La pineta si caratterizza per la presenza di pini marittimi e pini domestici, con i primi che risultano più presenti in prossimità del litorale ed i secondi verso il retroterra. Il folto sotobosco è formato da specie arbustive della macchia mediterranea con filliree (lillatro), lentischi (sontrio), mirti (mortella), rari lecci ed alcune querce da sughero (queste ultime nel tratto tra Castiglione della Pescaia e Marina di Grosseto).

L’originaria pineta, di estensione notevolmente minore rispetto a quella attuale, era caratterizzata quasi unicamente da pini marittimi e macchia mediterranea, ed interessava le aree più prossime al litorale. Nel corso del Settecento, a seguito delle opere di bonifica effettuate dai Lorena, si rese necessario impiantare un elevato numero di alberi anche verso il retroterra, per evitare che l’originaria palude si reimpossessasse delle terre che le erano state strappate con le opere di canalizzazione: fu decisa, così, l’introduzione dei pini domestici che risultano attualmente in proporzione nettamente prevalente rispetto a quelli endemici marittimi. La Pineta del Tombolo è attraversata dalla pista ciclabile Marina di Grosseto-Castiglione della Pescaia nel tratto settentrionale e dalla pista ciclabile Marina di Grosseto-Principina a Mare in quello meridionale.

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