MODELAGEM ECOLÓGICA - ECOLOGIA NUMÉRICA PROF. CARLOS RUBERTO FRAGOSO JÚNIOR JUSTIFICATIVA Modelagem Ecológica é imprescindível chave metodológica na pesquisa moderna ambiental. Modelos ecológicos são úteis para simular e analisar a dinâmica e propriedades de estabilidade em longo prazo de sistemas ecológicos simples e complexos. Estes modelos permitem integrar informações de diferentes áreas do conhecimento, bem como analisar, interpretar e entender as observações de campo. Desta forma, modelos ecológicos oferecem uma base para o desenvolvimento de ferramentas para o gerenciamento integrado dos recursos hídricos. Adicionalmente, eles podem ser peças-chave no contexto de grandes desafios do futuro, tais como a preservação da biodiversidade e funções do ecossistema em face à mudanças globais (e.g. clima e uso do solo). OBJETIVOS Oferecer uma introdução sistemática do desenvolvimento e análise de modelos ecológicos e oferecer uma revisão das principais aproximações e tipos de modelos; Apresentar exemplos práticos de modelos ecológicos para entendimento e predição de fenômenos e dá suporte ao desenvolvimento de novas ferramentas ecológicas. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO AULA 1 | Introdução a Modelagem Ecológica (2 horas) → Ferramentas para Gestão Ambiental → O que é um modelo? → Porque modelos? → Tipos de modelos → O modelo matemático → Seleção do modelo matemático → Quanto detalhado deve ser um modelo matemático? → Etapas da modelagem matemática → Os principais propósitos da aplicação de modelos matemáticos → Os modelos matemáticos que veremos neste curso → O propósito deste curso AULA 2 | Os Estados Alternativos de Estabilidade / Introdução ao GRIND/MATLAB (2 horas) → Introdução aos Estados Alternativos de Estabilidade → Tipos de pontos de mudança de estado → Determinação dos pontos de mudança de estado → As "nullclines" → Resiliência → Introdução ao GRIND/MATLAB → Comandos básicos → Determinação de pontos de mudança de estado através do GRIND → Determinação da resiliência de um sistema através do GRIND AULA 3 | Modelagem do Balanço de calor (2 horas) → Importância do conhecimento dos padrões térmicos em um sistema → Calor e Temperatura → Trocas de calor na superfície → Modelagem da temperatura → Exercício Prático usando o MATLAB AULA 4 | Modelagem do crescimento bacteriano (2 horas) → Importância do conhecimento da dinâmica de microorganismos → O crescimento bacteriano → Limitação do crescimento devido ao substrato → Modelagem da cinética microbial em um reator fechado → Exercício Prático do reator fechado usando o MATLAB → Modelagem da cinética microbial em um reator aberto → Exercício Prático do reator aberto usando o MATLAB AULA 5 | Modelagem da produção primária e perdas não predatórias (2 horas) → Importância da produção primária → Os fatores limitantes ao crescimento da vegetação (temperatura, luz e nutrientes) → Modelagem da taxa de crescimento → Perdas não predatórias → Exercício Prático do crescimento algal limitado por fósforo usando o MATLAB AULA 6 | Modelagem das interações presa-predador (2 horas) → Introdução → Equações de Lotka-Volterra → Interações fitoplâncton-zooplâncton → Parâmetros do zooplâncton → Exercício Prático do fitoplâncton-zooplâncton usando o MATLAB → Interações cadeia alimentar/nutrientes → Exercício Prático cadeia alimentar/nutrientes usando o MATLAB BIBLIOGRAFIA RECOMENDADA FRAGOSO JR., C.R.; FERREIRA, T.F.; MOTTA-MARQUES, D. 2009. Modelagem Ecológica em Ecossistemas Aquáticos. Oficina de Textos. 304p. CHAPRA, S.C. 1997. Surface Water Quality Modelling. McGraw-Hill. 844p. JØRGENSEN, S.E.; BENDORICCHIO, G. 2001. Fundamentals of Ecological Modelling. Elsevier, 3nd edition. 544p.