Enriquecimento semântico de modelos ecológicos baseados em raciocínio qualitativo : um estudo de caso sobre a dinâmica de comunidades de vegetação lenhosa no cerrado brasileiro

Abstract

O uso de modelos tem se tornado cada vez mais frequente, principalmente nos estudos científicos, mas também na sociedade em geral, como importante ferramenta de planejamento e análise de cenários, entre outros objetivos. Ontologias e outras tecnologias semânticas estão progressivamente sendo utilizadas para apoiar as atividades de modelagem de sistemas naturais e para aprimorar seu rigor e consistência. O presente trabalho tem o objetivo enriquecer semanticamente modelos de Raciocínio qualitativo no domínio da Ecologia do Cerrado. Assim, buscamos relacionar dados de comunidades de plantas lenhosas do Cerrado brasileiro obtidos de estudos científicos, de meteorologia, de variáveis ambientais, informações geográficas (mapas) e modelos conceituais baseados em Raciocínio Qualitativo. Duas ontologias de domínio de conhecimentos, Cerrado Concepts and Wood Plant Dynamics Ontology (Ccon) e Fire Ontology (Fire), foram desenvolvidas para representar conhecimentos científicos sobre a ecologia da vegetação do Cerrado, com foco em aspectos dinâmicos sob diferentes regimes de queima. Conjuntos de dados foram transformados para o formato RDF (Resource Descrition Framework) usando LOD Refine (Linked Open Data Refine). Foram construídos modelos qualitativos para representar a estrutura e dinâmica de comunidades de plantas do Cerrado que exploram a hipótese de desequilíbrio na coexistência de árvores e gramíneas nesse bioma. Os modelos evidenciam o papel do fogo e de relações de competição por recursos entre o estrato arbóreo e o rasteiro, que permitem sua coexistência em ambientes de Cerrado sensu stricto. Foram criadas ligações geográficas entre a ocorrência de espécies e variáveis ambientais com modelos ecológicos de Raciocínio Qualitativo, que podem ser usados para simulações e no suporte a predições e explicações no comportamento de comunidades específicas de plantas lenhosas do Cerrado. Trabalho em andamento busca validar os modelos qualitativos, aperfeiçoar e construir ontologias, ampliar as bases de dados e explorar diferentes hipóteses sobre a estrutura e o funcionamento de comunidades de Cerrado.