Early warning of regime shifts
Rising variance, autocorrelation and slower recovery in long ecological series are tested as signals of approaching transitions in lakes, reefs and drylands.
GCRI · Biodiversity Nexus
Sistemas complejos en ecología
Ecosystems and the social and economic sistemas that use them interact through feedbacks, thresholds and networks. Complex systems methods explore how those interactions produce regime shifts, cascades of extinction and correlated losses that simpler models miss, and they stress test management against them.
01Registro
Complex systems in ecology on the record.
Registro del métodoMétodo CTIM
- MétodoComplejo sistemas and agent-based modelling
- Se aplica enBiodiversity Nexus
- Datos4 datos de entrada
- Comprobaciones3 pasos de validación
- Página canónicaProcomún CTIM
02Solicitud
What complex systems and agent-based modelling does here.
Complejo sistemas and agent-based modelling study systems whose behaviour emerges from interactions among many components. They help explain nonlinear dynamics, tipping points and collective behaviour. In biodiversity and nature, climate and hazards and oceans and coasts, complex systems approaches explore how interacting risks can produce sudden, systemic shifts. They support stress testing of policies against emergent behaviour. The canonical description is on STEM Commons.
Food-web and co-extinction networks
Interaction networks of plants, pollinators, predators and prey are simulated to see how the loss of one species propagates through the web.
Agent-based models of land and sea use
Farmers, fishers, traders and regulators are represented as agents to explore how incentives, rules and ecology together drive clearing, overfishing or recovery.
03Geografía
Estado de los hábitats en la cuenca del Amazonas.
Land cover, vegetation and plant growth over the Amazon Basin, from NASA GIBS. Each layer carries its own date.
El mapa interactivo requiere JavaScript; la lista de capas y las fuentes figuran a continuación.
Capas 3
Condición del hábitat, para esta página
Acerca de esta capa
- Evidencia
- Modelado (último año que publica GIBS)
- Fuente
- MODIS Terra y Aqua, cobertura del suelo (MCD12Q1) (NASA LP DAAC)
- Proveedor
- NASA LP DAAC
- Licencia
- Datos abiertos de la NASA
- Año de referencia
- anual; clasificación satelital; último año que publica GIBS
- Más recientes en la compilación
- 2024-01-01
- Resolución
- cuadrícula de unos 500 m
- Incertidumbre
- Clases satelitales de cobertura del suelo del año indicado, incluidas las tierras de cultivo; una clasificación con errores conocidos, no un registro de explotaciones agrícolas.
- Se accede a través de
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo después de que usted permita el mapa en vivo
Acerca de esta capa
- Evidencia
- Observado (las nubes dejan lagunas)
- Fuente
- MODIS Terra EVI (NASA LANCE)
- Proveedor
- NASA LANCE
- Licencia
- Datos abiertos de la NASA
- Año de referencia
- diario; índice satelital; las nubes dejan lagunas
- Más recientes en la compilación
- 2026-10-13
- Resolución
- cuadrícula de unos 250 m
- Incertidumbre
- Índice satelital de vegetación durante los 8 días hasta la fecha indicada, un indicador del estado de los hábitats; no es una medida de las especies ni de la biodiversidad.
- Se accede a través de
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo después de que usted permita el mapa en vivo
Acerca de esta capa
- Evidencia
- Modelado (último período de 8 días que publica GIBS)
- Fuente
- MODIS Aqua GPP (MYD17) (NASA LP DAAC)
- Proveedor
- NASA LP DAAC
- Licencia
- Datos abiertos de la NASA
- Año de referencia
- 8 días; modelo basado en datos satelitales; último período de 8 días que publica GIBS
- Más recientes en la compilación
- 2026-09-30
- Resolución
- cuadrícula de unos 500 m
- Incertidumbre
- Estimación por modelo del carbono absorbido por las plantas durante el período de 8 días indicado; un indicador de crecimiento, no de cosecha ni de producción.
- Se accede a través de
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo después de que usted permita el mapa en vivo
Acerca de esta capa
- Evidencia
- Observado
- Fuente
- VIIRS NOAA-20, reflectancia corregida (NASA LANCE)
- Proveedor
- NASA LANCE
- Licencia
- Datos abiertos de la NASA
- Año de referencia
- diario; imagen satelital
- Más recientes en la compilación
- 2026-10-14
- Resolución
- cuadrícula de unos 250 m
- Incertidumbre
- Imagen satelital. Ráster satelital o de modelo tal como lo publica el proveedor. Las nubes, los huecos de franja y el error de recuperación dejan lagunas y ruido; los valores son indicadores, no mediciones en un lugar.
- Se accede a través de
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo después de que usted permita el mapa en vivo
Acerca de esta capa
- Evidencia
- Observado (las nubes y el momento de paso del satélite dejan lagunas)
- Fuente
- VIIRS NOAA-20 375 m (FIRMS) (NASA LANCE FIRMS)
- Proveedor
- NASA LANCE FIRMS
- Licencia
- Datos abiertos de la NASA
- Año de referencia
- diario; detección satelital; las nubes y el momento de paso del satélite dejan lagunas
- Más recientes en la compilación
- 2026-10-13
- Resolución
- cuadrícula de unos 500 m
- Incertidumbre
- Detecciones satelitales de puntos calientes del día indicado, incluidas las quemas de gas y el calor industrial; no es un incendio confirmado, un informe de incidente ni una alerta.
- Se accede a través de
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo después de que usted permita el mapa en vivo
Acerca de esta capa
- Evidencia
- Estimado
- Fuente
- Gridded Population of the World v4.11 (NASA SEDAC (CIESIN, Universidad de Columbia))
- Proveedor
- NASA SEDAC (CIESIN, Universidad de Columbia)
- Licencia
- CC BY 4.0
- Año de referencia
- null; estimación basada en el censo, estática (2020)
- Resolución
- cuadrícula de unos 1 km
- Incertidumbre
- Estimación basada en censos de personas por kilómetro cuadrado en 2020, mostrada como contexto de exposición; no es un recuento de las personas afectadas por ninguna amenaza.
- Se accede a través de
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo después de que usted permita el mapa en vivo
Teclado, con el mapa seleccionado
Mantenga pulsado Ctrl o ⌘ y desplace para ampliar
Último disponible
NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © colaboradores de OpenStreetMap (ODbL) · Natural Earth
Cargando las imágenes más recientes de la NASA.
Arrastre para desplazar. Ctrl o ⌘ y desplazamiento, pellizco o los botones para ampliar; pase el puntero para ver los valores; restablecer devuelve a la región.
Estado de los hábitats, con encuadre en la cuenca del Amazonas.Productos satelitales y de modelos tal como los publica la NASA, cada uno con su propia fecha. Son indicadores, no evaluaciones de ningún lugar.
Datos: NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © colaboradores de OpenStreetMap · Natural Earth · NASA EONET · NASA JPL OPERA DIST-ALERTFuentes y licencias
- We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Datos abiertos de la NASA
- We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into hexagonal cells where shown (modified). Datos abiertos de la NASA
- Productos terrestres MODIS (índices de vegetación, producción primaria bruta, cobertura del suelo), NASA LP DAAC y LANCE; imágenes mediante NASA GIBS. Colores redibujados a partir del mapa de colores publicado; valores promediados en celdas hexagonales donde se muestran (modificado). Datos abiertos de la NASA
- Productos VIIRS en tiempo casi real (inundaciones, temperatura de la superficie terrestre, cubierta de nieve, reflectancia corregida), NASA LANCE; imágenes mediante NASA GIBS. Colores redibujados a partir del mapa de colores publicado; valores promediados en celdas hexagonales donde se muestran (modificado). Datos abiertos de la NASA
- Fire Information for Resource Management System (FIRMS) de la NASA, producto de incendios activos VIIRS 375 m, NASA LANCE; teselas vectoriales mediante NASA GIBS. Colores redibujados a partir del mapa de colores publicado; valores promediados en celdas hexagonales donde se muestran (modificado). Datos abiertos de la NASA
- Center for International Earth Science Information Network (CIESIN), Columbia University. 2018. Gridded Population of the World, Version 4 (GPWv4): Population Density, Revision 11. NASA Socioeconomic Data and Applications Center (SEDAC). Con licencia CC BY 4.0. Colores redibujados a partir de la paleta publicada; valores promediados en celdas hexagonales cuando se muestran (modificado). doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
- ASTER GDEM es un producto del METI y la NASA (ASTER Global Digital Elevation Model V003, NASA LP DAAC); imágenes mediante NASA GIBS. Colores redibujados a partir del mapa de colores publicado; valores promediados en celdas hexagonales donde se muestran (modificado). Cítese como: NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. Datos abiertos de la NASA
- Elaborado con Natural Earth. Datos cartográficos vectoriales y ráster gratuitos en naturalearthdata.com. Dominio público
- © Colaboradores de OpenStreetMap (ODbL), mediante NASA GIBS (costas, límites, carreteras y nombres de lugares). Colores redibujados a partir del mapa de colores publicado; valores promediados en celdas hexagonales donde se muestran (modificado). ODbL
- Blue Marble, NASA Earth Observatory; imágenes mediante NASA GIBS. Colores redibujados a partir del mapa de colores publicado; valores promediados en celdas hexagonales donde se muestran (modificado). Datos abiertos de la NASA
- Contexto en el globo y el mapa plano: costas, límites, carreteras y topónimos de las capas de referencia de NASA GIBS (datos de OpenStreetMap, ODbL, © colaboradores de OpenStreetMap); imágenes Blue Marble como base opcional; relieve 3D y lectura de elevación a partir del índice de color de elevación ASTER GDEM (clases de 5 m a 200 m, exageradas para facilitar la lectura). Los límites se representan tal como se publican y no implican posición alguna sobre ningún territorio.
- Eventos en vivo: Rastreador de Eventos Naturales del Observatorio de la Tierra de la NASA (EONET); los eventos son indicativos y conservan sus enlaces de origen.
- En directo: los eventos de NASA EONET son indicativos, no avisos oficiales.
- Observed (EO): NASA JPL OPERA DIST-ALERT (contains modified Copernicus Sentinel data 2026). We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
- NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
- Las capas opcionales (6 fuentes en la lista de capas: en directo, pronóstico, observadas y contexto) muestran el crédito de su proveedor en el mapa y aquí cuando se activan; los pronósticos son resultados de modelos y los índices derivados son estimaciones.
Capas y fechas
- Tipo de cobertura terrestre (IGBP), anual: MODIS Terra and Aqua land cover (MCD12Q1), NASA LP DAAC · 2024
- Índice de vegetación mejorado, móvil de 8 días: MODIS Terra EVI, NASA LANCE · 13 oct. 2026
- Producción primaria bruta, total de 8 días: MODIS Aqua GPP (MYD17), NASA LP DAAC · 30 sep 2026
- Color verdadero: reflectancia corregida VIIRS NOAA-20, NASA LANCE · 13 oct. 2026
- Incendios activos y anomalías térmicas: VIIRS NOAA-20 375 m (FIRMS), NASA LANCE FIRMS · 13 oct. 2026
- Densidad de población, 2020: Población: CIESIN, Columbia University, Gridded Population of the World v4.11 (2018), NASA SEDAC, CC BY 4.0 · estático
04Datos
Lo que consume el método.
Datasets and records used by complex sistemas and agent-based modelling on this platform, with the role each plays and the label its values carry. Sources are listed in el registro de fuentes.
| Datos | Función | Etiqueta |
|---|---|---|
| Long-term ecological time series | Alerta temprana indicadores | OBSERVADO |
| Species interaction networks | Network structure | OBSERVADO |
| Land-use and fisheries surveys | Calibration of agent behaviour | NOTIFICADO |
| Model ensembles | Structural uncertainty | MODELADO |
05Seguimiento
Agent-based simulation.
La pantalla que utilizaría un equipo para seguir este método: sus mediciones, estados y decisiones. Los nombres son ejemplos y los valores son ilustrativos.
Agent-based simulation
Biodiversity · Complex systems in ecology · Run R-7901
323 runsGCRI · Biodiversity Nexus
Outcome across runs
Ficha del método
- Método
- Sistemas complejos y modelización basada en agentes
- Agentes
- 17,896
- Calibración
- pattern-oriented
- Etiqueta
- MODELADO
Behavioural rules
| Autoridad de áreas protegidas | adapts after 5 losses | 0.2 | survey, labelled |
| Environment ministry | adapts after 5 losses | 0.2 | survey, labelled |
| Indigenous and local community council | adapts after 2 losses | 0.4 | survey, labelled |
06Validación
Cómo se verifican los resultados.
Models are evaluated by matching multiple stylised facts and patterns at different scales. Sensitivity and robustness analysis test dependence on assumptions.
| Verificación | Cómo se hace |
|---|---|
| Pattern-oriented validation | Models must reproduce several observed patterns at different scales, not a single target |
| Sensitivity and robustness | Conclusions are tested across parameter ranges and alternative model structures |
| False alarm testing | Alerta temprana methods are tested on series with and without known transitions |
Many plausible models can reproduce the same patterns. Calibration and validation data are often limited.
07Simulador
Stocks, flujos, retardos y un umbral de inflexión.
Dos stocks, la presión y la capacidad de adaptación, joined by a reinforcing growth loop, a delayed balancing response and damage when pressure outruns capacity; past the threshold the system can tip. Teaching model with stated illustrative values, not a prediction. The map on this page shows The Amazon Basin; the model itself is not tied to a place.
Controles
- Crecimiento de la presión
- 6,0 % al año
- Eficacia de la capacidad para reducir la presión
- 4,0 % al año
- Respuesta de la inversión a la presión percibida
- 20%
- Retraso de percepción
- 4.0 años
- Umbral de inflexión de la presión
- 60 índices
- Amplificación más allá del umbral
- 2,0 veces
- Años simulados
- 50 años
Lecturas
- Presión máxima
- 113 índices
- Capacidad al final
- Índice 186
- Años por encima del umbral
- 15,8 años
Cifras, métodos y fuentes
| Año | Presión | Capacidad | Percibido |
|---|---|---|---|
| 0 | 20.0 | 50.0 | 20.0 |
| 4 | 23.3 | 44.9 | 21.2 |
| 8 | 27.2 | 42.2 | 24.0 |
| 12 | 31.7 | 42.3 | 27.7 |
| 16 | 36.8 | 45.5 | 32.2 |
| 20 | 42.3 | 51.5 | 37.2 |
| 24 | 47.9 | 60.3 | 42.6 |
| 28 | 53.2 | 71.3 | 48.0 |
| 32 | 57.8 | 84.3 | 53.1 |
| 36 | 66.4 | 98.4 | 58.4 |
| 40 | 82.7 | 115.9 | 69.7 |
| 44 | 97.8 | 139.7 | 83.8 |
| 48 | 109.1 | 169.4 | 97.3 |
Métodos
- Dinámica de sistemas Forrester (1961), Industrial Dynamics, MIT Press; Sterman (2000), Business Dynamics
- Transiciones críticas y puntos de inflexión Scheffer and others (2009), Early-warning signals for critical transitions, Nature 461
- Diagrama de bucles causales Sterman (2000), Business Dynamics, McGraw-Hill
- Abanico de incertidumbre (Monte Carlo de parámetros) Spiegelhalter, Pearson y Short (2011), Visualising uncertainty about the future, Science 333
- Sensibilidad de un factor a la vez (tornado) Saltelli and others (2008), Global Sensitivity Analysis: The Primer, Wiley
Datos
No observed data enters this model: it runs on the teaching values set by the controls, to be replaced with a programme’s own evidence.
En los seis pilares, bajo la dirección de Nexus Consortium
- Experimentos Laboratorios
- Integrado en Biodiversity Nexus en Foundry
- Probado en Biodiversity Nexus en Universe
- Codificado en Clima y sistemas terrestres en Standards
- Publicado en Biodiversity Nexus en Reports
- Se imparte en Facultad de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente en Academy
08Conexiones
Temas que se basan en este método.
09Simulador de gemelo y cascada
Model complex systems in ecology as a system. Run the cascade.
Assembled from the Nexus Standards area profile Normas sobre riesgos de biodiversidad y naturaleza: the hazards it names, the sistemas and sectors that carry the loss, the controls that dampen it and the data that observe it. Choose the components, pick an initiating hazard and step through the cascade. The Map view places the run on an example geography with open data. Every coupling weight is a stated assumption you can change. A teaching model, not a forecast, an assessment or a certification. To model a place of your own choosing, open the full Constructor de sistemas.
Amenazas
- Deforestación
- pérdida de biodiversidad (desencadenado aguas abajo)
- Soil erosion (desencadenado aguas abajo)
- Land-system change boundary transgression (set off downstream)
- Amazon rainforest dieback (set off downstream)
- Slope slide (set off downstream)
- Flash flood (set off downstream)
- Zoonotic spillover event (set off downstream)
- Incendios forestales (desencadenado aguas abajo)
- Emerging arbovirus outbreak (set off downstream)
- Malaria resurgence (set off downstream)
Sistemas y acoplamientos
- Normas sobre riesgos de biodiversidad y naturaleza
- Normas sobre riesgo climático Comentarios
- Normas de riesgo sanitario Cascada
- Normas de riesgo alimentario y agrícola Dependencia
- Normas sobre amenazas de degradación ambiental Shared hazard records
Controles
NS-0Constitución y principiosNS-1La UNI y el catálogo de artefactos (gramática v0.2: segmentos de dominio, sector, región y entorno)NS-3UNI de registros de riesgo (gramática, tabla de correspondencia heredada, autoridad de asignación)NS-3bPerfil de metadatos de conjuntos de datos y productos (STAC, DCAT, PROV-O)NS-5Norma de figuras, mapas y visualizaciones (con el kit UI/UX)NS-9UNI contextuales (despliegues, instancias, instancias de programa)NS-11Verificación y seguimiento (evidencia, atestaciones, observación de la conformidad de confianza cero)NRS-N5Riesgo y resiliencia de la biodiversidad y la naturalezaNRS-H65Familia de amenazas: transgresión de los límites planetarios (NHS-1 planet.boundary)NRS-H27Familia de amenazas: biodiversidad y presión sobre las especies (NHS-1 eco.species)NRS-H26Familia de amenazas: degradación de tierras y humedales (NHS-1 eco.land)NRS-H28Familia de amenazas: cambios del estado climático (NHS-1 eco.climate-state)NRS-H64Familia de amenazas: cambios de régimen de los ecosistemas (NHS-1 eco.regime-shift)
Observación
- GBIF occurrence API and downloads (listed for reference)
- World Database on Protected and Conserved Areas (listed for reference)
- Global Forest Watch tree cover loss (Hansen/UMD) and alerts (listed for reference)
- ESA WorldCover 10 m land cover (listed for reference)
- Copernicus Land Monitoring Service products (listed for reference)
- Índice de la Lista Roja
- Forest area as a proportion of total land area
- Proportion of important sites for terrestrial and freshwater biodiversity covered by protected areas
Geografía de ejemplo
- Pacific Island states: 150 hexagonal cells
- Vegetation disturbance alerts, 30 m (OPERA DIST-ALERT), NASA GIBS
- Humedad superficial del suelo (SMAP), NASA GIBS
- Luces nocturnas de esta noche, apagones (VIIRS Day/Night Band), NASA GIBS
- Intensidad de la lluvia, última media hora (IMERG), NASA GIBS
10Custodia responsable
Quién mantiene el método.
Ciencia de sistemas y modelización stewards complex sistemas and agent-based modelling for the Consortium and reviews how it is applied across platforms.
11Métodos y evidencia
How complex systems in ecology is modelled, measured and tested.
El modelo, sus supuestos, sus datos y su incertidumbre, en la forma en que un científico o un ingeniero los comprobaría. Las estructuras siguen métodos publicados. Los valores representados son ilustrativos, no hallazgos.
Cadena de observación de la Tierra
How a satellite or sensor record becomes evidence on complex systems in ecology, and where each step adds uncertainty.
- 01 · Adquirirórbita, sensor y revisitaIncertidumbre: lagunas por nubes y órbita
- 02 · Calibrarradiométrico y geométricoIncertidumbre: deriva de los sensores
- 03 · Corregiratmósfera y terrenoIncertidumbre: supuestos sobre aerosoles y pendiente
- 04 · Recuperar o clasificarla variable o la claseIncertidumbre: error del modelo y del entrenamiento
- 05 · Validarfrente a la verdad de terrenoIncertidumbre: diseño y tamaño de la muestra
- 06 · Publicarcon barras de error y linajeIncertidumbre: declarada, nunca oculta
Principios rectores FAIR · GO FAIR y FORCE11W3C PROV · World Wide Web ConsortiumOrientación para un tratamiento coherente de las incertidumbres · IPCCCEOS Analysis Ready Data · Comité sobre Satélites de Observación de la Tierra
12Conectado
Adónde lleva esta página en todo el Consorcio.
13Preguntas
Preguntas y respuestas.
What are the limits of complex systems and agent-based modelling in this field?
Many plausible models can reproduce the same patterns. Calibration and validation data are often limited.
¿Cómo se verifican los resultados?
Models are evaluated by matching multiple stylised facts and patterns at different scales. Sensitivity and robustness analysis test dependence on assumptions.
¿Son reales los valores de esta página?
The data names, roles and checks are real descriptions of practice. The canvas shows a design of the method’s use, not a run; no result is reported here.
¿Dónde más se aplica este método?
La página canónica del método enumera todas las plataformas que lo aplican.
serie ReportsContribuir
Aporte evidencia desde esta página.
serie Reports is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.
GCRIBiodiversity NexusRiesgo y resiliencia sectoriales globalesSeñal del Observatory
- Correo electrónicoPasarela GW-GCRIEnvíelo desde esta páginaEvidencia, una corrección, un caso, un método, una revisión, una traducción o un aporte a un perfil. Llega etiquetado con esta página, de modo que lo recibe el editor responsable.
- ZenodoDepósito abiertoDeposítelo y envíelo a la comunidadPublique su propio registro en Zenodo con su ORCID iD y luego envíelo a la comunidad de Reports allí. Los curadores lo revisan; el DOI sigue siendo suyo.
- serie ReportsGCRIVer todas las formas de contribuirLos tipos de contribución, cómo se revisa cada uno, qué crédito recibe, la licencia y qué nunca se acepta.
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