O uso de modelos de raciocínio qualitativo para investigar a teoria e a dinâmica de metapopulações

Abstract

É preciso entender melhor a dinâmica de populações, diante da aceleração e da intensificação das mudanças em paisagens naturais. Um conjunto de modelos qualitativos foi desenvolvido nos softwares Garp 3 (www.garp3.org) e DynaLearn (www.dynalearn.eu) com o objetivo de sintetizar e formalizar o conhecimento sobre a biologia das populações resumido pela teoria de Metapopulações. A modelagem qualitativa é considerada uma ferramenta para a integração e exploração do conhecimento conceitual de sistemas ecológicos e também da dinâmica de populações. Três abordagens foram modeladas para explicar o comportamento de metapopulações: 1) o conceito clássico desenvolvido por Levins; 2) a proposta de Pulliam sobre metapopulações do tipo fonte-sumidouro; e 3) o modelo integrado de conservação, que teve como base as idéias de Ilkka Hanski. Esses modelos resumem o desenvolvimento de idéias incorporadas à base da teoria de metapopulações e são úteis para comparar hipóteses e pressupostos envolvidos nos diferentes pontos de vista sobre esse tema. Os modelos têm por objetivo responder: ‘Como funcionam os principais processos ecológicos capazes de explicar a estrutura e a dinâmica de metapopulações?´. Para que uma população seja considerada metapopulação, a existência de um balanço entre as forças migratórias e de extinção deve estar presente, assim como a influência da permeabilidade da matriz e da qualidade de habitat, as quais afetam a comunicação entre os fragmentos de população. Este estudo também investigou, com o apoio de modelos baseados em raciocínio qualitativo, o impacto do uso de modelos conceituais no entendimento das relações de causalidade relacionados à biologia de populações, metapopulações e outras questões relacionadas à biologia da conservação. Os resultados mostram que os modelos qualitativos são ferramentas valiosas para explorar a dinâmica de metapopulações e promover o melhor entendimento sobre cenários de maior complexidade nos quais se aplicam diferentes restrições sobre flutuações populacionais no tempo e no espaço. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

A better understanding on population dynamics is needed in face of the accelerating changes and modification on natural landscapes. A set of qualitative models were developed in Garp3 (www.garp3.org) and DynaLearn (www.dynalearn.eu) to capture and formalize knowledge about population biology summarized by the Metapopulation theory. Qualitative Reasoning modeling has been considered as a tool for integration and exploration of conceptual knowledge in ecological systems and population dynamics. Three types of approaches to explain metapopulation behavior were modeled: 1) the classical concept developed by Levins; 2) Pulliam’s view on source and sink populations; and 3) an integrated model of conservation, based on I. Hanski ideas. These models summarize the development of ideas incorporated to the basis of metapopulation theory and are useful for comparing hypotheses and assumptions involved in different viewpoints. These models aim to answer the question: “How the main ecological processes can explain metapopulation structure and dynamics?” The most fundamental message from taking a metapopulation perspective is that it can be recognized as a result of the balance between emigration and extinction forces, considering the influence of conservation and landscape ecology elements, like the matrix permeability and patch quality, that affect the communication between the fragments of population. This study also investigated the impact of conceptual modeling on the understanding of the causality relations related to population biology, metapopulation and conservation issues. The results show that qualitative models are a valuable tool for exploring metapopulation dynamics providing better understanding of complex scenarios dealing with constraints on population fluctuations over time and space.