Le ruisseau du Gouyre est un affluent de l'Aveyron, et sa confluence marque pratiquement l'entrée de l'Aveyron en zone de plaine après sa traversée des causses du Quercy. Son vallon fortement boisé, en continuité avec les coteaux de Monclar-de-Quercy, entaille les molasses tertiaires de l'Albigeois et les terrasses de l'Aveyron. Les abords immédiats de la ZNIEFF, notamment sur les hauteurs, sont franchement voués à l'agriculture.
Cependant, au sein de la ZNIEFF, les versants boisés (essentiellement feuillus caducifoliés) et les prairies de fauche et pâturées caractérisent un paysage bien différencié.La ZNIEFF, centrée avant tout sur un lac d'environ 50 ha, a intégré ces différents habitats qui augmentent considérablement sa richesse faunistique.
Sur le plan hydrologique, le site comprend en prolongement amont de ce lac, qui sert à l'irrigation et au soutien des étiages de l'Aveyron, un petit lac d'environ 14 ha à niveau constant, spécialement conçu par le conseil départemental pour favoriser la nidification de l'avifaune aquatique. À cela s'ajoutent plus en amont un marécage et une zone humide envahie par des ligneux. En aval, la ZNIEFF suit le ruisseau presque jusqu'à sa confluence avec la rivière Aveyron. Plusieurs petits lacs collinaires, mares, sources et suintements jalonnent la ZNIEFF.
Le site fait partie des deux plus importants lacs d'intérêt ornithologique de toute la moitié est du Tarn-et-Garonne. Depuis 1990, il a attiré plus de 30 espèces d'oiseaux caractéristiques des zones humides : migrateurs, hivernants et nicheurs. Il a vu le premier cas de nidification du Héron cendré (Ardea cinerea) en Tarn-et-Garonne et Midi-Pyrénées, rapidement suivi de la constitution d'une héronnière (35 couples en 1999). Cependant, l’intérêt du site pour le cortège des zones humides semble avoir légèrement décliné depuis quelques années, avec notamment une baisse de la fréquentation des espèces hivernantes. Les principaux oiseaux hivernants des zones humides contactés récemment sont le Foulque macroule (Fulica atra), le Grèbe huppé (Podiceps cristatus), le Grand Cormoran (Phalacrocorax carbo), la Bécassine des marais (Gallinago gallinago), la Grande Aigrette (Ardea alba), le Fuligule milouin (Aythya ferina) et morillon (Aythya fuligula) ou encore le Canard souchet (Spatula clypeata). Les observations des espèces les plus intéressantes comme l’Avocette élégante (Recurvirostra avosetta), la Nette rousse (Netta rufina), le Tadorne de Belon (Tadorna tadorna) ou encore le Combattant varié (Calidris pugnax) sont relativement anciennes. Il sera toutefois nécessaire de continuer les inventaires pour confirmer cette tendance.
Les derniers comptages de la héronnière font état d’environ 24 couples, soit une dizaine de moins qu’il y a 20 ans. L’originalité de cette colonie est son emplacement. Elle est située majoritairement dans une plantation de résineux surplombant le lac.
Parmi les espèces migratrices, il faut signaler la présence sporadique du Râle d’eau (Rallus aquaticus), très rare dans l’ouest de l’Occitanie, au niveau des zones marécageuses en queue de lac.Le site présente aussi un intérêt pour d’autres cortèges d’oiseaux : les milieux forestiers, avec la nidification possible ou certaine de nombreuses espèces, comme le Pic mar (Dendrocopos medius), le Pic épeichette (Dendrocopos minor) ou encore le Gobemouche gris (Muscicapa striata), et les milieux agropastoraux, avec la Pie-grièche écorcheur (Lanus collurio), le Tarier pâtre (Saxicola rubicola), la Cisticole des joncs (Cisticola juncidis), l’Alouette lulu (Lullula arborea), la Tourterelle des bois (Streptopelia turtur) ou encore le Bruant proyer (Emberiza calandra).
Quelques observations anciennes mais intéressantes méritent aussi d’être mentionnées : la présence de la Rousserolle turdoïde (Acrocephalus arundinaceus) et du Pipit de Richard (Anthus richardi).
Chez les amphibiens, 7 espèces ont déjà été signalées sur le périmètre. Le Triton marbré (Triturus marmoratus), déterminant, n’a toutefois pas été contacté récemment. Le brassage des populations locales d’amphibiens est favorisé par les cours d'eau connectés à de grands ensembles boisés ou peu touchés par la pression agricole. La Grenouille agile (Rana dalmatina) a été détectée récemment sur site. Elle pond notamment dans les fossés parcourant les prairies humides pâturées au sud de la ZNIEFF.
Le site comporte également un intérêt entomologique indéniable. En effet, plus d’une trentaine d’espèces de libellules ont été recensées.
L’exutoire du lac accueille au moins 8 espèces, avec notamment l’Agrion de Mercure (Coenagrion mercuriale), espèce protégée. L’observation la plus intéressante reste la reproduction du Gomphe de Graslin (Gomphus graslinii), espèce protégée et généralement inféodée aux grands cours d’eau. Plusieurs exuvies ont été trouvées en rive gauche. La partie sud du lac, plus boisée et bordée d’Aulnes, pourrait également abriter la Cordulie à corps fin (Oxygastra curtisii), autre espèce à enjeu de la Directive Habitats. La Cordulie métallique (Somatochlora metallica), y a été signalée.Chez les papillons, une petite population de Damier de la Succise (Euphydryas aurinia), espèce protégée, a été identifiée dans une prairie légèrement embroussaillée au nord de la retenue. Une sauterelle déterminante, la Decticelle échassière (Sepiana sepium), a aussi été observée dans ce secteur. Cette espèce a aussi été rencontrée au sud du périmètre, en lisière de boisement, un de ses habitats préférentiels.
Chez les orthoptères, signalons aussi la présence d’une belle population de Criquet tricolore (Paracinema tricolor), espèce menacée au niveau régional et inscrite en catégorie Vulnérable, dans une prairie humide pâturée en limite sud-est du site. Il faut citer aussi la présence du Tétrix caucasien (Tetrix bolivari), autre espèce menacée et caractéristique des zones humides.
L’inventaire des coléoptères du site est très limité. On notera toutefois la présence du Lucane cerf-volant (Lucanus cervus) dans la majeure partie des grands massifs boisés de feuillus du site, notamment ceux présentant de vieux chênes ou dépérissants.
Un champignon rare en France, le Clavaire pilon (Clavariadelphus pistillaris), a été signalé autrefois dans les bois en rive gauche mais n’a pas été observé depuis son observation en 1990.
Enfin concernant la flore, il faut citer la présence de la rare Flèche d'eau (Sagittaria sagittifolia) (protection régionale), au bord du petit lac qui jouxte celui de 14 ha. Signalons aussi la présence d’une Orchidée liée aux prairies humides, l’Orchis à fleurs lâches (Anacamptis laxiflora), quasi-menacé sur la liste rouge de la flore vasculaire de Midi-Pyrénées.
Les limites suivent les franges boisées de la ZNIEFF en intégrant volontairement un agrosystème varié composé de prairies de fauche, de prés pâturés, de landes, de coupes et de quelques cultures diverses. Au nord, elles intègrent une carrière colonisée par la végétation, et au sud-est un marécage prolongé par une zone humide dominée par une strate arborescente et arbustive. La richesse faunistique de ce lac est étroitement liée à cette variété d’habitats.