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Dominant la rivière Allier de plus de 450 m, le Puy de Saint-Romain constitue l'une des premières et des plus importantes sentinelles volcaniques au sud de la Limagne. Il correspond à un ancien volcan tertiaire dont il ne subsiste aujourd'hui que le neck sommital et des restes de coulées basaltiques formant à l'est un court plateau. Il recouvre d'imposants soubassements marno-calcaires, dont le versant ouest constitue la présente ZNIEFF.
Le relief assez tourmenté avec des couloirs anciennement érodés est propice au développement d'un habitat particulièrement thermophile et xérophile, le Xerobromion (association à Hélianthème des Apennins et Koelérie du Valais, habitat déterminant). La majorité des pelouses est cependant moins xérique et relève du Mesobromion à orchidées remarquables (habitat déterminant). Ces milieux herbacés sont plus ou moins enfrichés, et se présentent en mosaïque avec des fourrés, notamment de Prunellier, passant aux prébois à feuillus divers (Acacia ou Frêne), Chêne pubescent (milieu déterminant), ou pinède sylvestre, certaines lisières thermophiles relevant du Geranion sanguinei bien caractérisé (habitat déterminant). Certains replats sont encore bien pâturés (bovins) ou fauchés.
La flore, très riche et variée, présente 3 espèces protégées : l'OPrys mouche, l'Ophrys araignée et la Carline à feuilles d'Acanthe. On note également deux espèces de la liste rouge régionale, non protégées, l'Orobranche de la germandrée et l'Astragale de Montpellier.
Le site montre un grand intérêt entomologique avec une bonne variété de rhopalocères dont certains sont rares, localisés et en régression dans le centre de la France. On retiendra la présence d'une espèce de la liste rouge régionale, liée aux coteaux et gorges thermophiles, l'Azurée de la Chevrette.
L'avifaune est particulièrement remarquable par la présence de la Fauvette orphée, espèce méridionale figurant en liste rouge régionale, et atteignant ici sa limite de répartition.
Elle comprend également le Torcol fourmilier (espèce en déclin) et le Faucon crécerelle (espèce à surveiller).
La partie la plus originale du site, recélant les milieux les plus xériques, appartient à la LPO-Auvergne.
La combinaison des intérêts botaniques, ornithologiques et entomologiques font du Puy de Saint-Romain un site d'intérêt majeur les coteaux thermophiles de Limagne.
CBNMC : Contours de la ZNIEFF affinés. Modifier nom de la ZNIEFF : VALLON DES BOUYS à la place de PUY DE ST ROMAIN
La délimitation correspond aux pentes calcaires exposées au sud et à l'ouest.
