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Située au coeur du Cambrésis, cette ZNIEFF se compose de petits massifs forestiers inclus dans un paysage de plus en plus marqué par l’openfield. Une partie de ces massifs s’étend sur des limons du Pléistocène et des limons de lavage. L’autre partie repose directement sur le tuffeau (grès tendre) et l’argile de Clary. Par endroits, des affleurements sableux apparaissent. Sur les marges des boisements, quelques prairies pâturées ponctuées de mares prairiales achèvent de compléter le site.
Le relief est très peu marqué, l’altitude oscillant autour de 150 mètres. Toutefois, quelques petits vallons parcourus par des ruisseaux temporaires traversent les boisements.
Les végétations forestières sont neutroclines à acidiphiles. Le massif présente un noyau de hêtraies méso-acidophiles traitées en futaie. La hêtraie à Jacinthe des bois (Endymio non-scriptae - Fagetum sylvaticae) est également bien représentée. Les fonds de vallons abritent des frênaies relevant du Fraxino excelsioris - Quercion roboris ; toutefois les peupliers ont été utilisés pour reboiser certains secteurs.
Au centre du bois de Gattigny, au nord de la mare centrale, la couche de tuffeau (grès tendre) et l’argile de Clary affleurent, permettant l’expression ponctuelle d’un boisement acidiphile rattaché au Quercion roboris.
Les habitats forestiers hébergent un cortège d’espèces sylvestres comme le Tabac d’Espagne (Argynnis paphia), dont la chenille se nourrit de violettes Viola sp. et le Petit Sylvain (Limenitis camilla) dont les plantes hôtes sont les chèvrefeuilles Lonicera sp. Les deux espèces de papillons adultes sont particulièrement friands du nectar de ronces Rubus sp. (Haubreux et al., 2017) le long des drèves et des lisières. La ZNIEFF abrite également la Fauvette grisette (Sylvia communis), le Bruant jaune (Emberiza citrinella) et la Thécla du bouleau (Thecla betulae), espèces typiques des milieux bocagers et des lisières forestières. Contrairement à ce que son nom indique, la Thécla du bouleau pond principalement sur le Prunellier Prunus spinosa (Haubreux et al., 2017). Des indices de présence et de reproduction de Blaireau européen (Meles meles) ont également été constatés dans le boisement. Le complexe d'habitats variés comprenant boisements et prairies bocagères lui procure sources de nourriture et abris.
Plusieurs habitats intraforestiers complémentaires ponctuent le massif : layons humides à Carex remota, coupe forestière à Pteridium aquilinum, layons acidiclines à Agrostis capillaris et Teucrium scorodonia... Quelques mares intraforestières sont favorables à l’expression de végétations aquatiques et à la reproduction de l’Aeschne grande (Aeshna grandis), qui pond généralement dans le bois mort flottant à la surface (Goffart et al., 2006). L’herbier flottant à Potamot nageant (Potamo natantis - Polygonetum amphibii), habitat déterminant de ZNIEFF est une des végétations les plus remarquables du site.
Le Potamot nageant (Potamogeton natans) est très rarement observé dans le Cambrésis. Peu commun, l'espèce est menacée par tous les travaux d’aménagement des zones humides et la pollution des eaux dans la région. Il trouve au coeur de ce bois un refuge parfaitement adapté à ses exigences écologiques pour peu que son environnement reste relativement ouvert.
Une retenue d’eau forme un étang au sud-est du Bois de Boulogne. Le ruisseau en aval favorise une Aulnaie-saulaie accompagnée d’une cariçaie d’intérêt patrimonial (Magnocaricion elatae) abritant notamment la Calamagrostide blanchâtre (Calamagrostis canescens), espèce déterminante de ZNIEFF fréquente dans la vallée de la Sensée et connue dans la vallée de la Sambre. Par contre, l’observation de cette espèce au coeur des plaines du Cambrésis est unique et particulièrement remarquable. Notons néanmoins que l'espèce n'a pas été revue en 2022.
Cette ZNIEFF englobe le massif forestier composé par le "Bois de Boulogne" et le "Bois du Mont Auban". Cette zone présente un intérêt écologique non négligeable et accueille plusieurs espèces et végétations déterminantes de ZNIEFF.
En 2022, plusieurs extensions sont proposées pour ajouter les boisements proches ("Bois de Gattigny" et "Bois du Mont aux villes") qui présentent les mêmes caractéristiques que les boisements déjà inclus. En revanche, les cultures sans intérêt pour les espèces déterminantes de la ZNIEFF ont été exclues du périmètre.
