Il sito, localizzato nella fascia collinare a cavallo tra le province di Bologna e Ravenna, racchiude un affioramento gessoso del periodo Messiniano (5,5 milioni di anni fa) di estremo interesse geologico e naturalistico che si allunga trasversalmente alle valli per circa 20 km e alcuni ambiti argilloso-calanchivi o marnoso-arenacei circostanti. Gli strati della cosiddetta Vena del Gesso, inclinati verso la pianura, determinano una falesia dirupata e continua esposta a Sud a carattere mediterraneo, contrastante con i versanti a pendenza più moderata esposti a Nord, boscosi, ricchi di stazioni fresche con elementi floristici dell’alto Appennino.
Tutta la zona è caratterizzata da diffusi fenomeni carsici superficiali (valli cieche, doline, forre, forme erosive) e profondi (inghiottitoi, risorgenti, abissi e grotte anche di notevole sviluppo), che concorrono a diversificare morfologie peculiari, ricche di contrasti e di ambienti-rifugio ad alta biodiversità. Quattro torrenti appenninici (Santerno, Senio, Sintria, Lamone) interrompono la continuità dell’emergenza gessosa più rilevante d’Europa, isolando altrettanti settori. Sulla Vena si concentra, a tratti con diversi gradi di antropizzazione, una flora molto diversificata con elementi mediterranei e centroeuropei, nonché un'interessante fauna epigea e ipogea. Boschi e boscaglie dominati dalla Roverella, con stazioni rupicole a Leccio e forre umide con flora marcatamente mesofila, si alternano ad arbusteti e praterie, per lo più ex-coltivi, garighe (vegetazioni cespugliose basse e discontinue, anche con tratti di terreno nudo, tendenzialmente mediterranee) e rupi colonizzate da felci. Alcune grotte assommano interessi archeologici e paleontologici ad un contesto naturalistico ben conservato, con flora specializzata, colonie di chirotteri e fauna troglofila e troglobia. Le colture agrarie sono relativamente poco diffuse, in contrasto con l’ambiente collinare circostante. Gran parte del sito ricade nel Parco regionale della Vena del Gesso romagnola, istituito nel 2005. All’interno del sito, tra le attività che comportano rischi ambientali, va citata almeno quella estrattiva, peraltro attualmente concentrata in un’unica grande cava presso la Stretta di Rivola. Ben ventuno habitat di interesse comunitario, dei quali otto prioritari, disegnano un mosaico fitto di sovrapposizioni e compenetrazioni tra boschi (6), rocce (4), ben otto tipi erbacei o arbustivi e tre legati all'acqua, limitati a stagni, laghetti e rupi stillicitose.
Per gli elementi floristici si citano il terebinto, una sorta di pistacchio selvatico (non a caso usato in Sicilia come portainnesto di quello edule) e soprattutto Cheilanthes persica, una felce di areale in maggior parte asiatico che ha nel massiccio di Monte Mauro le sue uniche stazioni italiane. Per la fauna basti citare le 20 diverse specie di pipistrelli, in parte di grotta, in parte forestali.
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