Trabalho Científico Plantas invasoras nos trópicos

Trabalho Científico
Plantas invasoras nos trópicos: esperando a atenção mundial?
Daniela Petenon1 e Vânia Regina Pivello2
INTRODUÇÃO
“Hotsposts” - ou áreas quentes - são áreas que apresentam alta concentração de espécies
endêmicas e sofrem uma perda excepcional de habitat (Myers 2000). Quase metade das
espécies de plantas vasculares é endêmica às 25 áreas quentes de biodiversidade identificados
no planeta, sendo que cada um possui pelo menos 1500 espécies de plantas endêmicas (Brooks
2002). Essas áreas têm sido apontadas como prioritárias para a conservação, a fim de otimizar
esforços e evitar a perda de biodiversidade onde ela está sujeita aos maiores riscos. A maioria
das áreas quentes está nos trópicos (Pimm 2005) (fig. 1).
Figura 1. Distribuição dos 25 “hotsposts” (ou pontos quentes, áreas em vermelho no mapa).
Extraído de Myers 2000.
Além dos riscos à biodiversidade causados pela perda e fragmentação dos habitats naturais, a
invasão por plantas exóticas é apontada como um importante agente de degradação (Sheil
2001). São várias as conseqüências desta perturbação, entre elas está a substituição de
espécies nativas e a modificação do funcionamento dos ecossistemas (Prieur-Richard 2000).
Quase todas as florestas tropicais possuem pelo menos uma espécie exótica (Usher 1991). Em
florestas altamente perturbadas, as espécies exóticas chegam a predominar na paisagem (Fine
2002). Usher et al. (1988) encontraram mais espécies exóticas do que nativas em algumas
reservas naturais, em um estudo realizado em 24 reservas em diferentes regiões do planeta:
um exemplo alarmante de invasão biológica por plantas e animais.
Embora os ecossistemas tropicais sofram com essas invasões, ainda são esparsos os estudos
específicos sobre esse processo em ecossistemas tropicais, apesar das invasões biológicas de
modo geral terem sido freqüentemente foco de atenção mundial nas últimas duas décadas
(Fine 2002). A falta de dados - ou sua pouca disponibilidade - forma uma lacuna na
compreensão das causas, das conseqüências e do controle dessa ameaça, dificultando
generalizações e padrões, além de não auxiliar na elaboração de ações de manejo nesses
1: [email protected]; 2: [email protected]:
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locais, tão necessárias atualmente. O Brasil, por exemplo, mesmo sendo um país mega diverso
e responsável por um sexto da riqueza da flora do planeta não possui listas e dados definitivos
sobre essa diversidade e endemismo (Myers 2000), além de carecer de diagnóstico completo
da ameaça por plantas exóticas invasoras (Pyšek 1998). Esse caso é um reflexo do que ocorre
em outras regiões tropicais de mesmo histórico: em sua maioria, países em desenvolvimento
que vivem o paradoxo de possuírem os maiores índices de biodiversidade, ao mesmo tempo
que sofrem as maiores pressões e ameaças a essa riqueza natural.
Em 1958, um dos primeiros trabalhos que chamaram atenção para o processo de invasão
biológica foi escrito por Charles Elton em seu livro “The ecology of invasions by animals and
plants”. Uma de suas argumentações mais polêmicas é a de que ambientes menos ricos em
espécies seriam mais vulneráveis a invasões. Essa proposição foi aceita durante muito tempo,
mas hoje é tema de diversas discussões contrárias (Levine & D’Antonio 1999, Tilman 1999). A
partir de então outros estudos sobre invasões biológicas surgiram, mas apenas a partir da
década de 1980 essa área da ecologia começou a receber um número mais significativo de
trabalhos. Em 1989, Drake et al. compilaram diversos estudos relacionados ao programa
SCOPE 37 (Scientific Committee on Problems of the Environment), cujo objetivo principal foi
disponibilizar documentação nova sobre a extensão das invasões de diferentes tipos de
organismos em várias partes do mundo. As principais perguntas que direcionavam os estudos
podem ser resumidas como: qual é o número de invasores? quem são os invasores? de onde
vêm os invasores? como eles se estabelecem? quão rápido eles se disseminam? quais são as
características dos locais invadidos e quais são os impactos sofridos? Tais perguntas continuam
atuais, sendo que vários pesquisadores têm sugerido variações das mesmas: quais as
características dos invasores bem sucedidos? (Williamson & Fitter 1996) quais são os
ambientes mais suscetíveis à invasão? (Davis et al. 2000). Essas duas perguntas abordam
diferentes aspectos do processo: uma sob o ponto de vista dos organismos invasores,
enquanto a outra enfoca o ambiente. Vários modelos que pretendem prever invasões ou
detectar padrões de disseminação também têm sido publicados (Johannes & Lehman 1998,
Daehler & Carino 2000). Entretanto, a maioria desses estudos parece não ter sido
desenvolvida em ambientes tropicais; este é um fenômeno mais conhecido nos países
desenvolvidos do que nos países em desenvolvimento (Perrings 2000).
Esse trabalho parte da hipótese de que os ambientes tropicais, que agregam a maior
biodiversidade do planeta e que sofrem os impactos das invasões biológicas deveriam estar
amplamente representados nos estudos sobre esse tema nas principais revistas científicas
internacionais. Para tanto, foi realizada a revisão da produção científica em sete importantes
revistas internacionais sobre ecologia, no período de dez anos (1995 a 2004). A pesquisa se
restringiu a ambientes terrestres invadidos por plantas vasculares. Foi comparada a freqüência
de publicações sobre ambientes tropicais e ambientes não tropicais. Além do local de estudo,
os artigos foram classificados quanto ao tipo de abordagem, à pergunta principal estudada, ao
tipo de planta invasora e à procedência da mesma, para elaborar um panorama atual da
pesquisa sobre invasões biológicas por plantas.
MATERIAL E MÉTODOS
A pesquisa teve como objeto de estudo as publicações sobre plantas invasoras em ambientes
terrestres, restringindo-se a plantas vasculares terrestres. Foram selecionadas seis revistas
científicas de elevado fator de impacto (“impact factor”, segundo JSTOR 2005), com foco em
ecologia e conservação de ecossistemas (Tabela 1). O índice de impacto é relativo a 2003, o
dado mais atualizado disponível na época. Foi pesquisado um período de dez anos de
publicações, de janeiro de 1995 a dezembro de 2004.
A pesquisa considerou artigos sobre invasão biológica por plantas, considerando plantas
invasoras como sendo aquelas não nativas que se disseminam a partir de um ponto de
introdução e se tornam abundantes (Kolar 2001). Portanto, não foram contabilizados artigos
sobre colonização de outros ambientes por espécies nativas, ou estudos que apenas
consideravam espécies exóticas, sem o contexto da invasão.
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Trabalho Científico
Revista internacional
Trends in Ecology and Evolution
Índice de
impacto
12,449
Ecology
3,701
Journal of Ecology
2,833
Oikos
2,142
Biological Conservation
2,056
Journal of Tropical Ecology
0,961
Tabela 1. Lista das revistas internacionais utilizadas na revisão bibliográfica, com busca refinada,
classificadas por ordem decrescente de índice de impacto.
Na busca pelos artigos, a intenção foi catalogar todos os artigos relacionados a invasões
biológicas por plantas terrestres no intervalo proposto. Para tanto, foram consultados todos os
índices de conteúdo das seis revistas, nos volumes publicados entre janeiro de 1995 a
dezembro de 2004. A seleção foi feita a partir do título do artigo, e quando este deixava
dúvidas quanto ao conteúdo, o resumo ou parte do artigo foi lido.
As pesquisas foram realizadas via “Internet”, através das páginas eletrônicas oficiais de cada
revista ou pela leitura de periódicos em biblioteca. Para certificar-se que nenhum artigo havia
sido ignorado através desta busca, também foi utilizada a busca por palavra chave (isto é,
“inva???”, o que faziam com que retornassem artigos que contivessem palavras que começam
com “inva-“, na tentativa de filtrar palavras como “invasion”, “invader”, “invasibility”,
“invaseveness” etc.) nas páginas eletrônicas oficiais das revistas, comparando os resultados
dos dois métodos.
Os artigos que discorrem sobre invasão biológica por plantas foram catalogados e classificados
quanto ao tipo de abordagem, isto é, teóricos ou estudos de caso. Os artigos teóricos se
caracterizam por abordar as hipóteses, teorias ou modelos relacionados à invasão biológica;
seus conteúdos são mais abrangentes, pois não determinam espécies ou locais. Muitos desses
artigos referem-se tanto a animais quanto a plantas. Os exclusivamente sobre animas foram
excluídos. Os artigos sobre estudos de caso são aqueles referentes a pesquisas em locais
específicos, ou sobre determinadas espécies de plantas terrestres.
Os artigos teóricos foram classificados de acordo com três temas básicos:
1) Modelos: artigos que propõem modelos matemáticos para explicar ou prever padrões
ecológicos.
2) Sínteses de eventos: artigos que descrevem as principais discussões e conclusões
resultantes de congressos, simpósios etc. sobre invasões biológicas.
3) Essencialmente teóricos: artigos que discorrem sobre definições, teorias, hipóteses e
proposições sobre o tema. Normalmente não especificam locais ou espécies, tratando o
processo através de generalizações.
Também foram classificados pelo tema abordado, baseando-se nas principais perguntas sobre
invasão biológica:
1)
2)
3)
4)
5)
Poder de invasão (ponto de vista da espécie);
Suscetibilidade de invasão (ponto de vista do ambiente);
Capacidade de prever invasões;
“Status” da invasão (diagnóstico);
Efeito/Impacto da invasão.
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Os artigos sobre estudos de caso foram classificados a partir de:
a) Pergunta principal:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Poder de invasão (ponto de vista da espécie);
Suscetibilidade à invasão (ponto de vista do ambiente);
Capacidade de prever invasão;
Prevenção/Controle;
Efeito/Impacto da invasão;
“Status” da invasão (diagnóstico).
b) Local de estudo do artigo e procedência da planta invasora:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
América do Sul;
América do Norte;
América Central;
Ásia;
África;
Europa;
Oceania;
Antártica;
c) Tipo de planta:
1)
2)
3)
4)
Gramíneas;
Herbáceas (exceto gramíneas);
Arbóreas;
Arbustivas;
A partir dessas classificações, foram determinadas as abundâncias de cada tipo de artigo de
acordo com suas classificações. Os artigos também foram analisados de acordo com a
publicação científica ao longo do tempo.
RESULTADOS
Ao todo, foram encontrados 137 artigos sobre plantas invasoras em ambientes terrestres, no
período de janeiro de 1995 a dezembro de 2004.
A produção de artigos sobre invasão biológica por plantas ao longo do tempo mostra uma
tendência de aumento nestes dez anos, tanto dos teóricos, quanto os estudos de caso (fig. 2).
O pico de publicações em 1996
se justifica pela edição de um
número especial da revista
Ecology (volume 77, número 6,
em
setembro
de
1996:
“Advances
in
Invasion
Ecology”), que publicou um total
de 5 artigos exclusivamente
sobre invasão biológica. Neste
mesmo ano, a revista “Biological
Conservation”
publicou
dois
números especiais sobre o
assunto (volume 78, números 1
e 2, em outubro e novembro de
1996:
“Invasion
Biology”),
contribuindo com 6 artigos.
30
25
20
15
10
5
0
1995
1996
Estudo s de caso
1997
1998
Teó rico s
1999
2000
2001
2002
2003
2004
To tal
Figura 2: Total de artigos científicos publicados de 1995 a
2004, nas revistas pesquisadas.
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Dos 137 artigos, 87 são
estudos de caso e 50 são
artigos teóricos (fig. 3).
Entre os artigos teóricos,
a
maioria
é
“essencialmente teórica”
(30 artigos), seguido dos
artigos
que
propõem
modelos
(13
artigos)
enquanto as sínteses de
eventos totalizaram 7
artigos (fig. 4).
26%
36%
60%
14%
64%
Modelos
Síntese de eventos
Essencialmente teóricos
Estudos de caso
Teóricos
A maioria dos artigos
teóricos
abordou
Figura 3: Proporção de artigos Figura 4: Proporção dos tipos de
perguntas
diferentes
das
teóricos e de estudos de caso abordagem dos artigos teóricos.
propostas
para
sobre
invasão
biológica
por
classificação (13 artigos).
plantas terrestres.
Provavelmente,
sobre
temas mais específicos, tais como evolução e genética. O poder de invasão e o impacto da
invasão foram tratados pelo mesmo número de artigos (9). A suscetibilidade à invasão (7
artigos) foi o terceiro tema mais abordado, entre aqueles que se encaixaram na classificação
(fig. 5).
Já nos estudos de caso, as perguntas mais abordadas foram o poder de invasão da planta (30
artigos), seguida da suscetibilidade à invasão de determinado ambiente (21 artigos) (fig. 6).
A maioria dos estudos de
caso pesquisou apenas um
tipo de planta invasora (60
artigos)
(fig.
7).
Nos
estudos
que
se
restringiram a apenas uma
espécie, muitos eram sobre
herbáceas
(exceto
gramíneas, 25 artigos) e
gramíneas
(18
artigos)
(fig. 8).
Como muitos estudos de
casos abordaram mais de
uma
espécie,
havia
diversos locais de origem
envolvidos.
Nos
que
apenas uma espécie foi
estudada, os locais mais
freqüentes são América do
Norte e Europa (13 e 9
artigos, respectivamente)
(fig. 10)
Os
estudos
de
caso
apresentaram
maior
incidência das pesquisas
em
ecossistemas
da
América do Norte (44
artigos; fig. 9), em especial
nos Estados Unidos.
6%
18%
Poder de invasão
Suscetibilidade à Invasão
26%
Capacidade de prever invasão
Status da invasão (diagnóstico)
14%
Efeito/Impacto da invasão
Poder de invasão e Suscetibilidade à Invasão
Suscetibilidade à Invasão e Status da invasão
2%
4%
8%
Outros
Todas
4%
18%
Figura 5: Proporção dos tipos de perguntas principais dos artigos
teóricos sobre invasão biológica por plantas terrestres.
10%
1%1%
Poder de invasão
35%
10%
Suscetibilidade à Invasão
Capacidade de prever invasão
Prevenção/Controle
Efeito/Impacto da invasão
16%
Status da invasão (diagnóstico)
Outros
2%
Todas
25%
Figura 6: Proporção dos tipos de perguntas principais dos artigos de
estudos de caso sobre invasão biológica por plantas terrestres.
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Trabalho Científico
1%
15%
Gramíneas
30%
30%
Mais de uma espécie
Herbáceas (exceto
gramíneas)
13%
Uma espécie
predominante
Arbóreas
Não identificada
69%
Arbustivas
42%
Figura 7: Quantidade de espécies de plantas
invasoras pesquisadas nos estudos de caso.
2%
14%
7%
3%
Figura 8: Tipos de plantas terrestres dos
estudos de caso que contemplaram uma
espécie principal como objeto de estudo.
7%
6%
A mérica do Sul
A mérica do Sul
A mérica do No rte
A mérica do No rte
A mérica Central
Á sia
1%
15%
40%
2%
Euro pa
1%
2%
6%
A ntártica
"Eurásia"
Duas o u mais regiõ es
6%
M ais de um lo cal
Figura 9: Locais onde foram realizados os estudos
de caso pesquisados.
Euro pa
Oceania
Oceania
52%
Á sia
Á frica
Á frica
8%
A mérica Central
7% 1%
10%
P ro cedência não
identificada
Figura 10: Locais de origem das plantas
pesquisados nos estudos de caso.
DISCUSSÃO E CONCLUSÕES
Todos os ecossistemas do planeta sofrem impacto humano (Vitousek et al. 1997). Um dos
principais impactos humanos é a introdução, deliberada ou não, de espécies exóticas, o que
pode ocasionar invasão biológica. As florestas tropicais não são obviamente uma exceção e
também estão sujeitas a esse tipo de impacto. Apesar disso, eles estão escassamente
representados na produção científica sobre esse assunto nas principais revistas sobre ecologia
e conservação, ao longo da última década.
A publicação de artigos sobre invasão biológica em geral demonstrou um aumento importante,
verificado nesse trabalho e previamente: Kolar (2001) detectou um grande aumento no
número de publicações sobre as características das espécies invasoras (animais e plantas), no
período de 1986 a 1999; Puth (2005) revisou mais de 800 artigos sobre invasão biológica em
ambientes terrestres e aquáticos, destacando que o número de publicações anuais havia
quadruplicado entre 1995 e 2004. Entretanto, o presente trabalho traz informações inéditas
sobre a comparação entre os estudos desenvolvidos em ambientes tropicais e não tropicais.
A maior parte dos locais de estudo das publicações sobre plantas invasoras se concentra na
América do Norte, Oceania e Europa, onde a maioria dos ecossistemas é temperado, entre
outros tipos de ecossistemas não tropicais. Paradoxalmente, a maior biodiversidade do planeta
se concentra em locais pouco representados, como América do Sul, América Central e África,
que apresentam vários tipos de ecossistemas tropicais. Em termos de riqueza de espécies, a
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diferença é óbvia: a maioria das 300.000 das espécies de plantas está nos trópicos; 85.000
estão na América do Sul e Central, enquanto na América do Norte estão 17.000 espécies.
Os resultados mostram que o problema da invasão biológica por plantas terrestres em
ambientes tropicais não está sendo suficientemente publicado e – por conseqüência - não tem
sido amplamente divulgado nos últimos dez anos, embora mereça atenção especial.
A produção científica em revistas de ampla distribuição e de alto impacto é um termômetro
dos principais estudos desenvolvidos internacionalmente. A pequena proporção de artigos
publicados sobre os trópicos indica a carência de projeção mundial sobre esse assunto
específico, além de destacar a falta de uma massa de dados consistentes e organizados, o que
permitiria o avanço na compreensão do fenômeno. Do mesmo modo, acarreta em dificuldade
de propor ações de manejo para os ambientes afetados por esse impacto.
A escassez de dados sobre os trópicos atinge todos os temas relacionados à invasão, desde a
fase de diagnóstico até as teorias mais avançadas sobre o processo. Os resultados mostram a
variedade de temas estudados, através das perguntas principais dos artigos. Muitos artigos
procuraram investigar a fundo o processo de invasão, principalmente entre os teóricos. Mesmo
entre os estudos de caso essa preocupação apareceu, pois a maioria não se limitou ao
diagnóstico, mas procurou detectar relações entre os organismos envolvidos (por exemplo,
competição, distribuição espacial, herbivoria) ou entre as plantas invasoras e o ambiente
(suscetibilidade à invasão, impacto). Muitos estudos de caso se concentraram nas estratégias
de controle e prevenção, tema que demanda diversos tipos de informações básicas e
anteriores, com as características da planta invasora e do ambiente invadido. Isso pode
demonstrar um avanço na compreensão do tema, mais uma vez não esquecendo que a
maioria desses estudos não foi realizada em ambientes tropicais. Tais informações estão sendo
coletadas e divulgadas em outros ambientes, o que pode ser o reflexo de um desequilíbrio. A
ecologia das plantas invasoras está se desenvolvendo rapidamente, mas baseada em dados
teóricos e empíricos que não englobam toda a diversidade do planeta, tanto de ambientes
como de organismos. As desvantagens são muitas. Uma delas é a dificuldade em interpretar
dados comparativos entre ambientes tropicais e ambientes não tropicais, por causa da menor
quantidade de dados do primeiro. Portanto, apesar da ecologia de plantas invasoras estar se
desenvolvendo rapidamente, ainda é difícil utilizar esse avanço nos ambientes tropicais, pois
faltam informações baseadas nas diferenças entre eles, isto é, específicas a esses
ecossistemas. Por exemplo, a importante discussão sobre o papel da diversidade do ambiente
na sua vulnerabilidade à invasão poderia ser mais facilmente esclarecida com mais estudos nos
trópicos, pois são ambientes altamente diversos. Por enquanto, não é possível medir a real
diferença entre a suscetibilidade à invasão em ambientes tropicais e temperados, pois
erroneamente pode parecer que os ambientes tropicais são muito menos invadidos, quando
isso pode ser o resultado de um diagnóstico ainda muito inicial.
Outra conseqüência deste desequilíbrio nas informações pode ser a dificuldade em criar
estratégias de conservação efetivas, que necessitam de base teórica e empírica sobre o
agente de degradação nos seus locais de impacto.
Alguns pesquisadores chegaram a considerar as diferentes regiões do planeta, como Lonsdale
(1999) que comparou o “Velho” e o “Novo Mundo”. Ele analisou uma grande quantidade dados
disponíveis sobre suscetibilidade à invasão no Novo e no Velho Mundo, baseado em listas de
flora de 184 locais. Entre outras conclusões, apontou que o Novo Mundo seria menos
suscetível à invasão, mesmo concordando que havia pouca informação sobre a América do Sul
e Ásia. Novos dados sobre essas regiões podem abrir discussões acerca desses resultados e
sobre outras perguntas que continuam em aberto. O grande contraste entre a grande
quantidade de informações sobre Europa e América do Norte e a escassa publicação sobre a
América do Sul, Ásia e África pode levar a conclusões distorcidas quando se comparam regiões
mais ou menos invadidas e espécies exóticas mais ou menos propensas à invasão.
Pyšek (1998) analisou a flora não nativa de 26 regiões na tentativa de englobar diversos tipos
de habitats, com a intenção de detectar um padrão taxonômico das invasões biológicas por
planta no planeta. Entretanto, a América do Sul foi representada apenas pelo Chile e
Argentina. O Brasil, maior país desse continente, não foi pesquisado, por não dispor de uma
lista completa sobre espécies não nativas: um dos requisitos para fazer parte desse estudo.
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Trabalho Científico
Os ecossistemas diferem em sua suscetibilidade à invasão, assim como em suas respostas
ecológicas e evolutivas a essas invasões (Lonsdale 1999). Também são distintos em relação ao
histórico de perturbações antrópicas. Portanto fica clara a necessidade de compreender essas
diferenças, pesquisando-se todos os ambientes de modo equilibrado.
São fundamentais as informações que possibilitam prever as invasões, pelo simples motivo de
permitirem a otimização dos esforços para o controle de invasoras (Mack 1996). Os modelos
que pretendem determinar o potencial de invasão necessitam de informações sobre espécies e
gêneros, que precisam ser alvos de estudos mais detalhados. Como esses dados ainda não
estão disponíveis para diversas espécies, é difícil fazer tal previsão (Goodwin 1999). Outro
aspecto que carece de dados são as características dos ambientes suscetíveis à invasão.
Ainda há muito a ser respondido sobre as causas, conseqüências e controle de invasões
biológicas em geral (Vermeij 1996). Entretanto, no caso de ecossistemas em ambientes
temperados, a corrida por essas respostas já se iniciou há muito tempo e gerou ampla
produção científica. As plantas invasoras nos trópicos aguardam a atenção mundial.
RECOMENDAÇÕES
As plantas invasoras nos ambientes tropicais são uma ameaça efetiva que precisam de maior
atenção da comunidade científica. Necessitam de mais pesquisas, que objetivem formar um
banco de dados de ampla divulgação e alta confiabilidade que seja constantemente atualizado.
É necessário criar projetos locais e globais de longa duração, com metas objetivas para gerar
as informações mais urgentes sobre o assunto. Entre elas, está o mapeamento das plantas
invasoras e dos ambientes invadidos, incluindo a quantificação do fenômeno. Futuramente,
concretizar a criação de projetos para estudar outros aspectos das invasões, tais como os
impactos na biodiversidade nativa, os meios pelos quais ocorre a introdução de espécies
exóticas, as estratégias de controle, a determinação de padrões de disseminação, entre muitos
outros.
A parceria entre universidades, institutos de pesquisa, órgãos do governo e organizações não
governamentais provavelmente poderiam gerar projetos mais complexos e conclusivos. Além
disso, a parceria com instituições internacionais a fim de elaborar projetos globais seria
utilíssima, pois as plantas invasoras não obedecem a fronteiras políticas.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Este trabalho faz parte de um mestrado que continua a ser desenvolvido e pretende estender a
análise das publicações para um total de dez revistas, com a inclusão de uma revista
especializada no tema: “Biological Invasions”. Além disso, os estudos de caso serão
classificados quanto à vegetação predominante do local de estudo, para refinar a comparação
dos ambientes tropicais e não tropicais. Também pretende-se relacionar esse aspecto aos
outros já catalogados, como tipo de planta e local de estudo.
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