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La ZNIEFF de Montjoi se situe dans le bas Quercy et plus précisément dans le Pays de Serres, vaste plateau entaillé par une quinzaine de rivières assez parallèles formant un paysage de plateaux en lanières alternant avec les vallées. Leur orientation nord-est - sud-ouest renforce l’influence atlantique. Elle occupe un vallon creusé par un ruisseau affluent d’une de ces rivières, la Séoune, et une partie de sa plaine alluviale. Le vallon creusé dans la molasse de l’Agenais est bordé en haut de versant par un talus constitué de calcaire de l’Agenais.
L’intérêt de cette ZNIEFF est avant tout floristique. Les différents habitats qui la composent vont de la station humide à sèche selon l’étage et l’orientation.
Le fond du vallon présente quelques bosquets riverains du ruisseau composés surtout de peupliers, d’aulnes et de frênes installés sur des sols spongieux, largement recouvert par des laîches pendantes (Carex pendula).
La Tulipe sauvage se rencontre à peu près partout, sur des marges étendues de ces nombreux habitats, dont les zones de culture. Cette espèce compose des dizaines de colonies comptant chacune plusieurs centaines d’individus.
Il n’y a pas de végétation caractéristique des ourlets thermophiles, ni sur les niveaux supérieurs des corniches ni aux niveaux inférieurs. Ces derniers secteurs sont souvent à l’ombre d’un peuplement forestier de chênes pubescents établi sur les versants ouest et est. Des mousses, des lichens, des fougères tapissent les anfractuosités des courtes falaises et des blocs composant les corniches.
Dans la plaine alluviale poussent des espèces peu fréquentes en Tarn-et-Garonne : les Euphorbes d’Irlande et poilue (Euphorbia hyberna et Euphorbia villosa), la Colchique d’automne (Colchicum autumnale) et la très rare Névole d’été (Leucojum aestivum subsp. aestivum).
Le vallon est très peu cultivé, les prairies occupent la majorité de son espace. Ce sont essentiellement des prairies pâturées. On découvre les colchiques d’automne dans les secteurs les plus humides de ces prairies.
En effet, l’eau est présente de manière régulière : suintements, sources, mares temporaires ou pérennes, rus et ruisseau.
Un poisson de la famille des cyprinidés, le Toxostome (Chondrostoma toxostoma), utilise le fond pierreux de la Séoune pour s’y reproduire. Ce poisson peu abondant est confiné aux cours d’eau assez rapides ayant ce type de fond. Il n’est réparti en France que dans les bassins Adour-Garonne et du Rhône.
Les limites suivent les talus et haut de versant du vallon et de la vallée. Au lieu dit « Calbel », sur le plateau, il y a intégration d’un champ de céréales pour une population de Tulipa sylvestris. Au sud, une extension dans la vallée de la Séoune intègre aussi des zones de cultures pour la richesse floristique.
