A terület az 1960-as évekig Pátkához tartozott, a Máriamajor nevű uradalomban élő cselédek is pátkai lakosok voltak.
Az uradalom felszámolása, illetve a katonai jelenlét (lőszerraktár, átjátszóállomás) miatt később ritka vendég lett erre az ember. Valószínűleg ez így van jól, nem csak a természeti értékek miatt, de a második világháborúból származó lőszerek mind a mai napig lappanghatanak a területen.
Zárt lösztölgyes a Máriamajori-erdőben
A védett terület nevében szereplő két név egymással érintkező erdőket takar. A meredek löszvölgyeken, löszlejtőkön növő Máriamajori-erdő több kilométeren át húzódik észak-déli irányban, majd déli végén találkozik a kelet-nyugati irányú, jellemzően északra néző lejtőjű Nagy-völggyel. A Nagy-völgy keleti vége már nagyon közel van a Pátkai-víztározóhoz.
Mielőtt a bronzkori ember évezredekkel ezelőtt a maga képére kezdte formálni a Kárpát-medence tájait, a hazai löszvidékeket nagyrészt tatárjuharos lösztölgyes borította. Így volt ez a Mezőföldön is. Csakhogy az erdők a gazdálkodás útjában voltak. Először a háziállatok miatt gyepekre volt szükség, később azokat is feltörték. Így alakultak ki a hatalmas, több száz hektáros táblákból álló végtelen mezőföldi szántók.
A lösztölgyes, ami hajdan több ezer négyzetkilométert borított, alig pár száz hektárra szorult vissza.
Megdöbbentő arányszám, hogy Magyarország területének egynyolcad részén (12,5 %) ennek a fajta erdőtípusnak kellene jelen lenni, ezzel szemben mindössze hazánk 0,007 %-át borítja. Óriási természetvédelmi jelentősége van minden egyes jobb állapotú lösztölgyes foltnak, ezért is nagy öröm, hogy a Mezőföld talán legnagyobb és legszebb lösztölgyese pont Székesfehérvár határában található.
A lösztölgyes avarszintje sok gombafajnak nyújt otthont, olyanoknak, mint a korallgomba, a réteggomba vagy a csillaggomba.
Az erdők fő fája a molyhos tölgy (Quercus pubescens) és a csertölgy (Q. cerris), de gyakori a mezei juhar (Acer campestre), a tatárjuhar (Acer tataricum) és a virágos kőris (Fraxinus ornus), illetve igen gazdag a cserjeszint (galagonya, csíkos kecskerágó, ostorménbangita). A lösztölgyesek jellegzetessége, hogy a lombkorona nem teljesen zárt, vannak kisebb tisztások, ahol igen gazdag a növényzet. Kora tavasszal, lombfakadás előtt nyílik a kisvirágú hunyor (Helleborus dumetorum), majd a békakonty (Listera ovata) nevű orchidea. Jellegzetes lösznövények erdőszélen, tisztásokon, megmaradt gyepfoltokon nőnek, például a gumós macskahere (Phlomis tuberosa), a bíboros kosbor (Orchis purpurea) vagy a tarka nőszirom (Iris variegata).
Az évszázados tölgyerdőben nagyon sokféle állatfaj él.
Jellegzetes védett ízeltlábú a szarvasbogár, de védettek a fészeképítő vörös- és feketehangyák fészkei is. A látótávolságban levő Vértes közelségének köszönhető egy hegyvidéki védett rovar, a havasi cincér itteni felbukkanása. Az erdei énekesmadarak igen nagy számban élnek a fák között, például csuszka, énekes rigó. A ragadozók közül egy időben a fokozottan védett darázsölyv is a Nagy-völgy lakója volt, az egerészölyv ma is jellemző faj. Vonuláskor még a halászsas is felbukkan, hogy a háborítatlan erdő valamelyik öreg fáján éjszakázzon.
