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
Sistemi complessi in ecologia
Ecosystems and the social and economic sistemi 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.
01Registrare
Complex systems in ecology on the record.
Registro del metodoMetodo STEM
- MetodoComplessi sistemi and agent-based modelling
- Applicato inBiodiversity Nexus
- Dati4 input
- Verifiche3 fasi di validazione
- Pagina canonicaBeni comuni STEM
02Domanda di adesione
What complex systems and agent-based modelling does here.
Complessi sistemi 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 gli 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.
03Geografia
Condizione degli habitat nel bacino amazzonico.
Land cover, vegetation and plant growth over the Amazon Basin, from NASA GIBS. Each layer carries its own date.
La mappa interattiva richiede JavaScript; l'elenco dei livelli e le fonti sono riportati sotto.
Livelli 3
Condizione dell'habitat, per questa pagina
Informazioni su questo livello
- Evidenza
- Modellato (ultimo anno pubblicato da GIBS)
- Fonte
- MODIS Terra e Aqua, copertura del suolo (MCD12Q1) (NASA LP DAAC)
- Fornitore
- NASA LP DAAC
- Licenza
- Dati aperti NASA
- Annata
- annuale; classificazione satellitare; ultimo anno pubblicato da GIBS
- Più recenti alla build
- 2024-01-01
- Risoluzione
- griglia di circa 500 m
- Incertezza
- Classi satellitari di copertura del suolo per l'anno indicato, comprese le terre coltivate; una classificazione con errori noti, non un registro aziendale agricolo.
- Raggiungibile tramite
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo dopo che hai consentito la mappa dal vivo
Informazioni su questo livello
- Evidenza
- Osservato (le nuvole lasciano lacune)
- Fonte
- MODIS Terra EVI (NASA LANCE)
- Fornitore
- NASA LANCE
- Licenza
- Dati aperti NASA
- Annata
- giornaliero; indice satellitare; le nuvole lasciano lacune
- Più recenti alla build
- 2026-10-13
- Risoluzione
- griglia di circa 250 m
- Incertezza
- Indice satellitare di vegetazione sugli 8 giorni fino alla data indicata, un indicatore dello stato degli habitat; non è una misura delle specie né della biodiversità.
- Raggiungibile tramite
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo dopo che hai consentito la mappa dal vivo
Informazioni su questo livello
- Evidenza
- Modellato (ultimo periodo di 8 giorni pubblicato da GIBS)
- Fonte
- MODIS Aqua GPP (MYD17) (NASA LP DAAC)
- Fornitore
- NASA LP DAAC
- Licenza
- Dati aperti NASA
- Annata
- 8 giorni; modello guidato da satellite; ultimo periodo di 8 giorni pubblicato da GIBS
- Più recenti alla build
- 2026-09-30
- Risoluzione
- griglia di circa 500 m
- Incertezza
- Stima da modello del carbonio assorbito dalle piante nel periodo di 8 giorni indicato; un indicatore di crescita, non di raccolto né di produzione.
- Raggiungibile tramite
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo dopo che hai consentito la mappa dal vivo
Informazioni su questo livello
- Evidenza
- Osservato
- Fonte
- VIIRS NOAA-20, riflettanza corretta (NASA LANCE)
- Fornitore
- NASA LANCE
- Licenza
- Dati aperti NASA
- Annata
- giornaliero; immagine satellitare
- Più recenti alla build
- 2026-10-14
- Risoluzione
- griglia di circa 250 m
- Incertezza
- Immagine satellitare. Raster satellitare o di modello così come lo pubblica il fornitore. Nuvole, lacune di swath ed errori di recupero lasciano lacune e rumore; i valori sono indicatori, non misure in un luogo.
- Raggiungibile tramite
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo dopo che hai consentito la mappa dal vivo
Informazioni su questo livello
- Evidenza
- Osservato (le nuvole e i tempi di passaggio del satellite lasciano lacune)
- Fonte
- VIIRS NOAA-20 375 m (FIRMS) (NASA LANCE FIRMS)
- Fornitore
- NASA LANCE FIRMS
- Licenza
- Dati aperti NASA
- Annata
- giornaliero; rilevamento satellitare; le nuvole e i tempi di passaggio del satellite lasciano lacune
- Più recenti alla build
- 2026-10-13
- Risoluzione
- griglia di circa 500 m
- Incertezza
- Rilevamenti satellitari di hot spot per il giorno indicato, comprese fiaccole di gas e calore industriale; non è un incendio confermato, un rapporto di incidente né un'allerta.
- Raggiungibile tramite
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo dopo che hai consentito la mappa dal vivo
Informazioni su questo livello
- Evidenza
- Stimato
- Fonte
- Gridded Population of the World v4.11 (NASA SEDAC (CIESIN, Columbia University))
- Fornitore
- NASA SEDAC (CIESIN, Columbia University)
- Licenza
- CC BY 4.0
- Annata
- null; Stima basata sul censimento, statica (2020)
- Risoluzione
- griglia di circa 1 km
- Incertezza
- Stima basata sui censimenti delle persone per chilometro quadrato nel 2020, mostrata come contesto di esposizione; non è un conteggio delle persone colpite da alcun pericolo.
- Raggiungibile tramite
- gibs.earthdata.nasa.gov, solo dopo che hai consentito la mappa dal vivo
Tastiera, con la mappa attiva
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Ultimo disponibile
NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © contributori di OpenStreetMap (ODbL) · Natural Earth
Caricamento delle immagini NASA più recenti.
Trascina per spostare. Ctrl o ⌘ e scorrimento, pizzico o i pulsanti per lo zoom; passa il puntatore per i valori sottostanti; il ripristino riporta alla regione.
Condizione degli habitat, inquadrata sul bacino amazzonico.Prodotti satellitari e di modelli così come li pubblica la NASA, ciascuno con la propria data. Sono indicatori, non valutazioni di alcun luogo.
Dati: NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © contributori di OpenStreetMap · Natural Earth · NASA EONET · NASA JPL OPERA DIST-ALERTFonti e licenze
- 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). Dati aperti 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). Dati aperti NASA
- Prodotti terrestri MODIS (indici di vegetazione, produzione primaria lorda, copertura del suolo), NASA LP DAAC e LANCE; immagini tramite NASA GIBS. Colori ridisegnati dalla scala cromatica pubblicata; valori mediati in celle esagonali dove mostrati (modificato). Dati aperti NASA
- Prodotti VIIRS quasi in tempo reale (alluvioni, temperatura della superficie terrestre, copertura nevosa, riflettanza corretta), NASA LANCE; immagini tramite NASA GIBS. Colori ridisegnati dalla scala cromatica pubblicata; valori mediati in celle esagonali dove mostrati (modificato). Dati aperti NASA
- Fire Information for Resource Management System (FIRMS) della NASA, prodotto incendi attivi VIIRS 375 m, NASA LANCE; tile vettoriali tramite NASA GIBS. Colori ridisegnati dalla scala cromatica pubblicata; valori mediati in celle esagonali dove mostrati (modificato). Dati aperti 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 licenza CC BY 4.0. Colori ridisegnati dalla palette pubblicata; valori mediati in celle esagonali ove mostrati (modificato). doi:10.7927/H49C6VHW. CC BY 4.0
- ASTER GDEM è un prodotto di METI e NASA (ASTER Global Digital Elevation Model V003, NASA LP DAAC); immagini tramite NASA GIBS. Colori ridisegnati dalla scala cromatica pubblicata; valori mediati in celle esagonali dove mostrati (modificato). Citare come: 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. Dati aperti NASA
- Realizzato con Natural Earth. Dati cartografici vettoriali e raster gratuiti @ naturalearthdata.com. Pubblico dominio
- © Collaboratori di OpenStreetMap (ODbL), tramite NASA GIBS (coste, confini, strade e nomi di luoghi). Colori ridisegnati dalla mappa di colori pubblicata; valori mediati in celle esagonali dove mostrati (modificato). ODbL
- Blue Marble, NASA Earth Observatory; immagini tramite NASA GIBS. Colori ridisegnati dalla scala cromatica pubblicata; valori mediati in celle esagonali dove mostrati (modificato). Dati aperti NASA
- Contesto sul globo e sulla mappa piana: linee costiere, confini, strade e toponimi dai livelli di riferimento NASA GIBS (dati OpenStreetMap, ODbL, © contributori di OpenStreetMap); immagini Blue Marble come base facoltativa; terreno 3D e lettura dell'altitudine dall'indice cromatico di elevazione ASTER GDEM (classi da 5 m a 200 m, esagerate per leggibilità). I confini sono tracciati come pubblicati e non implicano alcuna posizione su alcun territorio.
- Eventi in tempo reale: NASA Earth Observatory Natural Event Tracker (EONET); gli eventi sono indicativi e conservano i link alle fonti originali.
- In diretta: gli eventi NASA EONET sono indicativi e non costituiscono allerte delle autorità.
- 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).
- I livelli facoltativi (6 fonti nell'elenco dei livelli: in tempo reale, previsione, osservati e contesto) mostrano il credito del fornitore sulla mappa e qui quando sono attivi; le previsioni sono output di modelli e gli indici derivati sono stime.
Livelli e date
- Tipo di copertura del suolo (IGBP), annuale: copertura del suolo MODIS Terra e Aqua (MCD12Q1), NASA LP DAAC · 2024
- Indice di vegetazione migliorato, mobile su 8 giorni: MODIS Terra EVI, NASA LANCE · 13 ott 2026
- Produzione primaria lorda, totale su 8 giorni: MODIS Aqua GPP (MYD17), NASA LP DAAC · 30 set 2026
- Colori reali: riflettanza corretta VIIRS NOAA-20, NASA LANCE · 13 ott 2026
- Incendi attivi e anomalie termiche: VIIRS NOAA-20 375 m (FIRMS), NASA LANCE FIRMS · 13 ott 2026
- Densità di popolazione, 2020: Popolazione: CIESIN, Columbia University, Gridded Population of the World v4.11 (2018), NASA SEDAC, CC BY 4.0 · statico
04Dati
Cosa utilizza il metodo.
Datasets and records used by complex sistemi and agent-based modelling on this platform, with the role each plays and the label its values carry. Sources are listed in registro delle fonti.
| Dati | Ruolo | Etichetta |
|---|---|---|
| Long-term ecological time series | Allerta precoce indicatori | OSSERVATO |
| Species interaction networks | Network structure | OSSERVATO |
| Land-use and fisheries surveys | Calibration of agent behaviour | RIPORTATO |
| Model ensembles | Structural uncertainty | MODELLATO |
05Monitoraggio
Agent-based simulation.
La schermata che un gruppo utilizzerebbe per seguire questo metodo: misure, stati e decisioni. I nomi sono esempi e i valori sono illustrativi.
Agent-based simulation
Biodiversity · Complex systems in ecology · Run R-7901
323 runsGCRI · Biodiversity Nexus
Outcome across runs
Scheda del metodo
- Metodo
- Sistemi complessi e modellazione ad agenti
- Agenti
- 17,896
- Calibrazione
- pattern-oriented
- Etichetta
- MODELLATO
Behavioural rules
| Autorità delle aree protette | 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 |
06Validazione
Come vengono verificati i risultati.
Models are evaluated by matching multiple stylised facts and patterns at different scales. Sensitivity and robustness analysis test dependence on assumptions.
| Verifica | Come si fa |
|---|---|
| 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 | Allerta precoce 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.
07Simulatore
Stock, flussi, ritardi e una soglia critica.
Due stock, la pressione e la capacità di adattamento, 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.
Comandi
- Crescita della pressione
- 6,0% all'anno
- Efficacia della capacità nel ridurre la pressione
- 4,0% all'anno
- Risposta degli investimenti alla pressione percepita
- 20%
- Ritardo di percezione
- 4.0 anni
- Soglia critica della pressione
- 60 indici
- Amplificazione oltre la soglia
- 2,0 volte
- Anni simulati
- 50 anni
Letture
- Pressione massima
- 113 indici
- Capacità alla fine
- Indice 186
- Anni sopra la soglia
- 15,8 anni
Numeri, metodi e fonti
| Anno | Pressione | Capacità | Percepito |
|---|---|---|---|
| 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 |
Metodi
- Dinamica dei sistemi Forrester (1961), Industrial Dynamics, MIT Press; Sterman (2000), Business Dynamics
- Transizioni critiche e punti di non ritorno Scheffer and others (2009), Early-warning signals for critical transitions, Nature 461
- Diagramma a ciclo causale Sterman (2000), Business Dynamics, McGraw-Hill
- Ventaglio di incertezza (Monte Carlo sui parametri) Spiegelhalter, Pearson e Short (2011), Visualising uncertainty about the future, Science 333
- Sensibilità un fattore alla volta (tornado) Saltelli and others (2008), Global Sensitivity Analysis: The Primer, Wiley
Dati
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.
Nei sei pilastri, sotto la guida di Nexus Consortium
- Esperimenti Laboratori
- Costruito in Biodiversity Nexus in Foundry
- Testato a Biodiversity Nexus in Universe
- Codificato in Clima e sistemi terrestri in Standards
- Pubblicato in Biodiversity Nexus nei Rapporti
- Insegnato in Facoltà di Scienze della Terra e dell'ambiente in Academy
08Collegamenti
Argomenti che si basano su questo metodo.
09Simulatore di gemello e cascata
Model complex systems in ecology as a system. Run the cascade.
Assembled from the Nexus Standards area profile Standard sui rischi per biodiversità e natura: the hazards it names, the sistemi 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 Costruttore di sistemi.
Pericoli
- Deforestazione
- perdita di biodiversità (innescato a valle)
- Soil erosion (innescato a valle)
- 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)
- Incendi boschivi (innescato a valle)
- Emerging arbovirus outbreak (set off downstream)
- Malaria resurgence (set off downstream)
Sistemi e accoppiamenti
- Standard sui rischi per biodiversità e natura
- Standard sul rischio climatico Riscontro
- Norme sul rischio sanitario Cascata
- Norme sul rischio alimentare e agricolo Dipendenza
- Standard sui pericoli da degrado ambientale Shared hazard records
Comandi
NS-0Costituzione e principiNS-1Il UNI e il catalogo di artefatti (grammatica v0.2: segmenti di dominio, settore, regione e ambiente)NS-3UNI dei record di rischio (grammatica, corrispondenza legacy, autorità di assegnazione)NS-3bProfilo di metadati di dataset e prodotti (STAC, DCAT, PROV-O)NS-5Standard per figure, mappe e visualizzazioni (con il kit UI/UX)NS-9UNI contestuali (distribuzioni, istanze, istanze di programma)NS-11Verifica e monitoraggio (evidenze, attestazioni, osservazione della conformità zero trust)NRS-N5Rischio e resilienza della biodiversità e della naturaNRS-H65Famiglia di pericoli: superamento dei confini planetari (NHS-1 planet.boundary)NRS-H27Famiglia di pericoli: biodiversità e stress sulle specie (NHS-1 eco.species)NRS-H26Famiglia di pericoli: degrado di suoli e zone umide (NHS-1 eco.land)NRS-H28Famiglia di pericoli: spostamenti dello stato climatico (NHS-1 eco.climate-state)NRS-H64Famiglia di pericoli: cambi di regime degli ecosistemi (NHS-1 eco.regime-shift)
Osservazione
- 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)
- Indice della Lista rossa
- Forest area as a proportion of total land area
- Proportion of important sites for terrestrial and freshwater biodiversity covered by protected areas
Geografia di esempio
- Pacific Island states: 150 hexagonal cells
- Vegetation disturbance alerts, 30 m (OPERA DIST-ALERT), NASA GIBS
- Umidità superficiale del suolo (SMAP), NASA GIBS
- Luci notturne di stanotte, blackout (VIIRS Day/Night Band), NASA GIBS
- Intensità delle precipitazioni, ultima mezz'ora (IMERG), NASA GIBS
10Custodia
Chi mantiene il metodo.
Scienza dei sistemi e modellazione stewards complex sistemi and agent-based modelling for the Consortium and reviews how it is applied across platforms.
11Metodi ed evidenze
How complex systems in ecology is modelled, measured and tested.
Il modello, le sue ipotesi, i suoi dati e la sua incertezza, nella forma in cui uno scienziato o un ingegnere li verificherebbe. Le strutture seguono metodi pubblicati. I valori rappresentati sono illustrativi, non risultati.
Catena di osservazione della Terra
How a satellite or sensor record becomes evidence on complex systems in ecology, and where each step adds uncertainty.
- 01 · Acquisireorbita, sensore e rivisitaIncertezza: lacune dovute a nuvole e orbita
- 02 · Calibrareradiometrico e geometricoIncertezza: deriva dei sensori
- 03 · Correggereatmosfera e terrenoIncertezza: ipotesi su aerosol e pendenza
- 04 · Recuperare o classificarela variabile o la classeIncertezza: errore del modello e di addestramento
- 05 · Convalidarerispetto alla verità a terraIncertezza: disegno e dimensione del campione
- 06 · Pubblicarecon barre di errore e lignaggioIncertezza: dichiarata, mai nascosta
Principi guida FAIR · GO FAIR e FORCE11W3C PROV · World Wide Web ConsortiumGuidance on consistent treatment of uncertainties · IPCCCEOS Analysis Ready Data · Comitato sui satelliti per l'osservazione della Terra
12Connesso
Dove porta questa pagina nel Consorzio.
13Domande
Domande e risposte.
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.
Come vengono verificati i risultati?
Models are evaluated by matching multiple stylised facts and patterns at different scales. Sensitivity and robustness analysis test dependence on assumptions.
I valori di questa pagina sono reali?
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.
Dove altro viene applicato questo metodo?
Il pagina canonica del metodo elenca ogni piattaforma che lo applica.
RapportiContribuisci
Contribuisci con evidenze da questa pagina.
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GCRIBiodiversity NexusRischio e resilienza settoriali globaliSegnale dell'Observatory
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