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Controlo biológico de Acacia longifolia em Portugal – utopia ou realidade?
Hélia Marchante
Centro de Ecologia FuncionalUniversidade de Coimbra
12 janeiro 2014 FCUL, “Espécies exóticas, invasoras e pragas em Portugal … 2
Acacia longifolia - o problema (1)• Invasão por Acacia longifolia
- Árvore exótica, vinda da Austrália
- Introduzida no início séc. XX (finais XIX) para estabilização de dunas
- Actualmente: invade áreas extensas de dunas costeiras e outros habitats em Portugal e outros EM: Espanha, França, Itália
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Acacia longifolia - o problema (1)• Invasão por Acacia longifolia
- Árvore exótica, vinda da Austrália
- Introduzida no início séc. XX (finais XIX) para estabilização de dunas
- Actualmente: invade áreas extensas de dunas costeiras e outros habitats em Portugal e outros EM: Espanha, França, Itália
- Ponto-chave: produção massiva de sementes – banco de sementes muito numeroso, com grande longevidade
potential de re-invasão rápida
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Acacia longifolia - o problema (1)
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Acacia longifolia - o problema (1)
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Acacia longifolia - o problema (1)
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Acacia longifolia - o problema (1)
12 janeiro 2014 FCUL, “Espécies exóticas, invasoras e pragas em Portugal … 10
Principais impactes: - Diminuição da biodiversidades; ameaça a espécies e
habitats protegidos, e.g., sítios Natura 2000 and Áreas Protegidas1
- Alterações na microbiologia e química do solo2
1(Marchante et al., 2003, Marchante, 2001, 2011, Rascher et al., 2011, Hellmann et al., 2011)2(Marchante et al., 2008a,b, Marchante 2008, Rodríguez-Echeverría, 2010):
Acacia longifolia - o problema
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Principais impactes: - Diminuição da biodiversidades; ameaça a espécies e
habitats protegidos, e.g., sítios Natura 2000 and Áreas Protegidas1
- Alterações na microbiologia e química do solo2
- Diminuição da productividade florestal- Alteração das condições de fogo
Impactes económicos: >> 1M€ + dados não disponíveis
1(Marchante et al., 2003, Marchante, 2001, 2011, Rascher et al., 2011, Hellmann et al., 2011)2(Marchante et al., 2008a,b, Marchante 2008, Rodríguez-Echeverría, 2010):
Acacia longifolia - o problema
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Acacia longifolia - o problema
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Acacia longifolia - o problema
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Principais impactes: - Diminuição da biodiversidades; ameaça a espécies e
habitats protegidos, e.g., sítios Natura 2000 and Áreas Protegidas1
- Alterações na microbiologia e química do solo2
- Diminuição da productividade florestal
1(Marchante et al., 2003, Marchante, 2001, 2011, Rascher et al., 2011, Hellmann et al., 2011)2(Marchante et al., 2008a,b, Marchante 2008, Rodríguez-Echeverría, 2010):
Acacia longifolia - o problema
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Acacia longifolia - o problema
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Principais impactes: - Diminuição da biodiversidades; ameaça a espécies e
habitats protegidos, e.g., sítios Natura 2000 and Áreas Protegidas1
- Alterações na microbiologia e química do solo2
- Diminuição da productividade florestal- Alteração das condições de fogo
Impactes económicos: >> 1M€ + dados não disponíveis
1(Marchante et al., 2003, Marchante, 2001, 2011, Rascher et al., 2011, Hellmann et al., 2011)2(Marchante et al., 2008a,b, Marchante 2008, Rodríguez-Echeverría, 2010):
Acacia longifolia - o problema
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Principais impactes: - Diminuição da biodiversidades; ameaça a espécies e
habitats protegidos, e.g., sítios Natura 2000 and Áreas Protegidas1
- Alterações na microbiologia e química do solo2
- Diminuição da productividade florestal- Alteração das condições de fogo
Impactes económicos: >> 1M€ + dados não disponíveis
1(Marchante et al., 2003, Marchante, 2001, 2011, Rascher et al., 2011, Hellmann et al., 2011)2(Marchante et al., 2008a,b, Marchante 2008, Rodríguez-Echeverría, 2010):
Acacia longifolia - o problema
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Controlo mecânico e químico disponíveis
Solução?
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• Sucesso baixo devido ao banco-de-sementes
Controlo mecânico e químico disponíveis
• Demasiado dispendioso
Controlo biológico?
Alternativas sustentáveis são necessárias
Solução?
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Controlo mecânico e químico disponíveis
• Demasiado dispendioso
Solução?
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Solução?
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• Sucesso baixo devido ao banco-de-sementes
Controlo mecânico e químico disponíveis
• Demasiado dispendioso
Solução?
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Solução?
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• Sucesso baixo devido ao banco-de-sementes
Controlo mecânico e químico disponíveis
• Demasiado dispendioso
Controlo biológico?
Alternativas sustentáveis são necessárias
Solução?
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• Uso de uma espécie (específica para o hospedeiro) para controlar outra espécie que se tornou problemática; a 1ª é considerada inimigo natural da 2ª
• Desvantagens:– introdução de um agente exótico– potenciais riscos para as espécies nativas/não-alvo
– risco do agente ser vector de parasitas/ parasitóides/ …
- investimento elevado em investigação
Controlo biológico
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Controlo biológico
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Controlo biológico• Vantagens:
˗ Baseado em princípios e protocolos cientificamente credíveis˗ Método “amigo do ambiente”, não poluidor˗ Pode afectar apenas a espécie-alvo (invasora)˗ Baixos custos a longo-prazo - método sustentável
˗ “Ferramenta-chave” para a gestão das espécies invasoras globalmente (CBD; EPPO; European Strategy Invasive Alien Species)˗ Bom historial de segurança…
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• A nível mundial (e.g., Austrália, África-do-Sul, EUA):– Desde finais de 1800, > 400 agentes contra ca. 150 PLANTAS-
alvo/ infestantes– Muitas delas, significativa ou permanentemente controladas
• Algumas dessas plantas são invasoras em Portugal (agentes libertados >> África-do-Sul):– A. longifolia: Trichilogaster acaciaelongifoliae e Melanterius
ventralis–Acacia melanoxylon: Melanterius acaciae
- Acacia dealbata: Melanterius maculatus - Hakea sericea: Carposina autologa… - Eichhornia crassipes: Neochetina eichhorniae …
Controlo biológico – no mundo
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• > 300 libertações de 176 predadores/ parasitoides contra INSECTOS; e.g., Anaphes inexpectatus contra Gonipterus platensis (Eucalyptus globulus) em Portugal
• Libertado (2010) o 1º ÚNICO agente, no Reino Unido contra 1 PLANTA: Aphalara itadori para controlo de Fallopia japonica
Controlo biológico – na Europa
http://news.bbc.co.uk/2/hi/8555378.stm http://www.guardian.co.uk/environment/2009/jul/23/japanese-knotweed-bug-control
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• > 300 libertações de 176 predadores/ parasitoides contra INSECTOS; e.g., Anaphes inexpectatus contra Gonipterus platensis (Eucalyptus globulus) em Portugal
• Libertado (2010) o 1º ÚNICO agente, no Reino Unido contra 1 PLANTA: Aphalara itadori para controlo de Fallopia japonica
• Portugal: não está disponível nenhum agente de controlo biológico para plantas invasoras
• em análise o pedido de libertação de agente para A. longifolia
Controlo biológico – na Europa
Trichilogaster acaciaelongifoliae
1mm
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• Hymenoptera: Pteromalidae • Vespa formadora de galhas; de dimensões reduzidas ca. 3mm
Trichilogaster acaciaelongifoliae
1mm
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• Hymenoptera: Pteromalidae • Vespa formadora de galhas; de dimensões reduzidas ca. 3mm• ♀: partenogénica• ♀: oviposição em gemas florais (e vegetativas)• ciclo de vida anual - 362 dias dentro das galhas• ♀ emergem, procuram gemas florais, põem ovos e morrem
as galhas começam a desenvolver-se depois da oviposição, inibindo a formação de flores e consequentemente de frutos e sementes
Trichilogaster acaciaelongifoliae
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• Hymenoptera: Pteromalidae • Vespa formadora de galhas; de dimensões reduzidas ca. 3mm• ♀: partenogénica• ♀: oviposição em gemas florais (e vegetativas)• ciclo de vida anual - 362 dias dentro das galhas• ♀ emergem, procuram gemas florais, põem ovos e morrem
Trichilogaster acaciaelongifoliae
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Curto prazo: • Reduz produção sementes e taxa dispersão – Diminui/ pára adição de sementes ao banco-de-sementes
Longo prazo: • Reduz germinação (pós-fogo / outra perturbação)
- galhas nas gemas vegetativas redução da folhada; planta fica mais susceptível/ debilitada condições de stress – podem morrer
Trichilogaster acaciaelongifoliae
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• Espécies-alvo: A. longifolia subsp. longifolia e A. longifolia subsp. sophorae e A. floribunda
• libertado: 1982, África do Sul• reduziu produção de sementes - 85-100%• reduziu biomassa induzindo a abscisão folhear• eficácia limitada em climas com temperaturas muito baixas• não afeta plantas não-alvo, exceto colonização temporária e
negligenciável de A. melanoxylon e Albizzia lophanta (ambas próximas e invasoras) - populações muito elevadas
» parasitado por parasitóides nativos»muito eficaz exemplo de sucesso de C.B.
T. acaciaelongifoliae – “cv” agente c.b.
Podemos usá-lo?
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Legislação – Decreto-Lei nº 565/99
• Introdução intencional de espécies exóticas na natureza
• Exceções “económicas” - agricultura, horticultura, interesse zootécnico
+ restrições fitossanitárias
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1º passo - Pedido de autorização (ICN) para introdução/ estudos em quarentena – de acordo com Decreto-Lei nº 565/99– vantagens inequívocas para o Homem ou para as biocenoses
naturais - controlar a disseminação da invasora A. longifolia – nenhuma espécie indígena apta para o fim pretendido - A.
longifolia em Portugal desde finais do séc. XIX e não se conhecem agentes antagonístas naturais
– elaboração de um estudo de impacte cujas conclusões são relevantes para a autorização - feito
T. acaciaelongifoliae – em Portugal (1)
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2º passo - Autorização concedida para realização dos testes em quarentena; “aprovação” de lista de espécies não-alvo a testar
3º passo - Realização dos testes de especificidade – Condições controladas– Testes complementares aos testes anteriores (África-do-Sul)– Setembro a Dezembro de 2005 – 2010
– Galhas enviadas da África-do-sul (fêmeas)
T. acaciaelongifoliae – em Portugal (2)
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Testes de especificidade:• fase I (“no-choice”):
oviposição em A. longifolia e 3 espécies não-alvo
• fase II: – “Double-choice”: prefere
A. longifolia– “em vaso”: galhas apenas
em A. longifolia • Fase III: natureza, Austrália e
África-do-Sul : ausência de galhas nas espécies não-alvo
Family
Non-target species
Anacardiaceae1 n Pistacia lentiscus L.
Caprifoliaceae2 n Viburnum tinnus L.
Cistaceae3 n Cistus psilosepalus Sweet
Empetraceae4 n Corema album (L.) D.Don
Ericaceae5 n Arbutus unedo L.
6 n Erica scoparia L.
Fabaceae 7 e subfam. Caesalpinioideae - Ceratonia siliqua L.
(=Leguminosae) 8 n subfam. Faboideae - Cytisus striatus (Hill.) Rothm.
9 n subfam. Faboideae - Genista falcata Brot.
10 n subfam. Faboideae – Medicago marina L.
11 e subfam. Faboideae - Phaseolus vulgaris L.
12 e subfam. Faboideae - Pisum sativum L.
13 n subfam. Faboideae - Stauracanthus genistoides (Brot.) Samp. subsp. genistoides
14 n subfam. Faboideae - Ulex parviflorus L.
15 e subfam. Faboideae - Vicia faba L.
16 e subfam. Mimosoideae - Acacia melanoxylon R. Br.
Fagaceae17 n Quercus faginea Lam.
18 n Quercus lusitanica Lam.
19 n Quercus pyrenaica Willd.
20 n Quercus robur L.
21 n Quercus rotundifolia Lam.
22 n Quercus suber L.
23 n Quercus x coutinhoi Samp.
Lamiaceae24 n Lavandula luisieri (Rozeira) Rivas-Martinez
Lauraceae25 n Laurus nobilis L.
Myricaceae26 n* Myrica faya Aiton
Myrtaceae27 e Eucalyptus globulus Labill.
Oleaceae28 n Phillyrea angustifolia L.
Pinaceae 29 n* Pinus pinaster Aiton
30 e Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco
Polygalaceae31 n Polygala vulgaris L.
Rhamnaceae32 n Rhamnus alaternus L.
Rosaceae33 e Pyrus communis L.
34 e Prunus persica (L.) Batsch.
35 n Prunus lusitanica L.
36 e Malus domestica Borkh.
Rutaceae37 e Citrus sinensis (L) Osbeck
Salicaceae38 n Salix atrocinerea Brot.
Ulmaceae39 n Ulmus procera Salisb.
Vitaceae40 e Vitis vinifera L.
species phylogentically related (centrifugal phylogenetic method)
species with ecological/distribution overlap
Note: Where more than one criteria was used for selection of a particular species,species with conservation value
the relative importance of each of the criteria is indicated by the width of the blocks
T.acaciaelongifoliae – resultados (Portugal)
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1º Testes “non-choice” (em ramos)• Oviposição em APENAS 3 espécies não-alvo
(Acacia melanoxylon, Vitis vinifera, Cytisus striatus) MAS confinação alteração do comportamento é normal
2º Testes em plantas envasadas: Galhas APENAS em A. longifolia (ciclo de vida
completo)
3º Amostragens em campo - África do Sul e Austrália:
Galhas APENAS em A. longifolia
T.acaciaelongifoliae – resultados (Portugal)
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4º passo - Pedido de autorização para libertação em condições naturais – ICNF DGAV
… passa fronteiras …5º passo – apresentação do pedido ao Comité
Fitossanitário Permanente (Comissão Europeia), 27 EM… apoiaram … mas… recomendaram:
6º passo – Análise de Risco - EFSA…
7º passo - ??
T.acaciaelongifoliae – em Portugal
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Resumindo…
As “Desvantagens”:• introdução de um agente exótico – já usado na África do Sul há
muito tempo (1982), muito estudado• potenciais riscos para as espécies nativas/não-alvo – testes
especificidade na África-do-Sul + Portugal – mono-específico (A.melanoxylon e Paraserianthes lophanta; <<; invasoras)
• risco do agente ser vector de parasitas/ parasitóides – introdução APENAS de vespas (não galhas) risco reduzido
• elevados investimentos em investigação – já selecionado e estudado antes investimento muito reduzido
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Resumindo (2)…
As vantagens:• Método “amigo do ambiente”• Pode afetar apenas a espécie-alvo (invasora) – específico• Baixos custos a longo-prazo• Método sustentável• Relação custo-benefício muito favorável
–África-do-Sul - reduziu a produção de sementes (> 85%) e atrasou o crescimento vegetativo
- 1980: A. longifolia top 10 plantas invasoras 2013: trivial
12 janeiro 2014 FCUL, “Espécies exóticas, invasoras e pragas em Portugal … 47
• Depois de todos os testes em Portugal + historial na África do sul …
SIM, T. acaciaelongifoliae pode ser usado com segurança+
Pode diminuir os impactes económicos e biológicos de A. longifolia de forma eficaz, sustentável e sem efeitos não desejáveis
É seguro?
Mas será uma utopia?
Mas será uma utopia?
…
Acreditamos que não
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Invader-B - Gestão de plantas INVasoras em Portugal: da prevenção à DEtecção Remota e controlo biológico de Acacia longifolia – INVADER-B
1) Impactes de A. longifolia em redes de interação; 2) Efeitos indirectos de T. acaciaelongifoliae; 3) Distribuição de A. longifolia e agente por detecção
remota; 4) Monitorização de T. acaciaelongifoliae;
5) Detecção rápida de espécies e agente- vossa ajuda!!! Plataforma on-line de Ciência Participativa!
Futuro …
12 janeiro 2014 FCUL, “Espécies exóticas, invasoras e pragas em Portugal … 51
Mapa de avistamentos de plantas invasoras •Projeto de Ciência Participativa, disponível em www.invasoras.pt •Contribuições possíveis por “upload” de informação online ou através de aplicação para Smartphone Android•Registo na newsletter (www.invasoras.pt)
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12 janeiro 2014 FCUL, “Espécies exóticas, invasoras e pragas em Portugal … 53
Ponderar o uso de outros agentes de controlo biológico para outras plantas invasoras em Portugal?
- Acacia dealbata (mimosa) - Acacia melanoxylon (austrália)
- Hakea sericea (háquia-picante)…- Eichhornia crassipes (jacinto-de-água);)
O outro futuro..
12 janeiro 2014 FCUL, “Espécies exóticas, invasoras e pragas em Portugal … 54
Obrigada
• Mais informação: www.invasoras.pt • https://www.facebook.com/InvasorasPt
• invasoras@uc.pt
nova edição em breve
12 janeiro 2014 FCUL, “Espécies exóticas, invasoras e pragas em Portugal … 55
Referências citadas e outras…• Almeida JD, Freitas H (2006) Exotic naturalized flora of continental Portugal - a reassessment. Botanica
Complutensis 30:117-130• Hulme, P.E., Pysek, P., Nentwig, W. & Vilà, M. (2009) Will Threat of Biological Invasions Unite the European
Union? Science, 40-41.• Marchante, H.. 2011. Invasion of Portuguese dunes by Acacia longifolia: present status and perspectives for the
future. Faculdade de Ciências e Tecnologia. UC. Doutoramento em Biologia, especialidade em Ecologia. 184 pág. • Marchante E, Freitas H, Marchante H (2008a) Guia prático para a identificação de Plantas Invasoras de Portugal
Continental. Natura Naturata. Imprensa da Universidade de Coimbra, Coimbra• Ministério do Ambiente (1999) Decreto-lei n.º 565/99, 21/12. In: Diário da República - I Série - A. 295: 9100-14. • Pyšek P, Richardson DM, Rejmanek M, Webster GL, Williamson M, Kirschner J (2004) Alien plants in checklists
and floras: towards better communication between taxonomists and ecologists. Taxon 53 (1):131-143• Richardson DM, Pyšek P, Rejmánek M, Barbour MG, Panetta FD, West CJ (2000) Naturalization and invasion of
alien plants: concepts and definitions. Divers Distrib 6:93-107• Vilà M, Espinar JL, Hejda M, Hulme PE, et al (2011) Ecological impacts of invasive alien plants: a meta-analysis of
their effects on species, communities and ecosystems. Ecol Lett 14:702-708• Marchante, H; Marchante, E. & Freitas, H. 2003. Invasion of the Portuguese dune ecosystems by the exotic
species Acacia longifolia (Andrews) Willd.: effects at the community level. In: Child, L.E.; Brock, J.H.; et al Plant Invasions: Ecological Threats and Management Solutions. Pp. 75-85. Backhuys Publishers. The Netherlands.
• Marchante, H. 2001. Invasão dos ecossistemas dunares portugueses por Acacia: uma ameaça para a biodiversidade nativa. Tese de Mestrado. Universidade de Coimbra.
12 janeiro 2014 FCUL, “Espécies exóticas, invasoras e pragas em Portugal … 56
• Hellmann, C., Sutter, R., Rascher, K.G., Máguas, C., Correia, O. & Werner, C. (2010) Impact of an exotic N2-fixing Acacia on composition and N status of a native Mediterranean community. Acta Oecologica, doi:10.1016/j.actao.2010.11.005.
• Elizabete Marchante, Annelise Kjøller, Sten Struwe & Helena Freitas. 2008. Invasive Acacia longifolia induce changes in the microbial catabolic diversity of sand dunes. Soil Biology & Biochemistry, 40: 2563–2568.
• Elizabete Marchante, Annelise Kjøller, Sten Struwe & Helena Freitas. 2008. Short and long-term impacts of Acacia longifolia invasion on the belowground processes of a Mediterranean coastal dune ecosystem. Applied Soil Ecology. 40: 210-217
• Marchante, E. 2008. Invasion of Portuguese coastal dunes by Acacia longifolia: impacts on soil ecology. Tese de Doutoramento em Biologia, especialidade de Ecologia, Universidade de Coimbra
• Marchante, H., Freitas, H. & Hoffmann, J.H. 2010 Assessing the suitability and safety of a well-known bud-galling wasp, Trichilogaster acaciaelongifoliae, for biological control of Acacia longifolia in Portugal. Biological Control. DOI:10.1016/j.biocontrol.2010.11.001
• Marchante, H., Freitas, H. & Hoffmann, J.H. 2010. The potential role of seed banks in the recovery of dune ecosystems after removal of invasive plant species. Applied Vegetation Science. DOI: 10.1111/j.1654-109X.2010.01099.x
• Marchante, H., Freitas, H. & Hoffmann, J.H. 2010. Seed ecology of an invasive alien species, Acacia longifolia (Fabaceae), in Portuguese dune ecosystems. American Journal of Botany 97(11): 1–11.
• Rodríguez-Echevérria 2010
Referências citadas e outras…
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