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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.

Fai una richiesta Back to STEM foundation of Biodiversity Nexus
01Registrare

Complex systems in ecology on the record.

Registro del metodoMetodo STEM
  1. MetodoComplessi sistemi and agent-based modelling
  3. Applicato inBiodiversity Nexus
  6. 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.

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.

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

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.

DatiRuoloEtichetta
Long-term ecological time seriesAllerta precoce indicatoriOSSERVATO
Species interaction networksNetwork structureOSSERVATO
Land-use and fisheries surveysCalibration of agent behaviourRIPORTATO
Model ensemblesStructural uncertaintyMODELLATO
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 protetteadapts after 5 losses0.2survey, labelled
Environment ministryadapts after 5 losses0.2survey, labelled
Indigenous and local community counciladapts after 2 losses0.4survey, labelled
Agent-based simulation: the screen’s structure, terms and states for Biodiversity.Nomi di esempio e valori illustrativi; un progetto, non un registro né un sistema attivo.
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.

VerificaCome si fa
Pattern-oriented validationModels must reproduce several observed patterns at different scales, not a single target
Sensitivity and robustnessConclusions are tested across parameter ranges and alternative model structures
False alarm testingAllerta 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
AnnoPressioneCapacitàPercepito
020.050.020.0
423.344.921.2
827.242.224.0
1231.742.327.7
1636.845.532.2
2042.351.537.2
2447.960.342.6
2853.271.348.0
3257.884.353.1
3666.498.458.4
4082.7115.969.7
4497.8139.783.8
48109.1169.497.3

Metodi

  1. Dinamica dei sistemi Forrester (1961), Industrial Dynamics, MIT Press; Sterman (2000), Business Dynamics
  2. Transizioni critiche e punti di non ritorno Scheffer and others (2009), Early-warning signals for critical transitions, Nature 461
  3. Diagramma a ciclo causale Sterman (2000), Business Dynamics, McGraw-Hill
  4. Ventaglio di incertezza (Monte Carlo sui parametri) Spiegelhalter, Pearson e Short (2011), Visualising uncertainty about the future, Science 333
  5. 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.

Stock, flussi, ritardi e una soglia di non ritorno. Modello didattico illustrativo: funziona con i valori impostati dai controlli, non con dati misurati. Metodi: dinamica dei sistemi (Forrester (1961), Industrial Dynamics, MIT Press; Sterman (2000), Business Dynamics); transizioni critiche e punti di non ritorno (Scheffer e altri (2009), Early-warning signals for critical transitions, Nature 461); diagramma dei cicli causali (Sterman (2000), Business Dynamics, McGraw-Hill).

Nei sei pilastri, sotto la guida di Nexus Consortium

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)

Comandi

  • NS-0 Costituzione e principi
  • NS-1 Il UNI e il catalogo di artefatti (grammatica v0.2: segmenti di dominio, settore, regione e ambiente)
  • NS-3 UNI dei record di rischio (grammatica, corrispondenza legacy, autorità di assegnazione)
  • NS-3b Profilo di metadati di dataset e prodotti (STAC, DCAT, PROV-O)
  • NS-5 Standard per figure, mappe e visualizzazioni (con il kit UI/UX)
  • NS-9 UNI contestuali (distribuzioni, istanze, istanze di programma)
  • NS-11 Verifica e monitoraggio (evidenze, attestazioni, osservazione della conformità zero trust)
  • NRS-N5 Rischio e resilienza della biodiversità e della natura
  • NRS-H65 Famiglia di pericoli: superamento dei confini planetari (NHS-1 planet.boundary)
  • NRS-H27 Famiglia di pericoli: biodiversità e stress sulle specie (NHS-1 eco.species)
  • NRS-H26 Famiglia di pericoli: degrado di suoli e zone umide (NHS-1 eco.land)
  • NRS-H28 Famiglia di pericoli: spostamenti dello stato climatico (NHS-1 eco.climate-state)
  • NRS-H64 Famiglia 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.

Canonical page: Complex systems and agent-based modelling

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.

  1. 01 · Acquisireorbita, sensore e rivisitaIncertezza: lacune dovute a nuvole e orbita
  2. 02 · Calibrareradiometrico e geometricoIncertezza: deriva dei sensori
  3. 03 · Correggereatmosfera e terrenoIncertezza: ipotesi su aerosol e pendenza
  4. 04 · Recuperare o classificarela variabile o la classeIncertezza: errore del modello e di addestramento
  5. 05 · Convalidarerispetto alla verità a terraIncertezza: disegno e dimensione del campione
  6. 06 · Pubblicarecon barre di errore e lignaggioIncertezza: dichiarata, mai nascosta
Catena di elaborazione nel senso dei CEOS Analysis Ready Data; ogni fase registra la propria incertezza prima che venga tracciata una cifra. Una struttura generica, non risultati.
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.
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Note legali

Le mappe, i dati e le cifre di questo sito sono mostrati a titolo di contesto e di informazione generale. Non costituiscono consigli, previsioni né allerte; i limiti dell'informazione sono esposti nelle Dichiarazioni di esclusione di responsabilità e nelle Note sui dati.