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La ZNIEFF se situe sur les coteaux de la Lomagne, au niveau des hautes terrasses en rive gauche de la Garonne. Essentiellement constituée de bois, elle fait partie d’un secteur de la Lomagne caractérisé par sa densité en couverture boisée ; ce secteur d’environ 150 km² est grosso modo encadré par le ruisseau de la Tessonne au nord-ouest et le ruisseau de Marguestaud au sud-est ; il part de la « crête tolosane » au sud-ouest, et se termine à peu près au commencement du plateau des moyennes terrasses. La ZNIEFF s’étale sur la bordure sud-est de ce quadrilatère entre le ruisseau de Marguestaud et le ruisseau de Marmèche/Saute-Ramond ; elle recouvre un coteau d’axe nord-sud entaillé par de multiples naissances de ruisseaux. Les bois du Burgaud et du Fonzau ne font qu’un bloc, alors que le bois du Galembrun s’y rattache à peine et est d’axe nord-ouest - sud-est. La zone est sous l’influence d’un climat océanique de type aquitain avec des variations topographiques marquées. En périphérie immédiate, les parcelles cultivées sont dominantes.
La ZNIEFF est majoritairement une chênaie-charmaie avec localement des plantations d’espèces exotiques dont le Chêne rouge d’Amérique (Quercus rubra), et comprend aussi des conifères comme le Pin sylvestre (Pinus sylvestris) ou le Pin maritime (Pinus pinaster). Elle est conduite en taillis et en futaie, et son exploitation est destinée au bois de chauffage ou à la pâte à papier. Les landes occupent les zones de coupe ou de plantations un certain temps, les futaies claires et les lisières ; elles sont composées de Genêt à balais (Cytisus scoparia), de Bruyère à balais (Erica scoparia), d’Ajonc (Ulex europaeus), de Callune (Calluna vulgaris) et de Fougère aigle (Pteridium aquilinum). En sous-bois, le Petit houx (Ruscus aculeatus) est fréquent, et en station fraîche et ombragée le Houx (Ilex aquifolium) est remarquablement abondant. La ZNIEFF est pourvue de points d’eau de différentes tailles, avec ceinture végétale (massettes [Typha latifolia], joncs [Juncus effusus] et saules [Salix sp.]).
Cette ZNIEFF présente divers intérêts pour la flore et pour la faune. Le Chêne-liège (Quercus suber), bien connu pour sa répartition disjointe en Aquitaine centrale et en faibles effectifs, est présent sur le site, mais reste à quantifier. Le Ciste à feuilles de sauge (Cistus salviifolius) occupe les lisières bien exposées, et bénéficie des coupes pour prospérer. La variété des milieux aquatiques (lacs, mares ou pièces d’eau, exutoires de lacs et ruisselets de sources) présents dans la ZNIEFF permet à une population de batraciens de se reproduire ; le milieu forestier, en plus d’assurer les autres fonctions biologiques, sert de refuge vis à vis des prédateurs pendant la période de reproduction des amphibiens. Le cortège d’amphibiens comprend : la Rainette méridionale (Hyla meridionalis), non spécifique au milieu forestier et qui recherche plutôt les points d’eau ensoleillés – dans la Lomagne, elle pâtit du comblement des mares ; la Salamandre tachetée (Salamandra terrestris), qui assure sa parturition dans les nombreux ruisselets offrant des gradins avec vasques d’eaux calmes et dans les petites pièces d’eau, est bien présente dans la ZNIEFF et dépend des milieux forestiers ; la Grenouille agile (Rana dalmatina), qui utilise tous les types de points d’eau et semble peu abondante, et dont les pontes dans la Lomagne, où elle est strictement dépendante des milieux boisés, sont souvent notées inférieures à dix, même dans le quadrilatère précédemment cité – sa situation y est préoccupante, d’où l’extrême vigilance quant aux lieux de ponte ; le Triton marbré (Triturus marmoratus), observé à 500 m de la ZNIEFF, peut être considéré comme très probablement présent – c’est une espèce déterminante stricte en zone de plaine. Bien que non tributaire du milieu forestier, la bonne qualité des eaux de mares ou petites pièces d’eau dans un tel milieu lui est favorable. Cette espèce a souffert comme la Rainette du comblement des mares, et semble souffrir encore davantage de la pollution agricole. Les échanges génétiques de ces populations d’amphibiens, y compris pour les espèces non déterminantes non citées, sont favorisés par le réseau hydrographique qui connecte la ZNIEFF à la mosaïque des populations environnantes. Le Prione tanneur (Prionus coriarius), un coléoptère saproxylique déterminant, est présent grâce au bois mort et aux vieilles souches abondant dans la ZNIEFF, et qui lui sont indispensables pour son cycle larvaire. Bien que le cortège d’oiseaux déterminants soit incomplet, on peut noter la présence continue de l’Alouette lulu (Lulula arborea) dans la zone maraîchère de la ZNIEFF, ainsi que celle de la Tourterelle des bois (Streptopelia turtur). Le Busard Saint-Martin (Circus cyaneus) a été observé sur le site en période de nidification, mais sa nidification sur la zone n’a pas été confirmée bien qu’elle ait été constatée à plusieurs endroits en périphérie dans des milieux identiques. Cette espèce, déterminante stricte, dépend surtout des landes pour nicher, et la région Midi Pyrénées a des atouts pour maintenir cette espèce dont les populations seraient en déclin au niveau européen. Les nombreuses zones de cultures pour chasser en périphérie et la présence de landes sur la zone offrent ici des conditions idéales.
Les limites suivent fidèlement le pourtour des zones boisées. Quelques mitages ont été conservés (prairies de fauche ou pâturées) ainsi qu’une zone de culture maraîchère à « la Forêt » dans le bois du Burgaud – cette grande zone ouverte est prisée par l’Alouette lulu qui niche aux abords ; de plus, il s’y trouve une mare en bordure de l’allée centrale, utilisée par les batraciens en période de reproduction. Un prolongement entre Burgaud et Galembrun longe un ru connecté à deux lacs, ceci dans le souci d’intégrer d’autres zones de reproduction de batraciens. Les plantations arificielles sont maintenues dans le contour en tant qu’habitat d’espèces déterminantes mais aussi dans un souci de continuité écologique entre les boisements d’essences autochtones.
