou moins inféodées au littoral. Notons la présence de troisespèces protégées au niveau national (Leymus arenarius, Viola tricolor subsp. curtisiiet Crambe maritima).
Sur l'estran, trois communautés macrobenthiques intertidales sont présentes:
- la communauté des sables envasés intertidaux dominés par les polychètes et bivalves (A2.24) des hauts niveaux de la plage de Gravelines (aussi aux Hemmes de Marck). Elle est caractérisée par des espèces à affinité sablo-vaseuses : les mollusques Peringia ulvae, Cerostoderma eduleet Macoma baltica; les crustacés Corophium arenarium, Bathyporeia pilosa, Eurydice affinis et les annélides polychètes Pygospio elegans et Hediste diversicolor.
- la communauté des sables intertidaux fins à moyens à amphipodes et Scolelepis spp.(A2.223) depuis les hauts niveaux (zone de rétention) jusqu’aux bas niveaux (zone de résurgence)des plages. Elle est caractérisée par les amphipodes du genre Bathyporeia, les isopodes Eurydice spp et le polychète Scolelepis squamata
- la communauté des sables fins intertidaux à polychètes et amphipodes (A2.23) située dans les bas niveaux de plage (zone de saturation) est caractéristique des bas niveaux de l’estran (zone de résurgence inférieure etzone de saturation) et s’étend vers la zone infralittorale. Les espèces rencontrées sont des amphipodes tels que Bathyporeia pelagicaet Pontocrates spp., des polychètes dont Nephtys cirrosa, Spio martinensiset Spiophanes bombyxprincipalement et des mollusques bivalves comme Donax vittatuset Ensis directus.
L'estran, dans la partie nord, ne permet pas de nidification mais il peut être intéressant pour les limicoles en haltes et pour les hivernants. C'est un site élémentaire pour le wetland international, comptage annuel des oiseaux en hiver. L'estran et la mer prise en compte dans ce périmètre sont inclus dans une zone plus vaste constituée de l'ensemble du cordon littoral Flandre maritime,importante pour les haltes migratoires et l'hivernage en mer des oiseaux marins. Ce site, comme tout au long du littoral de la Plaine maritime flamande,est un site d'hivernage important (plusieurs centaines) pour le Grèbe huppé (Podiceps cristatus).
Le bois situé à l'ouest constitue un dortoir de l'Aigrette garzette (Egretta garzetta) en hiver. Il peut être un site important pour la nidification de passereaux et comme zone refuge lors de la migration.
Le territoire des Flandres maritimes,de par sa situation géographique,présente des enjeux aquatiques importants. En effet ce territoire présente un maillage hydrographique dense de par la présence de nombreux chenaux et fossé liés à l’ancienne plaine marécageuse de l’Aa. Malheureusement sous les pressions anthropiques fortes et récurrentes, ce territoire s’est transformé au fil des siècles. Dès lors, les milieux écologiques et la biodiversité qu’il pouvait hébergeront beaucoup régressé.
Le triangle de la centrale est une petite zone arrière dunaire qui a été créée pour favoriser la nidification du Grand Gravelot (Charadrius hiaticula). Cette zone représente l’un des derniers sites où l’on observe des Traquets motteux (Oenanthe oenanthe) nicheurs. La prise en compte des dunes embryonnaires et des estrans découverts à marée basse permet d’inclure des zones de nidifications potentielles du Grand Gravelot (Charadrius hiaticula) voir du Pipit maritime (Anthus petrosus).
La présence du cordon dunaire et du littoral permet aux deux espèces de gravelots «maritimes», le Grand Gravelot et le Gravelot à collier interrompu, d’être présentes en tant que nicheurs. Trois couples de Grand Gravelot ont par exemple été observés en parade en 2013; 4 juvéniles de Gravelot à collier interrompu ont été observés en 2014.
Les linéaires de haies proches des usines et les buissons retrouvés sur la dune grise permettent à de nombreux passereaux déterminants ZNIEFF de nidifier. Des espèces comme la Fauvette grisette, l’Hypolaïs ictérine, le Pouillot fitis ou encore la Linotte mélodieuse s’y côtoient. D’autres espèces nicheuses au sol se retrouvent principalement dans les zones ouvertes, dont l’Alouette des champs et le Pipit farlouse qui sont observés régulièrement sur le site (indices de nidification probable ou certain).
Les Hems Saint-Pol situées au sud de la ZNIEFF Dunes de Gravelines abritent à elles seules 20 espèces déterminantes ZNIEFF.
D’un point de vue entomofaune, 3 espèces d’orthoptères sont signalées sur le site, le Criquet marginé, le Tétrix des vasières et le Gomphoère tacheté. Ce dernier est inféodé aux milieux littoraux, où il privilégie, notamment dans les espaces dunaires, un substrat sec à végétation clairsemée. Dans une moindre mesure, la population du Criquet marginé est également observée le long de la frange littorale, avec toutefois quelques stations isolées à l’intérieur des terres. Le site héberge une des rares station de Leste fiancé, espèce quasi menacée d’après la liste rouge des odonates du Nord –Pas-de-Calais (Vanappelghem, 2013).
Cette zone abrite une avifaune remarquable inféodées aux zones humides tel que la Mouette rieuse (au moins 60 juvéniles, 2015) et la Mouette mélanocéphale (au moins 22 juvéniles, 2015) nichant en colonie mixte. Les comptages étant difficiles à cause de la végétation, le nombre de couples est probablement sous-estimé.
Ces colonies attirent d’autres espèces remarquables, dont le Grèbe à cou noir. Deux couples ont ainsi été dénombrés produisant 4 jeunes en 2015.
Au moins deux couples d’Échasse blanche ont produit 6 juvéniles en 2015, espèces classées vulnérables d’après la liste rouge régionale (Tombal, 1996).
L’Avocette élégante occupe également le site depuis 2013 avec une dizaine de couples observés en 2015.
Concernant les amphibiens, une population importante de Crapaud calamite est présente à proximité du boisement situé au nord des Hems Saint-Pol. L’espèce fréquente les points d'eau peu profonds pauvre en végétation et occupe son habitat primaire constitué par les dunes et les marais arrière littoraux.
Périmètre comprenant l’ensemble du cordon dunaire au nord de Petit-Fort-Philippe et incluant une mare à proximité de la centrale nucléaire. Une nouvelle extension de la ZNIEFF est proposée en 2015, correspondant à l’espace naturel sensible de Hems-Saint-Pol au sud de la centrale (20 ha),celui-ci présentant actuellement un enjeu non négligeable pour l’avifaune (milieux récemment requalifié en zone d’accueil pour les oiseaux), ainsi qu’à une zone au sud-est de la jetée des Huttes (dunes embryonnaire, dunes blanches, friches portuaires…).
L’extension proposée à l’ENS des Hems-Saint-Pol est justifiée par la présence de deux plans d’eau récemment créés pour l’accueil de l’avifaune. Ces milieux pionniers présentent un réel intérêt pour la nidification de l’Avocetteélégante (Recurvirostra avosetta), de l’Echasse blanche (Himantopus himantopus), de la Mouette rieuse (Chroicocephalus ridibundus) et pour les Anatidés. Il est également un lieu d’hivernage de nombreux Anatidés comme le Canard souchet (Anas clypeata), le Garrot à œil d’or (Bucephala clangula)et la Sarcelle d’hiver (Anas crecca).
