Modelagem de Ecossistemas: Uma Introdução - 2ª ed.

Introdução

1.       Fundamentação

1.1              Teorias de ecossistemas – panorama geral

1.1.1        Proposições de Jorgensen

1.2              Análise do espaço de fase

1.3              Diagonalização de uma matriz 2x2

1.3.1        Mudança da origem dos autovalores

1.3.2        Cálculo dos autovalores

1.3.3        Cálculo dos autovetores

1.4              Equações diferenciais em cinética de enzimas

1.5              Mecanismos de Turing: reação-difusão

1.5.1        Caso de reações homogêneas

1.5.2        Exemplo de um modelo de Turing

1.6              Espaço de fase de sistemas dissipativos

1.6.1        Discussão da forma geral das equações

1.6.2        Comportamentos não lineares para d = 2

1.7              Teoremas relevantes

1.7.1        Teorema da bifurcação de Hopf

1.7.2        Teorema de Poincaré-Bendixon

1.8              Condições de Routh-Hurwitz

1.9              Introdução a sistemas dinâmicos

1.9.1        Dissipação e conjuntos atratores

1.9.2        Expoentes de Lyapunov globais

1.9.3        O método da decomposição recursiva QR

1.9.4        Expoentes de Lyupunov locais

1.9.5        Expoentes de Lyupunov negativos

1.10          Introdução a sistemas caóticos

1.10.1    Alguns comentários gerais

1.10.2    Exemplos de sistemas caóticos

1.10.3    Reconstrução do espaço de fase

1.10.4    Definição geral dos coeficientes de Lyupunov

1.11          Introdução ao controle de caos

1.11.1    Identificação das órbitas periódicas instáveis

1.11.2    Controle do caos

2.      Aspectos termodinâmicos clássicos

2.1              Entropia clássica à la Toulous-Pfeuty

2.2              Exergia: definição geral à la Jorgensen

2.3              Quarta lei da termodinâmica

2.4              Emergia ou energia embutida

2.5              Termodinâmica de não equilíbrio

2.5.1        Reações químicas

2.5.2        Reações químicas em sistemas caóticos

2.5.3        Sistemas abertos

2.5.4        A região linear em processos irreversíveis

2.5.5        Teorema da produção mínima de entropia

2.5.6        Termodinâmica não linear

2.5.7        Estruturas dissipativas

3.      Teoria geral de ecossistemas

3.1              Estabilidade de grandes sistemas

3.1.1        Conjectura de Gardner e Ashby

3.1.2        Resposta linear aplicada a modelos ecológicos

3.2              Redes de compartimentos

3.3              Redes e teoria de grafos

3.4              Termodinâmica de redes

3.4.1        Relevância das redes

3.4.2        Relevância da termodinâmica

3.5              Interações em comunidades ecológicas

3.5.1        Considerações gerais

3.5.2        Abordagem canônica de Prigogine-Nicolis

3.5.3        Abordagem clássica das equações de Volterra-Lotka

3.6              Teoria de redes tróficas: alguns comentários

4.      Procedimento de modelagem

4.1              Processos clássicos de modelagem

4.1.1        Conceituação

4.1.2        Escolha do tipo de modelo

4.1.3        Calibração e verificação

4.1.4        Validação de modelos ecológicos

4.2              Abordagens recentes para a modelagem

5.      Dinâmica de florestas

5.1              Teoria de ecossistemas florestais

5.1.1        Algumas definições e esboço do formalismo

5.1.2        Comentários gerais sobre ecossistemas florestais

5.2              Florestas tropicais: uma simulação simples

5.2.1        Classificação

5.2.2        Equações diferenciais para a dinâmica da floresta

5.3              Modelagem de florestas: mais detalhes

5.3.1        Descrição do tipo de modelo

5.3.2        Obtenção das equações diferenciais

5.3.3        Aspectos matemáticos: equações diferenciais

5.3.4        Sensibilidade aos parâmetros

5.3.5        Modelagem com parâmetros otimizados

5.3.6        Possibilidades de generalização do modelo

5.4              Introdução à fotossíntese

5.4.1        Reações da luz

5.4.2        Espectros de absorção

5.4.3        Os fotossistemas

5.4.4        Transferência de elétrons durante reações claras

5.4.5        Sistemas redox importantes

5.4.6        Assimilação do

5.5              Modelo integrado para folhas

5.5.1        O modelo

5.5.2        Fotossíntese limitada pela resistência estomatal

5.5.3        Potencial de água da folha

5.5.4        Variáveis ambientais

5.5.5        Resistência do  e dos fluxos de água

5.5.6        Temperatura das folhas

5.5.7        Otimização

5.6              Estudos florestais

5.6.1        Desflorestação da Amazônia

5.6.2        Estoque de carbono e biomassa

5.7              Abordagem hierárquica

5.7.1        Descrição hierárquica

6.      Dinâmica de solos: algumas simulações

6.1              Modelo fenomenológico Sundial

6.1.1        Introdução ao modelo Sundial

6.1.2        Estrutura do modelo de compartimentos

6.1.3        Saídas de nitrogênio do sistema plantação/solo

6.1.4        Comportamento de fertilizante marcado

6.1.5        Ajustes e teses do modelo

6.2              Ecossistemas de passagens

6.2.1        Introdução aos solos

6.2.2        Hipóteses e simplificações do modelo

6.2.3        Detalhes do modelo

6.2.4        Equações de movimento para a água do solo

6.2.5        Movimento de cátions e troca iônica

6.2.6        Dinâmica da vegetação

6.3              Resposta de plantas  e

6.3.1        Estrutura do modelo GEM2

6.3.2        Detalhes do GEM2

6.3.3        Resultados

7.      Simulação de peixes, algas e crustáceos

7.1              Peixes: três presas e três predadores

7.2              Modelos para interações tróficas

7.2.1        Inclusão da interferência entre consumidores

7.2.2        Equações de movimento

7.3              Organismo marinho com ciclo de vida complexo

7.3.1        Modelo sem estrutura espacial

7.3.2        Modelo com larvas espacialmente estruturadas

7.3.3        Modelo em duas dimensões

7.3.4        Técnica das diferenças finitas

7.4              Controle de superpopulação

7.4.1        Síntese do modelo e da base de dados

7.4.2        Descrição do modelo

7.4.3        Submodelo da presa

7.4.4        Submodelo do predador

7.5              Aquacultura: versão do grupo de Londres

7.5.1        Comentários sobre uma aquacultura de carpas

7.5.2        Modelo matemático para uma criação de camarões

7.6              Ambiente e cadeia alimentar

7.7              Interações específicas de tamanho em lagos

7.7.1        Discussão

7.7.2        Nutrientes e morfologia lacustre

7.8              Ecossistemas lacustres temperados

7.8.1        Mudanças na comunidade de peixes

7.8.2        Sistemas estudados e métodos de amostragem

7.8.3        Produtores primários

7.8.4        Zooplâncton (herbívoros)

7.8.5        Peixes (carnívoros primários e secundários)

7.8.6        Fama de peixes pelágicos e bênticos

7.8.7        Interações intertróficas em sistemas com 3 e 4

7.8.8        Fitoplâncton: relações internas

7.8.9        Interação de zooplânctons e níveis inferiores

7.8.10    Relações de planctívoros e níveis tróficos inferiores

7.8.11    Relações de piscívoros e níveis tróficos inferiores

7.8.12    Discussão

7.9              Interações presa-predador em cardumes

7.9.1        Motivação

7.9.2        Descrição experimental

7.9.3        Métodos experimentais

7.9.4        Procedimentos experimentais

7.9.5        Resultados

7.9.6        Tempos envolvidos nos experimentos

7.9.7        Presas interagindo com predadores

7.9.8        Discussão

7.10          Modelagem do crescimento de algas

7.10.1    O ciclo de vida da Phaecocystis

7.10.2    Descrição do modelo básico e dos métodos

7.10.3    Propostas deste estudo

7.10.4    Análise da sensitividade do modelo

7.10.5    Conclusão geral das simulações

7.11          Dinâmica de fitoplânctons

7.11.1    Definição do modelo

7.11.2    Análise do modelo

7.11.3    A existência do estado estacionário

7.11.4    Determinação dos parâmetros

7.11.5    Dois nutrientes potencialmente limitantes

7.11.6    Comportamento dinâmico

7.11.7    Conclusões

7.12          Uso da RNM do C em estudos metabólicos

7.12.1    Bioconversão açúcar-etanol

7.12.2    Modelo

8.      Glossário de ecossistemas

8.1              Ecossistemas terrestres

8.1.1        Tundras árticas e alpinas

8.1.2        Florestas setentrionais de coníferas

8.1.3        Florestas decíduas temperadas

8.1.4        Campos temperados

8.1.5        Campos tropicais e savanas

8.1.6        Chaparral e bosque esclerofilo

8.1.7        Desertos

8.1.8        Florestas tropicais sazonais subperenifólias

8.1.9        Florestas tropicais úmidas

8.1.10    Caatingas

8.1.11    Zonação em montanhas

8.2              Ecossistemas em água doce

8.2.1        Ecossistemas lênticos (lagos e tanques)

8.2.2        Ecossistemas lóticos (riachos e rios)

8.2.3        Alagados de água doce (brejos e pântanos)

8.3              Ecossistemas marinhos

8.3.1        Oceano geral

8.3.2        Regiões oceânicas

8.3.3        Região da plataforma continental

8.3.4        Regiões de ressurgência

8.3.5        Estuários

8.4              Definições e descrições

Bibliografia

Geral

Florestas

Solos

Peixes

Limnologia

Insetos e pássaros