Les Bois de Massembre, Tienne des Plattes et Bois des Firmandes forment un massif forestier de 360 ha situé à l'extrémité occidentale de la Famenne, non loin de la limite avec le Condroz mosan, à cheval sur les territoires de trois communes: Hastière à l'ouest, Houyet au nord et Beauraing à l'est.
Ces bois couvrent le versant droit de la vallée du ruisseau de Massembre, appelé dans sa portion amont le ruisseau des Prés d'en Bas, entre le domaine de Massembre (Heer) et les villages de Mesnil-Saint-Blaise et Feschaux. Ce versant est principalement d'exposition sud, les deux cours d'eau s'écoulant dans un axe général est-ouest et formant en quelque sorte la limite sud du site, sur une distance de près de 3,5 km. Le ruisseau des Prés d'en Bas prend sa source à l'extrémité orientale du périmètre, près du hameau de la Sipèche, au lieu-dit Gambiévau, en contrebas de la route N95. Il coule d'abord vers le sud, au sein d'un vallon forestier, avant de prendre, à hauteur de Feschaux, la direction de l'ouest sur environ 2300 m jusqu'à sa rencontre avec le ruisseau de Giri, donnant ainsi naissance au ruisseau de Massembre, lequel matérialise la frontière franco-belge entre la province de Namur et le département des Ardennes jusqu'à sa confluence avec la Meuse au nord de Givet (soit une distance de 3,5 km).
Le site est en outre traversé par trois affluents principaux qui ont creusé des vallons perpendiculaires orientés d'abord dans un axe nord-est/sud-ouest, ensuite du nord au sud; leurs zones de sources se trouvent vers 270-280 m d'altitude tandis que leurs points de confluence sont tous situés sur la lisière sud du massif vers 140 m d'altitude. Le vallon du ruisseau de Slivaux, qui prend sa source à l'ouest de Mesnil-Saint-Blaise, marque la limite ouest du périmètre considéré ici. La partie aval du vallon est en contact avec le domaine de Massembre et il renferme un chapelet de trois petits étangs. Environ 1000 m plus à l'est coule le ruisseau de la Vallée des Prés qui naît en bordure sud-ouest du village de Mesnil. Et encore plus à l'est, on trouve le ruisseau de Giri qui apparaît au lieu-dit Golette, à l'est de Mesnil, et qui reçoit trois minuscules affluents plus en aval; ce ruisseau alimente par ailleurs un petit plan d'eau tout allongé, juste avant sa confluence avec le ruisseau des Prés d'En Bas.
Du point de vue biogéographique, ce massif appartient à la région continentale et au district phytogéographique mosan.
Le massif forestier formé par les Bois de Massembre, Tienne des Plattes et de Firmandes est constitué à 95 % de différents types de chênaies-charmaies, principalement neutrophiles et gérées en taillis et taillis-sous-futaie. A ce jour, la végétation et la flore du site n'ont pas encore fait l'objet d'une publication descriptive.
En 2010, la portion du massif inscrite dans le réseau Natura 2000 a fait l'objet d'une cartographie précise des habitats dans la typologie Waleunis (F. Etienne - DEMNA). Les habitats les plus représentatifs sont:
- chênaies-frênaies subatlantiques neutrophiles: forêts de substitution à la hêtraie installées sur sols bruns méso- à eutrophe bien drainés, limono- ou argilo-caillouteux, à strate ligneuse mélangée, dominée par le chêne pédonculé (Quercus robur), le noisetier (Corylus avellana) et le charme (Carpinus betulus), et avec en sous-bois la ficaire (Ranunculus ficaria), le lamier jaune (Lamium galeobdolon), la benoîte commune (Geum urbanum), l'anémone sylvie (Anemone nemorosa), le sceau de Salomon commun (Polygonatum multiflorum), le gouet tacheté (Arum maculatum), les ronces (Rubus fruticosus aggr.), etc.
- chênaies-frênaies subatlantiques neutrophiles paraclimacique sur sol hydromorphe: forêts mélangées, à base de chêne sessile (Quercus petraea) et/ou chêne pédonculé (Q. robur), de frêne (Fraxinus excelsior), d'érable sycomore (Acer pseudoplatanus), de merisier (Prunus avium) et, dans les stations les plus humides, d'aulne glutineux (Alnus glutinosa), dominées dans le sous-bois par le noiseteir (Corylus avellana) et le charme (Carpinus betulus) et avec dans la strate herbacée la ficaire (Ranunculus ficaria), le lamier jaune (Lamium galeobdolon), la benoîte commune (Geum urbanum), l'anémone sylvie (Anemone nemorosa), le sceau de Salomon commun (Polygonatum multiflorum), la fougère femelle (Athyrium filix-femina), ...
D'autres habitats forestiers sont plus localisés sur le site, en particulier:
- chênaies-charmaies schisteuses à stellaire, installées sur des sols argileux secs issus surtout des schistes famenniens, où le hêtre (Fagus sylvatica) est absent et à flore comprenant e.a. la laiche glauque (Carex flacca), la potentille stérile (Potentilla sterilis), le rosier des champs (Rosa arvensis), l'anémone sylvie (Anemone nemorosa), le brachypode des bois (Brachypodium sylvaticum), l'euphorbe des bois (Euphorbia amygdaloides), la flouve odorante (Anthoxanthum odoratum), la germandrée scorodoine (Teucrium scorodonia), la stellaire holostée (Stellaria holostea), etc.
- chênaies-charmaies xérophiles famenniennes, forêts basses occupant les sols pentus et secs sur des sols schisteux à charge de calcaire, dans des expositions bien éclairées, dominées par le chêne sessile (Quercus petraea) et le charme (Carpinus betulus), avec présence habituelle de l'alisier (Sorbus torminalis), du silène penché (Silene nutans), du genêt à balais (Cytisus scoparius), du chèvrefeuille des bois (Lonicera periclymenum), ...
- chênaies-charmaies subatlantiques calciphiles, formation venant sur des sols bruns calcaires superficiels, dans des conditions relativement xériques, sur des pentes plus ou moins fortes et exposées au sud, avec la co-dominance du chêne pédonculé (Quercus robur), du charme (Carpinus betulus) et de l'érable champêtre (Acer campestre) et présence en sous-bois de la primevère officinale (Primula veris), de la violette hérissée (Viola hirta), de la mercuriale vivace (Mercurialis perennis), du gouet tacheté (Arum maculatum), du lierre (Hedera helix), de l'orchis mâle (Orchis mascula), du cornouiller (Cornus sanguinea), du troène vulgaire (Ligustrum vulgare), etc.
- frênaies-aulnaies des ruisselets et des sources, confinées aux abords des sources et des ruisseaux sur des assises aquifères surmontées de sols plus ou moins riches. Il s'agit de peuplements souvent linéaires qui couvrent des surfaces limitées au sein du massif environnant. La strate ligneuse comporte surtout le frêne (Fraxinus excelsior), l'aulne glutineux (Alnus glutinosa) et le noisetier (Corylus avellana), et parmi la strate herbacée on note typiquement la laiche espacée (Carex remota), la dorine à feuilles opposées (Chrysosplenium oppositifolium), la cardamine amère (Cardamine amara), la laiche des bois (Carex sylvatica), la laiche à épis grêles (Carex strigosa) (rare, noté en 2010), la canche cespiteuse (Deschampsia cespitosa), le circée de Paris (Circaea lutetiana), ...
Les plantations résineuses sont globalement très peu représentées sous forme de parcelles peu étendues localisées surtout dans la moitié nord du site.
Les milieux ouverts sont marginaux: il s'agit de prairies mésophiles ou hygrophiles situées dans la vallée de la Massembre, de prairies de fauche et de pâtures améliorées en périphérie nord du massif et d'éléments de pelouses sur schistes au lieu-dit Laid Pré, en lisière nord du Tienne des Plattes.
L'intérêt faunistique est relativement bien documenté, grâce notamment aux inventaires réalisés dans le cadre de la cartographie du site Natura 2000 (F. Etienne, 2010) et par l'agent local du DNF (G. Minet, 2000-2018). Cependant, très peu de données ont été publiées jusqu'à présent, citons notamment les observations relatant la présence d'une population remarquable du coléoptère Cerambycidae Xylotrechus antilope (BAUGNEE et al., 2002).