A GIS-Based Model to access the environmental fragility to human-induced eutrophication in tropical reservoirs

Os sistemas naturais e humanos são considerados sistemas integrados, com interações complexas e de caráter fortemente multidisciplinar. A abordagem da limnologia da paisagem, como um princípio holístico para avaliar as relações complexas entre a bacia de captação e o reservatório, é de grande importância na produção de diagnósticos consistentes. O modelo de tomada de decisão foi produzido por meio de literatura especializada, conhecimento de especialistas, Processo Hierárquico Analítico (AHP) e Avaliação Multicritério (MCE). O modelo foi desenvolvido para atuar em escala da paisagem, considerando a bacia de captação como a escala observacional. Foram selecionados sete critérios (variáveis preditoras) para determinar o grau de fragilidade ambiental para o processo de eutrofização antrópica em reservatórios tropicais: Variáveis Intrínsecas do Reservatório: (1) morfometria (profundidade) e Tempo de Retenção (RT); (2) Variáveis Limnológicas: Zona Eufótica e presença de macrófitas de crescimento intensivo; (3) Variáveis Antrópicas: Fonte de Poluição Difusa Potencial; e (4) Variáveis Hidrológicas: Taxa de Sedimentação e escoamento superficial potencial. No processo de ponderação das variáveis, todas as matrizes foram consistentes e os especialistas priorizaram o Escoamento Superficial potencial e a Fonte de Poluição Difusa Potencial com os principais responsáveis pelo processo de eutrofização antrópica. Apesar dos critérios e pesos serem fixos para os reservatórios tropicais, existe a possibilidade de ajuste do modelo de acordo com situações especiais, já que o modelo é flexível suficiente para ser utilizados em outras bacias de captação, com características diferentes e intrínsecas. O modelo também é adaptável em função da disponibilidade de base de dadosThe human and natural systems are integrated systems, with complex interactions and a strong multidisciplinary character. The application of landscape limnology, as a holistic principle to address the complex relationships between the watershed and reservoir, are of great importance to produce consistent diagnoses and predictions. The GIS-based model was performed by using literature, expert knowledge, Analytical Hierarchy Process (AHP) and Multi-Criteria Evaluation (MCE). The model was performed in a landscape scale considering the watershed as the observational scale. We selected seven criteria (predictor variables) to assess the environmental fragility to human-induced eutrophication in tropical reservoirs: (1) Intrinsic Reservoir Variables: morphometry (depth) and Retention Time (RT); (2) Limnological Variables: euphotic zone and intensive-growth macrophytes presence; (3) Anthropic Variable: Potential Non-Point Source (NPS); and (4) Hydrological Variable: Sedimentation Rate and Potential Runoff. In the weighting process, all matrices were consistent and the experts prioritized the potential runoff and potential NPS criteria as the main drivers of human-induced eutrophication. Although the criteria and its weights are considered fixed for any tropical reservoir, it is possible to adjust them according to specific situations since the model proposed is flexible enough to be used in different watersheds with different and intrinsic characteristics and adapted according to the database availabilit