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La Montagne de Monthiallier constiue un îlot subalpin séparé de la partie principale sommitale du massif granitique du Forez par le Col de la Croix du Fossat et par les deux profondes vallées qui en partent (Pré Daval et les Reblats).
L'altitude élevée explique l'importance des landes subalpines à Airelles des marais (milieu déterminant). On note même une petite combe à neige à Trèfle des Alpes et Potentille dorée, milieu déterminant que l'on ne retrouve dans le Forez qu'à Pierre-sur-Haute, où il est particulièrement bien exprimé.
Des ruptures de pente abritent plusieurs petites tourbières, avec bas-marais et coussins de sphaignes du haut-marais (habitat déterminant), éventuellement accompagnés de prairies humides oligotrophes (Juncion squarrosi). La végétation des sources est également bien représentée.
On note quelques rochers, des communautés de hautes herbes humides (adénostylaies) ou plus sèches (calamagrostidaies), des formations montagnardes à Genêt purgatif (habitats tous trois déterminants), et une lisière supérieure de forêt au niveau de la vallée du Fossat.
Enfin, d'importantes surfaces sont occupées par des landes montagnardes et par des pelouses du Nardion.
La flore est très riche avec 5 espèces protégées et 4 non protégées mais figurant en liste rouge régionale.
Plusieurs espèces protégées sont liées aux tourbières comme l'Andromède, la Droséra à feuilles rondes (particulièrement abondante dans certaines ruptures de pente) et le rare Lycopode inondé, inféodé aux dépressions inondées sur tourbe nue. Les rochers abritent la Joubarbe d'Auvergne, protégée également. Le Sorbier nain et le Lycopode sélagine (tous deux en liste rouge régionale seulement) sont liés à l'altitude. On note encore le Lycopode en massue et l'Ail de la Victoire dans les landes (liste rouge régionale), et le Lis martagon (protégé) en lisière des forêts.
Outre ces 9 espèces déterminantes, on retiendra la présence d'autres subalpines comme la Potentille dorée et le Trèfle des Alpes.
L'avifaune reflète également l'altitude élevée avec la nidification du Merle à Plastron (liste rouge régionale), du Pipit spioncelle et du Venturon montagnard (espèces à surveiller), qui affectionnent tous trois les milieux ouverts ou semi-ouverts du montagnard supérieur et du subalpin.
Le Tarin des Aulnes (liste rouge régionale) est également présent.
Parmi les papillons, le Satyrion possède une répartition originale (aire disjointe), puisqu'il est présent uniquement dans l'Arc alpin et dans le Forez.
Les mammifères comptent le Campagnol des neiges (liste rouge régionale), également lié à l'altitude.
Le site de Monthiallier constitue un élément très important du patrimoine biologique des Hautes-chaumes du Forez.
CBNMC : Contours de la ZNIEFF affinés
Commentaire sur les espèces déterminantes :
Hieracium pullatum : A confirmer
La délimitation englobe l'ensemble de la partie sommitale (milieux, espèces, topographie, fonctionnalité).
