Obiettivi formativi
Gli obiettivi formativi sono articolati attorno all’asse conoscenze-competenze che prevede un’interazione continua tra l’apprendimento di conoscenze (apprendere e conoscere) e la loro applicazione a casi di studio (costruire le competenze). Di particolare importanza in quest’articolazione è la capacità di costruire i modelli, che implica quella di selezionare gli aspetti importanti della realtà, saperne identificare le interazioni e saperle rappresentare in forma schematica. Conoscenze e competenze sono trasferite attraverso una visione dei sistemi ecologici e socio/ecologici che li considera come strutture contingenti in interazione reciproca con gli elementi che li compongono e con il “tutto” più allargato di cui essi stessi sono parte.
L’autonomia di giudizio è un aspetto di grande rilevanza per una disciplina in cui decidere quale rappresentazione della realtà debba essere utilizzata per lo studio di un particolare sistema ecologico o socio/ecologico è fondamentale. Autonomia di giudizio che è richiesta per individuare quali aspetti sono veramente importanti nella dinamica di un sistema e quali invece costituiscono dei particolari irrilevanti. E che è messa alla prova nella costruzione di modelli alternativi della stessa realtà per capire quali differenze sono realmente decisive. In questa situazione lo sforzo per creare capacità autonoma di giudizio è perseguito stimolando lo studente a:
1. creare dei modelli sulla base di problemi specifici;
2. analizzare modelli alternativi per evidenziare similitudini e differenze e determinare l’importanza di relazioni e componenti;
3. individuare risultati robusti analizzando modelli alternativi.
Le abilità comunicative sono costruite attraverso:
1. la creazione di mappe cognitive in grado di rappresentare in maniera riassuntiva e visibile i concetti appresi;
2. il contraddittorio in aula tra assertori di alternative di modellazione, analisi e valutazione dei risultati.
Prerequisiti
nessuno
Contenuti dell'insegnamento
Il corso si articola in tre parti. Nella prima sono affrontati i temi della modellistica ecologica classica: modelli predatore-preda, di competizione e per la gestione delle popolazioni naturali. Nella seconda il corso si focalizza sull’analisi dei modelli multi-specie, con particolare riguardo a network ecologici e food webs; nella terza la modellistica qualitativa domina il panorama didattico per realizzare l’obiettivo di fornire uno strumento per lo studio dei sistemi socio/ecologici.
Programma esteso
Parte 1. Sistemi di equazioni differenziali, variabili e parametri. Matrice Jacobiana, matrice di comunità. Dinamica di Popolazioni: modelli dipendenti dalla densità, sfruttamento delle popolazioni. Modelli per la competizione. Modelli predatore-preda.
Parte 2. Networks ecologici. Flussi di materia e di energia. Come costruire un network: il caso del Lago Santo Parmense. Analisi input-output. Livelli trofici, cicli, indicatori di crescita e sviluppo: TST, AMI, Ascendency, Overhead, Fin Cycling Index. Applicazioni a un ecosistema urbano: i flussi dell’acqua e l’idea di sostenibilità. Un particolare tipo di network: la rete trofica. Proprietà e caratteristiche delle reti trofiche: connettanza, centralità. Estinzione secondaria in reti trofiche. Il modello del dominator tree. Proprietà allometriche delle reti trofiche..
Parte 3. I modelli qualitativi per lo studio dei sistemi complessi. Grafi ed equazioni differenziali. Stabilità e livelli di feedback. Tipi di variabilità: fluttuazioni nei livelli delle variabili e cambiamenti di parametri. Moving equilibrium. Algoritmo di previsione degli impatti. Tavole di predizione. Tavole di predizione come strumento diagnostico. Fattori di controllo in comunità ecologiche. Applicazioni dei modelli qualitativi: il caso del Mar Nero.
Bibliografia
Puccia, C.J. and Levins, R. 1986. Qualitative modelling of complex systems. Harvard UNiversity Press, Cambridge, MA, USA.
Bodini, A., Bondavalli, S., Allesina, S. 2007. L'ecosistema e le sue relazioni. Franco Angeli, Milano.
Metodi didattici
Lezioni frontali ed esercitazioni. Esercitazioni impostate secondo il metodo del problem-solving. La parte delle esercitazioni sarà condotta attraverso la costruzione di modelli alternativi per la soluzione di un problema di gestione che saranno analizzati attraverso l’applicazione di un pacchetto software dedicato (Levins Analysis)
Modalità verifica apprendimento
La prova finale scritta consiste, a partire da un quesito di natura gestionale, nella costruzione di un modello, le sue possibili alternative e nella valutazione dei risultati. In questo modo possono essere valutate con metodo conoscenze e competenze.In ragione di condizioni imposte dall'emergenza Covid la modalità muterà in prova orale condotta con modalità on-line e necessaria rimodulazione della frequenza degli appelli.
Altre informazioni
Per l'A.A. 2021-2022 le lezioni saranno organizzate in presenza con la possibilità di fruire delle lezioni registrate. Le possibilità interattive saranno garantite mediante appuntamenti ad hoc. I materiale didattico sarà interamente caricato su piattaforma Elly.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Questo insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile
