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Situé dans le lit majeur de la Ternoise en amont de la commune d’Auchy-les-Hesdin, le marais de la Grenouillère, principalement alimenté par la nappe alluviale de la Ternoise, fait partie d’un ensemble de zones humides alluviales. Géré de génération en génération par des pratiques agropastorales extensives, le site constitue un des derniers marais encore fonctionnel de la vallée de la Ternoise. En période d’inondation, il sert de zone d’expansion des crues en stockant l’excès d’eau de la nappe alluviale et de la Ternoise. En période d’étiage, il maintient le débit des fossés et ruisseaux ceinturant le site en restituant progressivement l’eau accumulée en période hivernale.
La réserve naturelle régionale du marais de la Grenouillère gérée par le Conservatoire d’espaces naturels Hauts-de-France est le secteur de cette ZNIEFF ayant le plus d’intérêt. L'est et l’ouest de la ZNIEFF sont beaucoup moins intéressants. Ils sont occupés par des prairies et des étangs de pêches à la flore rudéralisée. On trouve dans cette ZNIEFF différents types de végétations hygrophiles à mésohygrophiles (prairies, ourlets, boisements) qui constituent un refuge pour de nombreuses plantes déterminantes de ZNIEFF et également protégées ou en forte régression. C’est pourquoi ce marais présente un intérêt majeur pour la conservation de la biodiversité au niveau régional.
Des prospections ont eu lieu sur l'ensemble de la ZNIEFF mais la connaissance faunistique du site est essentiellement liée à l'élaboration des plans de gestion du marais de la Grenouillère par le Conservatoire d'espaces naturels.
La majorité des espèces déterminantes faunistiques relevées dans cette ZNIEFF sont liées aux zones humides. Le Bruant des roseaux, qui fréquente tout type de zones humide, pour peu qu’il y ait des postes de chant élevés (buissons, saules, ou aulnes sur le site par exemple) et le Phragmite des joncs, qui niche dans la végétation dense des mégaphorbiaies, sont présents sur le site. Cependant, s’ils y sont régulièrement contactés, les dernières données de nidification datent respectivement de 1989 pour le Bruant des roseaux et de 2009 pour le Phragmite des joncs. Le Râle d'eau, une espèce des zones humides de toute taille comportant de la végétation palustre, a été entendu en période de reproduction en 2007 et 2008 ; l’espèce n’est cependant plus déterminante ZNIEFF.
Le Pouillot fitis niche également sur la ZNIEFF, dans la RNR du Marais de la Grenouillère à l’Ouest, appréciant les formations préforestières jeunes que l’on y trouve : strate herbacée développée recouverte de buissons denses et d’une strate arbustive basse.
Le triton alpestre, observé sur site jusqu’en 2009, n’étant plus une espèce déterminante ZNIEFF, aucun amphibien déterminant n’est recensé sur le site. Les prospections dans ce sens peuvent donc être améliorées.Parmi les mollusques, le Vertigo de Des Moulins (Vertigo moulinsiana) a été observé entre 1999 et 2009. Cet escargot, qui vit dans les feuilles et la litière des grands hélophytes des marais tourbeux et paratourbeux alcalins ouverts (Cucherat, 2013), est classé en annexes II de la Directive Habitats-Faune-Flore ; il est classé vulnérable à l’échelle européenne et mondiale. La Veloutée rouge (Pseudotrichia rubiginosa) se nourrit de débris végétaux à proximité des cours d’eau et a été observée en 2005 sur le site (Cucherat, 2003).
Le Criquet ensanglanté (Stethophyma grossum) fait partie des autres espèces d’ « invertébrés » emblématiques du site : fréquentant les prairies humides, cette espèce assez rare dans le Nord et le Pas-de-Calais est en déclin depuis plusieurs décennies en France et constitue un élément remarquable de l'entomofaune des zones humides. Le Conocéphale des roseaux (Conocéphalus dorsalis) est également inféodé aux roselières.
Parmi les autres espèces remarquables de la ZNIEFF, on peut citer deux espèces de libellules. Principalement migrateur dans la région, le Sympétrum de Fonscolombe (Sympetrum fonscolombii) a été observé une seule fois sur le site sans indice de reproduction. L’Agrion joli (Coenagrion pulchellum) n’a pas été revu depuis 1999. Des recherches spécifiques de le retrouver ou de confirmer son absence.
L’Hespérie de la Houque (Thymelicus sylvestris) a été observée en 2009. Ce papillon des prairies bien exposées est peu commun, quasi menacé et son déclin est avéré dans le Nord et le Pas-de-Calais.
Le périmètre de cette ZNIEFF inclut l’ensemble de la réserve naturelle régionale du marais de la Grenouillère (géré par le Conservatoire d'espaces naturels Hauts-de-France) ainsi que la zone humide situé au nord-est et une autre petite zone humide à l’ouest. Cet ensemble mais plus particulièrement la partie RNR, abrite une grande densité d’espèces et de végétations déterminantes de ZNIEFF dont, entre autres la Linaigrette à feuilles étroites (Eriophorum angustifolium) et le Trèfle d’eau (Menyanthes trifoliata).
