Zu den vorherrschenden Ökosystemen zählen Feuchtwiesen und Trocken- bzw. Halbtrockenrasen. Die hier verlaufende Mitterndorfer Senke, einer der größten Grundwasserspeicher Europas, wird von den Hauptflüssen, Schwarza, Pisting und Leitha gespeist. Sie ist die Grundlage für die einzigartigen Feuchtlebensräume im trocken-wärmsten Bereich Österreichs. Kleinräumige Niveauunterschiede, die feuchte Senken und trockene Schotterriegel bilden, sind Lebensraum für seltene Pflanzen- und Tierarten.

Typische Pflanzenarten sind etwa die Farn-Echt-Schafgarbe, der Wohlriechende Lauch, die Steppen-Glockenblume oder die Zottige Wolfsmilch. Die botanische Vielfalt bedingt einen großen Insektenreichtum. Neben 680 nachgewiesenen Schmetterlingsarten fühlen sich auch verschiedenste Heuschreckenarten wohl.

Reste eines besonders seltenen Feuchtwiesentyps sind die Pannonischen Pfeifengraswiesen. Diese wurden aufgrund des geringen Futterwertes des Aufwuchses bevorzugt als Streuwiesen genutzt. Streuwiesen dienten der Produktion von Einstreu für die Stallungen, nicht der Ernährung von Viebeständen. Prägendes Merkmal für die Nutzung dieser Wiesen war, dasss sie nur einmal jährlich, im Herbst, gemäht wurden.

Heute sind Streuwiesen ein Relikt einer historischen Landnutzungsform, das durch staatliche Förderprogramme und Bewirtschaftungsverträge erhalten wird. 

Durch Drainagesysteme im Umfeld des Schutzgebietes, sowie durch Befahren und Begehen der Flächen gibt es Beeinträchtigungen. Außerdem wird die Fläche als zu klein für die erfolgreiche Fortpflanzung des Großen Brachvogels eingestuft.

Das Naturschutzgebiet Pischelsdorfer Wiesen wurde auch als Biogenetisches Reservat ausgewiesen. Damit ist es Teil eines Netzwerkes von repräsentativen Lebensräumen zur Erhaltung von gefährdeten Tier- und Pflanzenarten. 10 Naturschutzgebiete in Niederösterreich und damit eine Gesamtfläche von 2.060 Hektar sind gleichzeitig Biogenetische Reservate.

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