Modelos qualitativos de simulação sobre a dinâmica do plâncton em diferentes estados de trofia no Lago Paranoá, DF

Abstract

A comunidade planctônica é um importante componente dos ecossistemas aquáticos lênticos e sua estruturação ocorre a partir das interações entre seus próprios membros e com diferentes comunidades, além das relações estabelecidas entre todas e o ambiente. Tendo em vista esses aspectos, o objetivo deste trabalho foi desenvolver modelos qualitativos que explicam como algumas dessas relações e as variações tróficas influenciam na dinâmica das comunidades planctônicas. Os modelos qualitativos construídos expressam as relações de causalidade entre os componentes do sistema usando a linguagem de modelagem oferecida pela Teoria Qualitativa dos Processos, uma das mais importantes abordagens em Raciocínio Qualitativo, uma área de pesquisa e desenvolvimento da Inteligência Artificial. A estrutura do sistema e as relações de causalidade entre seus componentes determinam a dinâmica das comunidades planctônicas como resultado da interação com vários fatores naturais e ações antropogênicas. A validação do modelo foi realizada com uma série histórica de dados sobre o Lago Paranoá (Brasília, DF). As simulações geradas apresentaram respostas satisfatórias e condizentes com o observado no sistema natural. Além disso, mostraram como ocorre a variação das comunidades planctônicas em diferentes estados de trofia de um reservatório, evidenciando o potencial dos modelos qualitativos para dar suporte a elucidação de problemas e gerar predições sobre o comportamento do sistema representado pela comunidade planctônica. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The plankton community is an important component of lentic aquatic ecosystems and its structure depends on the interactions involving its own elements and interactions with different communities, as well as on relations established between them and the environment. Considering these aspects, the objective of the work described here was to develop qualitative models that explain how these relationships and trophic changes influence the dynamics of planktonic communities. Qualitative models express the cause-effect relations among the system components using the modeling language provided by the Qualitative Process Theory, one of the most important approaches in Qualitative Reasoning, a research and development area of Artificial Intelligence. The structure of the system and the causal relations among its components determine the dynamics of planktonic communities as a result of the interaction with several natural and anthropogenic factors. Model validation was done with a historical series of data from the Paranoá Lake (Brasília, DF). The simulations showed satisfactory responses and in accordance with observations in the natural system. Furthermore, they demonstrated the variation of planktonic communities in different trophic states of a reservoir. This work shows the potential of qualitative models to elucidate problems and to generate predictions about the planktonic community system behavior.