La flore de la colline du Grand Ri est riche de plus de 150 espèces de plantes supérieures et 74 bryophytes, parmi lesquelles figurent un certain nombre d'éléments fort intéressants. L'inventaire de la bryoflore a été réalisé par A. et O. Sotiaux les 25 octobre et 8 novembre 1997 (in DUVIGNEAUD et al., 1998). En raison de la diversité des substrats et de la présence de nodules calcaires, la végétation y présente une certaine originalité qui s'exprime plus particulièrement dans la physionomie des pelouses sèches: en effet, celles-ci se composent d'espèces acidophiles, calcicoles ou neutro-calcicoles qui peuvent se mélanger, formant des ensembles complexes qu'il est parfois difficile de caractériser.
Plusieurs associations végétales de grand intérêt ont été décrites par DUVIGNEAUD et al. (1998):
- une chênaie-charmaie calcicole, occupant le plateau et le flanc nord, avec notamment Orchis mascula, Ligustrum vulgare, ... Ce groupement est très dégradé par des coupes fréquentes et par le pâturage du gibier; la strate muscinale comprend Eurhynchium striatum, Rhytidiadelphus triquetrus, Cirriphyllum piliferum, Loeskeobryum brevirostre, Isothecium alopecuroides, Lophocolea bidentata, Kindbergia praelonga;
- un boisement riche en espèces nitrophiles dont Sambucus nigra et Urtica dioica, colonisant une ancienne carrière de calcaire frasnien; les bryophytes y sont très abondants: sur paroi ombragée, on note Zygodon viridissimus, Fissidens dubius, Rhynchostegium murale, Schistidium apocarpum, Homalia trichomanoides, Bryoerythrophyllum recurvirostrum, Campylophyllum calcareum, Radula complanata, Metzgeria furcata; l'épiphytisme est bien présent, en particulier sur les sureaux, avec Frullania dilatata, Lophocolea heterophylla, Metzgeria furcata, Dicranum montanum, Ulota bruchii, Orthotrichum affine, Brachytheciastrum velutinum, Amblystegium serpens, Homalothecium sericeum, Dicranoweisia cirrata, etc.;
- des fourrés d'épineux dominés par Prunus spinosa (groupement des Prunetalia); sous ces fourrés et en bordure se développe une strate muscinale fournie constituée notamment de Rhytidiadelphus squarrosus, très abondant et ubiquiste, ainsi que de diverses espèces hélio-sciaphiles plutôt calciphiles à légèrement acidophiles comme Pseudoscleropodium purum, Plagiomnium affine, Plagiomnium undulatum, Thuidium tamariscinum, Hylocomium splendens, voire calcifuges comme Dicranum scoparium, Polytrichastrum formosum, Pleurozium schreberi;
- une sarothamnaie à Cytisus scoparius, formation préforestière des sols acidifiés, généralement peu étendue et à durée de vie assez limitée, renfermant aussi le parasite du genêt, Orobanche rapum-genistae;
- des ourlets herbacés bien développés en lisière des fourrés et qui constituent une zone de transition entre les pelouses ouvertes et les boisements;
- une pelouse calcicole mésophile, caractérisée par un tapis herbacé assez ras et ouvert dominé par Festuca lemanii, avec aussi Thymus pulegioides, Helianthemum nummularium, Potentilla neumanniana,... La représentation de Brachypodium pinnatum, souvent dominante sur les pelouses calcicoles de la région, est ici très faible et réduite à une toute petite plage. De nombreuses mousses héliophiles, xérophiles et calciphiles font partie de cette pelouse: Entodon concinnus, Abietinella abietina, Homalothecium lutescens, Hypnum cupressiforme var. lacunosum, Didymodon ferrugineus, Barbula convoluta, etc.;
- une pelouse acidiphile renfermant principalement Agrostis capillaris; il s'agit d'un groupement de composition floristique très proche de la lande à Calluna vulgaris (cette dernière espèce étant néanmoins absente du site); Polytrichum juniperinum, Ceratodon purpureus, Cephaloziella divaricata, Racomitrium elongatum, Bryum argenteum et d'autres mousses s'y montrent en abondance;
- une pelouse ouverte de l'Alysso-Sedion, colonisant les substrats calcaires dénudés, composée d'orpins (Sedum acre, S. album et S. rupestre) et de petites espèces annuelles;
- un groupement du Thero-Airion occupant les zones schisteuses les plus ouvertes et sèches, avec Filago minima, Trifolium arvense, Scleranthus annuus,...
- un groupement du Violon caninae occupant des zones assez siliceuses et présentant un recouvrement relativement dense, avec notamment Danthonia decumbens, Viola canina, Potentilla argentea, Veronica officinalis, etc.
Le fossé de drainage le long de la route abrite une flore composée notamment de Juncus inflexus, Juncus effusus, Cirsium vulgare, Cirsium arvense, Persicaria hydropiper, Phleum pratense, Equisetum palustre, Urtica dioica, Carex hirta, Carex cuprina, Potentilla reptans, Filipendula ulmaria, Festuca arundinacea, Senecio erucifolius, etc. La mousse méso-hygrophile à tendance calciphile Calliergonella cuspidata y est bien présente.
La lisière nord du site, en contact avec une zone de culture sur dépôts limono-argileux, accueille une bryoflore composée d'espèces éphémères: Pseudephemerum nitidum, Tortula truncata, Trichodon cylindricus, Riccia sorocarpa, Fossombronia wondraczekii, Archidium alternifolium, Physcomitrella patens, cette dernière, très rare, étant parfois rencontrée sur les vases exondées des étangs.
L'intérêt ornithologique et entomologique du Grand Ri a été documenté respectivement par T. Dewitte et K. Hofmans (in DUVIGNEAUD et al., 1998). Mais jusqu'à présent, la plus grande part du peuplement faunistique reste méconnue et n'a fait l'objet que d'observations ponctuelles.
L'avifaune locale comprend plusieurs espèces intéressantes comme la pie-grièche écorcheur (Lanius collurio), le rossignol philomèle (Luscinia megarhynchos), la fauvette babillarde (Sylvia curruca), la fauvette grisette (Sylvia communis), le bruant jaune (Emberiza citrinella), attirés sur le site par les imposants fourrés d'épineux. En outre, le pouillot siffleur (Phylloscopus sibilatrix), oiseau plus nettement forestier, se cantonne dans la chênaie-charmaie, tandis que le pipit des arbres (Anthus trivialis) est signalé au niveau des clairières. L'abondance des fruits et graines attire nombre de passereaux de passage ou hivernants, dont des grives (Turdus spp.), grosbec cassenoyaux (Coccothraustes coccothraustes), verdier d'Europe (Carduelis chlorus), etc.
Deux espèces de reptiles sont signalées, le lézard vivipare (Zootoca vivipara) et l'orvet fragile (Anguis fragilis), assez communs dans la région. On compte en outre trois amphibiens, dont deux se reproduisent dans des ornières au pied du versant nord, à savoir la grenouille rousse (Rana temporaria) et le triton ponctué (Lissotriton vulgaris) (obs. O. Decocq, 1999).
Malgré son étendue relativement réduite (2 ha) et son isolement au milieu de prairies pâturées intensives, l'intérêt entomologique du Grand Ri est élevé, comme l'indiquent les quelques inventaires réalisés à ce jour. A titre d'exemple, depuis le début des années 2000, pas moins de 23 espèces de papillons de jour (ou rhopalocères) y ont été recensées, dont le thécla du prunier (Satyrium pruni) typique des haies et fourrés de prunellier, et l'hespérie de la mauve (Pyrgus malvae) lié aux pelouses sèches à potentilles. On y a aussi noté plus de dix espèces d'Orthoptères ainsi que diverses punaises.