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Modelagem Aplicada à Gestão da Pesca Sustentável, Design sem nome (4) -…
Modelagem Aplicada à Gestão da Pesca Sustentável
Modelo
O modelo deve apresentar o comportamento mais provável do simulador
Equações
dx/dt = rx(1-x/K) - σ'x + σ''y - mxz - qEx
dy/dt = sy(1-y/L) + σ'x - σ''y - myz
Variáveis
x e y
Densidade da biomassa da mesma população de presas na área
Na área não reservada e reservada, respectivamente
r e s
Taxas intrínsecas de crescimento das subpopulações de peixes dentro da área
K e L
Capacidades de suporte das espécies de peixes na área
σ'
Taxa de migração das presas da área não reservada para a área reservada
σ''
Taxa de migração das presas da área reservada para a área não reservada
qE
Mortalidade pela pesca na área não reservada
E é o esforço total aplicado para a colheita da população de peixes
Intensidade ou magnitude do esforço humano aplicado na atividade de pesca em uma determinada área
q é o coeficiente de habilidade de captura das espécies de peixes na área não reservada
Não foram encontradas as unidades exatas para as variáveis, mas é possível estipular unidades que façam sentido para o melhor entendimento do modelo
m
Taxa de predação das presas pelos predadores
Novos parâmetros cruciais para entender como a introdução dos predadores afeta o sistema
Aumentar o parâmetro m pode levar a uma diminuição das populações de presas
Predação em uma taxa mais rápida
Diminuir m pode permitir que as populações de presas cresçam
predação é menos intensa
Aumentar o parâmetro d pode resultar em uma diminuição das populações de predadores
Diminuir d pode permitir que as populações de predadores cresçam
d
Taxa de mortalidade dos predadores
dz/dt = -dz + m(xz + yz) - qEz
maximizar o rendimento das capturas
Universo
Indivíduos
Pescador
Praticam a atividade da pesca
Presa
Animal marinho a ser predado
Interações
predação-presa
Pesca em uma zona não reservada
Pesca livre
Pesca em uma zona reservada
O Universo é a descrição dos agentes ativos e passivos, durante a realização da atividade da pesca
Calibração do modelo
Definição do Problema de Controle Ótimo
maximizar o rendimento das capturas
Sujeito a uma restrição de sustentabilidade para as populações de presas
O quão fácil é a destruição do ambiente analisado?
O que pode levar ao esgotamento dos recursos marinhos?
Qual o poder que o esforço da pesca exerce sobre o ambiente?
Qual a importância de se ter uma área reservada
Definir o quão determinante é se ter uma área reservada
É imprescindível se ter uma área reservada, para que a população de presas não seja extinta?
Formulação do Funcional Objetivo
Função que representa a quantidade de capturas ou a biomassa total colhida
Formulação das Restrições de Sustentabilidade:
Uma condição que impõe que as populações de presas não devem cair abaixo de um limite mínimo
20% da capacidade de suporte, por exemplo
Pode ser representada como uma restrição para a biomassa mínima em ambas as áreas
Aplicação do Algoritmo de Otimização
PSO - Particle Swarm Optimization
Objetiva encontrar a política de colheita que maximiza o rendimento das capturas e ao mesmo tempo mantém as populações de presas em níveis sustentáveis
Exploração de diferentes combinações de E e q
Modelo do Artigo
Analisa a utilização dos recursos naturais, na otimização da produção pesqueira
Inspirado no modelo simplificado de Verhulst
Equações
dx/dt = rx(1-x/K) - σ'x + σ''y - qEx
dy/dt = sy(1-y/L) + σ'x - σ''y
Aplicação real
Obstáculos
Como adequar os parâmetros das funções ao mundo Real?
Como quantizar grandezas qualitativas?
Quais fatores considerar?
Como identificar todos os fatores determinantes para tal cenário?
Potencial
Fornecer novos métodos de pesca
Maximizar o rendimento das capturas, através de novos modelos de trabalho
Previsão de esforços para prevenir a escassez de recursos naturais
Como o uso desenfreado dos recursos naturais pode afetar a vida no planeta?
Tempo de disponibilidade de recursos
Com o modelo, é possível estimar a viabilidade da pesca na região em análise
Fatores
Considerados
Preservação da área
Intensidade da pesca (E)
Taxa de mortalidade das presas
Taxa de migração das presas
Densidade da biomassa da área
Não considerados
Mudanças Ambientais Externas
Podem introduzir incertezas significativas que não foram abordadas no modelo
Considerações Sociais e Culturais
Decisões que podem afetar a tomada de decisão em relação à exploração de recursos marinhos
Políticas de Gestão
podem não ter sido explicitamente incorporadas ao modelo
Interações complexas
Algumas relações de predação ou simbiose podem ter efeitos significativos, mas podem não ter sido incorporadas no modelo
Simulador
Equilíbrio sustentável
Baixo esforço de pesca (E)
Combinações de capacidades de suporte mais altas tendem a promover um equilíbrio sustentável mais rápido e manter densidades adequadas de biomassa
Área de reserva com uma eficiencia moderada (s e σ' relativamente moderados)
Para quais valores de K e L alcançamos um equilíbrio sustentável com densidades adequadas
Sobreexploração
Alto esforço de pesca (E)
Área de reserva com uma eficiencia moderada (s e σ' relativamente moderados)
A presença de uma área reservada com capacidade de suporte relativamente alta é fundamental para preservar a população de presas, especialmente em cenários com esforço de pesca intenso
Para quais valores de K e L o meio pode escapar de uma possivel sobreexploração da população da espécie predada
Refúgio Eficaz
Alto esforço de pesca (E)
Área de reserva com alto esforço de pesca e um refúgio eficaz (valores de s e σ' relativamente altos)
Mesmo com capacidades de suporte relativamente baixas, a presença de uma área reservada bem gerenciada pode proteger as populações de presas
Para quais valores de K e L meio pode escapar de uma sobreexploração de recursos, porém com área reservada eficiente
Considera a interação predação-presa em detreminados cenários
