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Dispersion de Monochamus galloprovincialis : les coupes claires sont-elles efficaces
pour empêcher la propagation du nématode du pin, Bursaphelenchus xylophilus ?
Christelle Robinet (1), Guillaume David (2), Dominique Piou (2,3), Hervé Jactel (2)
Réunion annuelle du GEFF, 21-24 septembre 2015, Mur de Bretagne, France
(1) INRA, Zoologie Forestière, Orléans (2) INRA, BIOGECO, Cestas (3) DSF, Paris
© Géraldine Roux
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Le nématode du pin, Bursaphelenchus xylophilus
est porté par des insectes du genre Monochamus
Introduction
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Le nématode du pin, Bursaphelenchus xylophilus
est porté par des insectes du genre Monochamus
Introduction
source: Nakamura-Matori 2008
Les nématodes se concentrent vers la chambre nymphale
Ils entreront dans les trachées de
l’adulte avant son émergence
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Le nématode du pin, Bursaphelenchus xylophilus
est porté par des insectes du genre Monochamus
Introduction
source: Nakamura-Matori 2008
A son émergence, le Monochamus
adulte ainsi infesté porte les
nématodes et peut les disperser
trou d’émergence
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Le nématode du pin, Bursaphelenchus xylophilus
est porté par des insectes du genre Monochamus
Introduction
source: Nakamura-Matori 2008
1ière transmission possible du nématode
(principale):
lors du repas de maturation
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Le nématode du pin, Bursaphelenchus xylophilus
est porté par des insectes du genre Monochamus
Introduction
source: Nakamura-Matori 2008
2ième transmission possible du nématode
(secondaire):
lors de la ponte des femelles
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Natif d’Amérique du Nord
Introduction en Asie: - Japon 1905 - Chine 1982 - Taiwan 1985 - Corée 1988
Introduction en Europe: - Portugal 1999 - Espagne 2008
1999
2008
2010
2009 (Madère)
Portugal & Espagne
2008
Introduction
Monochamus carolinensis
Monochamus alternatus Monochamus saltuarius
Monochamus galloprovincialis
Mallez 2014 Vieira et al. 2007
Valadas et al. 2012
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Introduction
La réaction de défense de l’arbre contre le nématode du pin se traduit par une déshydratation des trachéides. Les cavitations induites dans ces trachéides entrainent des embolies, et la montée de sève est bloquée (Kuroda 2008).
Kuroda 2008
Flétrissement observé 3 semaines après inoculation
AVANT APRÈS
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Introduction
- de la sensibilité du pin
Evans et al. 1996
Pins européens relativement sensibles
Pins américains relativement résistants
P. pinea relativement résistant au nématode (da Silva et al. 2015)
Le développement de la maladie dépend de:
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Introduction
- des conditions environnementales et notamment des températures
(Evans et al. 2008, Evans 2015)
Risque élevé si la moyenne des températures juin-août > 20°C
Fréquence des 20°C entre 2000 et 2013
0 – 0.1 0
0.1 – 0.2 0.2 – 0.3 0.3 – 0.4 0.4 – 0.5 0.5 – 0.6
0.7 – 0.8 0.8 – 0.9 0.9 – 1
0.6 – 0.7
Jactel et al. 2015
Le développement de la maladie dépend de:
- de la sensibilité du pin
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Introduction
L’impact économique en Europe est estimé à 22 milliards d’euros en perte de bois (2008-2030) s’il n’y avait pas de mesures de contrôle.
En dehors du Portugal et de l’Espagne, c’est principalement la Région Aquitaine qui serait la plus affectée.
Soliman et al. 2012
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Zone Infestée
Zone Tampon (surveillance intensive)
Eradication (coupes rases)
20 km
500 m
Décision d’exécution 2012/535/UE
Introduction
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Zone Infestée
Zone Tampon (surveillance intensive)
Eradication (coupes rases)
20 km
500 m
Décision d’exécution 2012/535/UE
Introduction
Etant donné que: le nématode du pin progresse au Portugal malgré ces mesures d’urgence cette mesure d’éradication reposait sur des capacités de vol présumées de M.
alternatus en Asie (3 km) il était important d’évaluer l’efficacité de ces coupes rases.
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David et al. 2013 J Applied Entomology; David 2014 Thèse
Individus matures: 2 km par jour de test
Facteur clé = capacité de vol de M. galloprovincialis dans le paysage
1) Expériences en manège de vol
Distance sur-estimée par rapport au terrain?
Introduction
, jusqu’à 40-60 km cumulés sur la vie d’adulte
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Facteur clé = capacité de vol de M. galloprovincialis dans le paysage
2) Expériences de piégeage-marquage-lâcher-recapture
Généralement quelques centaines de mètres.
Distance sous-estimée par rapport au vol naturel car: - capture les insectes qui auraient pu aller plus loin - distance maximale limitée par l’éloignement des pièges
Introduction
David et al. 2013 J Applied Entomology; David 2014 Thèse
Individus matures: 2 km par jour de test
1) Expériences en manège de vol
Distance sur-estimée par rapport au terrain? , jusqu’à 40-60 km cumulés sur la vie d’adulte
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Facteur clé = capacité de vol de M. galloprovincialis dans le paysage
2) Expériences de piégeage-marquage-lâcher-recapture
Généralement quelques centaines de mètres.
Distance sous-estimée par rapport au vol naturel car: - capture les insectes qui auraient pu aller plus loin - distance maximale limitée par l’éloignement des pièges
Introduction
David et al. 2013 J Applied Entomology; David 2014 Thèse
Individus matures: 2 km par jour de test
1) Expériences en manège de vol
Distance sur-estimée par rapport au terrain? , jusqu’à 40-60 km cumulés sur la vie d’adulte
Contradictions? Les distances enregistrées par ces 2 méthodes ne peuvent pas être comparées directement
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Méthodes
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Méthodes
1) Calibrer un modèle de dispersion sur les données manège de vol
3) Simuler les coupes rases et évaluer leur efficacité
𝑘𝑀 𝑟 =1
𝛼exp(−
𝑥
𝛼)
2) Affiner le modèle avec les données de lâcher-recapture
= simuler l’expérience de lâcher-recapture et chercher les valeurs des paramètres qui minimisent l’erreur commise par le modèle
en fonction du rayon de la coupe
α: distance moyenne / jour
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Expérience de lâcher-recapture pour affiner le modèle
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8
900 m
Expérience de lâcher-recapture pour affiner le modèle
Expérience de lâcher-recapture de Monochamus galloprovincialis réalisée dans les Landes de Gascogne en 2014
2 expériences: immatures (1-7 jours après éclosion) (499) matures (capturés par piégeage) (3085)
• 9 clusters • 1 lâcher au centre de chaque cluster • 4 pièges par cluster distants de 200 m
piègeage
lâcher
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Expérience de lâcher-recapture pour affiner le modèle
Expérience de lâcher-recapture simulée par un modèle de dispersion individu-centré
• Distance de dispersion moyenne / jour: α = 500, 1000, 1500, 2000, 2500 m
• Efficacité du piège: eff = 0.5, 1 et 2%
- si les insectes passent dans le rayon d’attraction du piège (100 m), alors seulement une proportion (eff) est effectivement capturée
• Temps de repos entre 2 vols: 0, 1, 2, 3 jours - temps de repos pour pouvoir s’alimenter
• Temps de réponse initial: 4, 8, et 12 jours - temps pour répondre à l’attractant pour les immatures ou pour récupérer du stress du piégeage pour les matures
= 180 (5 x 3 x 4 x 3) combinaisons de paramètres x 100 répétitions = 18000 simulations
(pas utilisé dans la simulation des coupes rases)
8 variables: - taux et durée de recapture - intra/inter cluster - pour immatures et matures
(pas utilisé dans la simulation des coupes rases)
Le modèle simule la dispersion de M. galloprovincialis sur 120 jours (longévité des adultes), en considérant:
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Paramètres immatures:
2000 m vol 1% piégeage
12j maturation 1j alimentation
0
1
2
3
4
5
6
immatures / inter-cluster immatures / intra-cluster
Tau
x d
e re
cap
ture
(%)
observé estimé
0
5
10
15
20
25
30
immatures / inter-cluster immatures / intra-cluster
Tem
ps
de
re
cap
ture
(j)
observé estimé
Analyse multicritères pour identifier les paramètres du modèle
Expérience de lâcher-recapture pour affiner le modèle
IMMATURES
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0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
matures / inter-cluster matures / intra-cluster
Tau
x d
e r
eca
ptu
re (
%)
observé estimé
0
5
10
15
20
25
matures / inter-cluster matures / intra-cluster
Tem
ps
de
re
cap
ture
(j)
observé estimé
Paramètres matures:
2000 m vol 1% piégeage
8j délai de réponse 1j alimentation
Analyse multicritères pour identifier les paramètres du modèle
Expérience de lâcher-recapture pour affiner le modèle
Paramètres immatures:
2000 m vol 1% piégeage
12j maturation 1j alimentation
MATURES
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Paramètres matures:
2000 m vol 1% piégeage
8j délai de réponse 1j alimentation
Analyse multicritères pour identifier les paramètres du modèle
Paramètres immatures:
2000 m vol 1% piégeage
12j maturation 1j alimentation
Les données de piégeage sont donc finalement en accord avec les données
de manège de vol
Expérience de lâcher-recapture pour affiner le modèle
Plus précisément pour les immatures:
ils acquièrent progressivement leurs capacités de vol, jusqu’à leur maturité.
(David 2014 Thèse; David et al. 2015 Bull Entomol Res)
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Paramètres matures:
2000 m vol 1% piégeage
8j délai de réponse 1j alimentation
Analyse multicritères pour identifier les paramètres du modèle
Paramètres immatures:
2000 m vol 1% piégeage
12j maturation 1j alimentation
On retrouve bien les mêmes valeurs dans les 2 cas.
Expérience de lâcher-recapture pour affiner le modèle
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Paramètres matures:
2000 m vol 1% piégeage
8j délai de réponse 1j alimentation
Analyse multicritères pour identifier les paramètres du modèle
Paramètres immatures:
2000 m vol 1% piégeage
12j maturation 1j alimentation
Délai de réponse différent:
- pour les immatures = délai de maturation et de réponse à l’attractif
- pour les matures = délai de récupération après le stress dû à la manipulation lors de l’expérience suite à leur 1ière capture
Expérience de lâcher-recapture pour affiner le modèle
![Page 27: Saisine Nématode du pin - efiatlantic.efi.int · bois (2008-2030) s’il n’y avait ... dans les 2 cas. ... stratégie de non évitement stratégie d’évitement = pas d’effet](https://reader031.vdocuments.fr/reader031/viewer/2022022020/5b9be8b909d3f2194e8b5a9e/html5/thumbnails/27.jpg)
Paramètres matures:
2000 m vol 1% piégeage
8j délai de réponse 1j alimentation
Analyse multicritères pour identifier les paramètres du modèle
Paramètres immatures:
2000 m vol 1% piégeage
12j maturation 1j alimentation
Modèle de dispersion:
2000 m vol 1j alimentation
Expérience de lâcher-recapture pour affiner le modèle
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Simulations des coupes rases
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Simulations des coupes rases
Incertitude sur le but précis des coupes rases
• Scénario 1: coupe rase préventive pour éviter la dispersion des vecteurs autour du site infesté
d
Eviter l’émigration des immatures année N+1
Pin infesté et détecté année N
Coupe rase « préventive » en hiver N – N+1
Arbre infesté détecté l’année N
Arbre pouvant devenir infesté l’année N+1
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Simulations des coupes rases
Incertitude sur le but précis des coupes rases
• Scénario 1: coupe rase préventive pour éviter la dispersion des vecteurs autour du site infesté
2 comportements possibles de l’insecte:
stratégie de non évitement stratégie d’évitement
= pas d’effet de la coupe rase sur le comportement de dispersion
= l’insecte cherche à sortir de la coupe rase
et évite d’y rentrer à nouveau
![Page 31: Saisine Nématode du pin - efiatlantic.efi.int · bois (2008-2030) s’il n’y avait ... dans les 2 cas. ... stratégie de non évitement stratégie d’évitement = pas d’effet](https://reader031.vdocuments.fr/reader031/viewer/2022022020/5b9be8b909d3f2194e8b5a9e/html5/thumbnails/31.jpg)
Simulations des coupes rases
Incertitude sur le but précis des coupes rases
• Scénario 1: coupe rase préventive pour éviter la dispersion des vecteurs autour du site infesté
• Scénario 2: coupe rase curative pour éliminer des arbres infestés non détectés
d
Eliminer les arbres oubliés ou asymptomatiques présents au voisinage de l’arbre détecté
Pin infesté et détecté année N
Coupe rase « curative » dès la détection de l’arbre 0
Dans ce cas: - la coupe rase est faite après dispersion de l’insecte - le point d’émergence n’est pas forcément l’arbre détecté
Arbre infesté détecté l’année N
Arbre pouvant être également infesté l’année N
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• Simulation de la dispersion de M. galloprovincialis • Simulation de la transmission du nématode sur la trajectoire de l’insecte
Simulations des coupes rases
Naves et al. 2007
D’après les données portugaises: le taux de transmission varie avec l’âge de l’adulte
Âge de l’adulte (semaines après émergence)
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Jour 0
insecte
trajectoire
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Jour 1
insecte
trajectoire
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Jour 2
insecte
trajectoire
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Jour 3
insecte
trajectoire
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Jour 4
insecte
trajectoire
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Jour 5
insecte
trajectoire
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Jour 6
insecte
trajectoire
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Jour 7
insecte
trajectoire
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Jour 8
insecte
trajectoire
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Jour 9
insecte
trajectoire
![Page 43: Saisine Nématode du pin - efiatlantic.efi.int · bois (2008-2030) s’il n’y avait ... dans les 2 cas. ... stratégie de non évitement stratégie d’évitement = pas d’effet](https://reader031.vdocuments.fr/reader031/viewer/2022022020/5b9be8b909d3f2194e8b5a9e/html5/thumbnails/43.jpg)
Jour 10
insecte
trajectoire
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Jour 20
insecte
trajectoire
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Jour 30
insecte
trajectoire
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Jour 40
insecte
trajectoire
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Jour 50
insecte
trajectoire
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Jour 60
insecte
trajectoire
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Jour 70
insecte
trajectoire
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Jour 80
insecte
trajectoire
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Jour 90
insecte
trajectoire
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Jour 120
insecte
trajectoire
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Jour 120
ensemble des arrêts des vecteurs
.
![Page 54: Saisine Nématode du pin - efiatlantic.efi.int · bois (2008-2030) s’il n’y avait ... dans les 2 cas. ... stratégie de non évitement stratégie d’évitement = pas d’effet](https://reader031.vdocuments.fr/reader031/viewer/2022022020/5b9be8b909d3f2194e8b5a9e/html5/thumbnails/54.jpg)
Jour 120
ensemble des points où le nématode a pu être transmis
.
![Page 55: Saisine Nématode du pin - efiatlantic.efi.int · bois (2008-2030) s’il n’y avait ... dans les 2 cas. ... stratégie de non évitement stratégie d’évitement = pas d’effet](https://reader031.vdocuments.fr/reader031/viewer/2022022020/5b9be8b909d3f2194e8b5a9e/html5/thumbnails/55.jpg)
Jour 120
ensemble des points où le nématode a pu être transmis
.
ensemble des points où le vecteur s’est arrêté mais n’a pas transmis le nématode
.
![Page 56: Saisine Nématode du pin - efiatlantic.efi.int · bois (2008-2030) s’il n’y avait ... dans les 2 cas. ... stratégie de non évitement stratégie d’évitement = pas d’effet](https://reader031.vdocuments.fr/reader031/viewer/2022022020/5b9be8b909d3f2194e8b5a9e/html5/thumbnails/56.jpg)
• Rayon de coupe rase variant de 0 à 40 km par pas de 500 m • Evaluation du nombre de transmissions en dehors de la coupe rase • Calcule du nombre relatif de transmissions:
nb transmissions avec coupe / nb transmissions sans coupe
Simulations des coupes rases
Inoculation du nématode
Sans inoculation du nématode
Coupe rase
10 insectes émergeants
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Scenario 1: évitement
Scenario 1: non-évitement
Simulations des coupes rases
Avec une coupe d’un rayon de 500 m: - dans le scénario 1 sans évitement: on évite 11% des transmissions - dans le scénario 1 avec évitement: on évite 9% des transmissions
500 m
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Scenario 1: évitement
Scenario 1: non-évitement
Scenario 2
Simulations des coupes rases
Avec une coupe d’un rayon de 500 m: - dans le scénario 1 sans évitement: on évite 11% des transmissions - dans le scénario 1 avec évitement: on évite 9% des transmissions - dans le scénario 2 : on évite < 1% des transmissions
500 m
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• Dans le scénario 1, sans stratégie d’évitement: rayon de coupe rase ≈ 15 km • Dans le scénario 1, avec stratégie d’évitement: rayon de coupe rase ≈ 18 km • Dans le scénario 2: rayon de coupe rase ≈ 38 km
Simulations des coupes rases
Scenario 1: évitement
Scenario 1: non-évitement
Scenario 2
Quel devrait être le rayon de coupe rase?
Nombre relatif de transmissions = 0.1%
Rayon pour lequel l’IC(99%) passe entièrement sous les 0.1%?
15 km 18 km 38 km
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Conclusions
Cette étude combine les résultats les plus récents sur les capacités de dispersion du vecteur européen en manège de vol, expérience de lâcher-recapture et modélisation.
• Les coupes rases d’un rayon de 500 m seraient inefficaces dans le contexte d’une forêt continue comme celle des Landes de Gascogne.
• Il faudrait, à la place des rayons de coupe de l’ordre de 15 à 40 km.
Peu réaliste …
40 km
15 km
Coupes rases dans les Landes
Coupe rase d’un rayon de 15 km = 7% des Landes, Coupe rase d’un rayon de 40 km = 50% des Landes
L’extrapolation à d’autres types de
paysage reste difficile par
manque de données sur le comportement
de dispersion.
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Conclusions
D’autres stratégies de lutte pourraient être envisagées, notamment une lutte individu-centrée: - un maillage régulier de pièges pour détection du nématode sur l’insecte vecteur (en plus du piégeage sur sites sensibles)
87 pièges 610 pièges
89 pièges actuellement préconisés
Si le nématode peut être dispersé sur 15 km: 1 piège tous les 30 km
Si le nématode peut être dispersé sur 38 km: 1 piège tous les 80 km
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D’autres stratégies de lutte pourraient être envisagées, notamment une lutte individu-centrée: - un maillage régulier de pièges pour détection du nématode sur l’insecte vecteur (en plus du piégeage sur sites sensibles) - et piégeage de part et d’autre des Pyrénées
Conclusions
Couloir de dispersion possible de M. galloprovincialis Haran et al. 2015
Les Pyrénées: une barrière partielle à la
progression du nématode du pin
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- renforcement de la détection au sol et/ou par voie aérienne des arbres symptomatiques - extension de la zone délimitée (surveillance intensive) de 20 à 40 km
Conclusions
D’autres stratégies de lutte pourraient être envisagées, notamment une lutte individu-centrée: - un maillage régulier de pièges pour détection du nématode sur l’insecte vecteur (en plus du piégeage sur sites sensibles) - et piégeage de part et d’autre des Pyrénées
Lutte individu-centrée
Zone Tampon (surveillance intensive)
40 km
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Photo: Guillaume DAVID
MERCI POUR VOTRE ATTENTION
Résultats issus du rapport de l’ANSES (sept 2015):
Demande d’avis sur la stratégie de lutte imposée par la décision d’exécution 2012/535/UE du 26
septembre 2012 relative à la mise en place de mesures d’urgence destinées à prévenir la propagation
dans l’Union Européenne de Bursaphelenchus xylophilus
Hervé Jactel, Philippe Castagnone, Manuel Mota, Christelle Robinet, Géraldine Roux, Corinne Sarniguet
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Sortir de la coupe rase Ne pas rentrer dans la coupe rase
Zone Infestée
Coupe rase Coupe rase
Zone Infestée
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Coupe rase
Zone Infestée