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Cette ZNIEFF se trouve à l’extrémité ouest du département, dans le secteur géographique du causse de Villeneuve. Elle se situe dans une dépression marneuse liasique à l’aval du vallon aveugle du ruisseau du Rey. La tourbière de Rey est une tourbière alcaline, constituée en grande partie de roselières sèches ou inondées, de mégaphorbiaies et de boisements humides. Cette zone fait partie du réseau Natura 2000.
Les roselières sont extrêmement rares en Aveyron. La tourbière de Rey constitue la seule vraie roselière de l’Aveyron et la plus importante roselière alcaline de la région Midi-Pyrénées. Plusieurs habitats déterminants y sont présents : bois de frênes et d’aulnes à hautes herbes, phragmitaies inondées et phragmitaies sèches, végétation à Cladium de tourbière, tourbières basses à Carex nigra, Carex canescens et Carex echinata. Ces zones humides représentent un lieu d’hivernage pour l’avifaune, et abritent de nombreuses espèces de libellules.
L’intérêt floristique est très important sur le site puisque de nombreuses espèces protégées et caractéristiques des milieux humides y ont été recensées. Une orchidée est protégée au niveau national : la Spiranthe d’été (Spiranthes aestivalis), tandis que 4 autres plantes sont protégées au niveau régional : le Carex à deux nervures (Carex binervis), le Marisque (Cladium mariscus), la Gymnadénie odorante (Gymnadenia odoratissima) et l’Utriculaire commune (Utricularia vulgaris). Enfin, une autre orchidée est protégée dans le département de l’Aveyron : l’Épipactis des marais (Epipactis palustris). En dehors des espèces protégées, plusieurs autres taxons sont jugés rares à très rares en Aveyron : la Laîche écailleuse (Carex viridula), l’Écuelle d’eau (Hydrocotyle vulgaris) ou encore la Germandrée des marais (Teucrium scordium). Enfin, signalons la présence sur le site du Potamot coloré (Potamogeton coloratus), dont le site est l’une des très rares stations régionales. Il donne un intérêt particulier aux écoulements du site. Ce site est également très intéressant pour les oiseaux, mais surtout connu en période hivernale par les ornithologues. Chaque hiver, depuis au moins 1996, un dortoir de Busard Saint-Martin est présent, celui-ci ayant regroupé au maximum huit individus simultanément. À l’inverse de la période hivernale, le site est assez mal connu actuellement des ornithologues en période de nidification. Le Pic mar se reproduit dans les boisements du site et à proximité. Des espèces comme la Rousserolle effarvatte ou la Rousserolle turdoïde se reproduisaient dans les années 1980 sur la tourbière de Rey. Pour la première, la dernière observation remonte à mai 1997 tandis que pour la Rousserolle turdoïde, aucune observation n’y a été réalisée depuis les années 1980. Si ces deux passereaux paludicoles y sont encore présents, il s’agirait du seul site de nidification dans le département de l’Aveyron. Des prospections complémentaires concernant les mammifères pourraient peut-être permettre de recenser des espèces peu communes en Aveyron, comme le Campagnol amphibie ou la Crossope aquatique. Les zones d’eau libre ou le lavoir présent en bord de route permettent la reproduction de plusieurs espèces d’amphibiens comme le Crapaud calamite, la Grenouille agile, la Salamandre tachetée ou encore le Triton marbré. Des prospections complémentaires seraient nécessaires pour préciser les espèces d’odonates présentes sur ce site. De tels milieux abritent habituellement diverses espèces d’intérêt patrimonial. L’un des intérêts faunistiques majeurs du site est son très riche peuplement malacologique, dont 2 mollusques déterminants. Il s’agit d’abord de Vertigo moulinsiana, petit mollusque aquatique d’intérêt communautaire et protégé en France. Celui-ci se rencontre essentiellement dans les marais alcalins, où il recherche une végétation haute et dense, et des sols inondés. Ce site abrite également Vallonia enniensis, minuscule escargot terrestre qui semble en limite d’aire dans l’Aveyron, seul département où l’espèce est connue en Midi-Pyrénées.
La roselière peut potentiellement attirer de nombreux oiseaux de passage pour des haltes migratoires. Ainsi, cinq Rémiz pendulines ont été observées en octobre 2000 au cours de leur migration post-nuptiale. Des espèces comme la Bécassine des marais, le Héron pourpré, le Gorgebleue à miroir... utilisent probablement le site comme halte migratoire. En hiver, la roselière abrite également des dortoirs hivernaux de Pipit farlouse et de Bruant des roseaux. Il s’agit aussi du seul site aveyronnais où le Râle d’eau est régulier en période hivernale.
Le zonage prend en compte l’ensemble de la tourbière de Rey et les milieux qui lui sont associés. La limite du site est donc fixée par la nature des milieux (habitats et végétation différents).
