Classificação de fragilidade ambiental em bacia hidrográfica usando lógica Fuzzy e método AHP

Lira, Karen Carrilho da Silva; Francisco, Humberto Rodrigues; Feiden, Aldi

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Sumário

Artigos • Soc. nat. 34 • 2022 • https://doi.org/10.14393/SN-v34-2022-62872 copiar

Classificação de fragilidade ambiental em bacia hidrográfica usando lógica Fuzzy e método AHP

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

A avaliação da fragilidade ambiental em bacias hidrográficas é uma importante ferramenta para auxiliar gestores no planejamento e intervenções para produção sustentável e conservação ambiental. O objetivo deste trabalho foi utilizar a lógica Fuzzy e o método Analytic Hierarchy Process (AHP) para classificação de fragilidade ambiental. Como modelo de estudo foi utilizada a bacia hidrográfica do Arroio Marreco, Toledo, Paraná, Brasil. Para classificar as áreas foi utilizado um sistema de informação geográfico (SIG) e dados de um modelo digital de elevação (MDE), bem como dados de ocupação e tipo de solo. A análise constatou que 71,3% da área da bacia tem fragilidade média. Ao comparar com outras 2 formas de atribuição de peso aos elementos do mapa de declividade, as 3 apresentaram diferença estatística, mas todas indicaram que a bacia em estudo tem fragilidade ambiental média em sua maior parte. A utilização da lógica Fuzzy permitiu aplicar uma variação de pesos contínua conforme a variação das características ambientais, podendo representar de forma eficaz a realidade e, consequentemente, apresentar resultados mais confiáveis. Este método pode ser uma ferramenta útil no planejamento adequado das atividades antrópicas e práticas econômicas para evitar processos de degradação ambiental em uma bacia hidrográfica.

Palavras-chave:
Análise multicritério; Software QGIS; Vulnerabilidade ambiental

Graus de fragilidade	Valores
Muito fraca	até 2
Fraca	de 2 a 4
Média	de 4 a 6
Forte	de 6 a 8
Muito forte	de 8 a 10

Variáveis	Graus de fragilidade ambiental e Pesos
	Muito fraca	Fraca	Média	Forte	Muito forte
	2	4	6	8	10
Solo	Latossolo Vermelho, Vermelho-Amarelo, textura argilosa	Latossolo Amarelo, Vermelho-Amarelo, textura média/argilosa	Nitossolo Vermelho, Argissolo Vermelho, textura argilosa	Argissolo Vermelho-Amarelo, textura média	Neossolo, Cambissolo, Gleissolo
Uso/ocupação do solo	Formação de floresta	Pasto	Mosaico agricultura-pasto	Agricultura	Área urbana

Graus de fragilidade	Solo				Uso e ocupação do solo
Graus de fragilidade		Área(km²)	%		Área(km²)	%
Muito fraca	Latossolo Vermelho	93,5	27,6	Formação de floresta	63,9	18,9
Fraca	-	0,0	0,0	Pasto	8,1	2,4
Média	Nitossolo Vermelho	184,6	54,5	Mosaico agricultura-pasto	59,2	17,5
Forte	-	0,0	0,0	Agricultura	193,3	57,1
Muito forte	Neossolo	60,7	17,9	Área urbana	14,3	4,2
∑		338,8	100		338,8	100

Graus de fragilidade	Declividade		Altitude
Graus de fragilidade	Área (km²)	(%)	Área (km²)	(%)
Muito fraca	70,2	20,7	9,6	2,8
Fraca	170,6	50,4	86,9	25,7
Média	65,6	19,4	85,4	25,2
Forte	24,7	7,3	83,7	24,7
Muito forte	7,7	2,3	73,2	21,6
∑	338,8	100	338,8	100

	Matriz de comparação				Matriz de comparação normalizada ^a				$(ω)$ ^b
	D	S	U	A	D	S	U	A
D	$1$	$4$	2	$7$	0,5283	0,4706	0,5581	0,5000	0,5142
S	$\frac{1}{4}$	$1$	$\frac{1}{3}$	$2$	0,1321	0,1176	0,0930	0,1429	0,1214
U	$\frac{1}{2}$	$3$	$1$	$4$	0,2642	0,3529	0,2791	0,2857	0,2955
A	$\frac{1}{7}$	$\frac{1}{2}$	$\frac{1}{4}$	$1$	0,0755	0,0588	0,0698	0,0714	0,0689
$\sum$	1,893	$8,5$	3,583	$14$					1
			$λ \max$ ^c	IC ^d	IR ^e	RC ^f
			$4,02285$	$0,0076$	0,90	$0,0085$

Graus de fragilidade	Área (km²)	(%)
Muito fraca	0,5	0,2
Fraca	51,2	15,1
Média	241,6	71,3
Forte	44,7	13,2
Muito forte	0,8	0,2
∑	338,8	100

Graus de fragilidade	Método de atribuição de peso aos elementos do mapa de declividade
	FZ	FZmodificada	Rmodificada
	Área (%)	Área (%)	Área (%)
Muito fraca	0,2	0	0
Fraca	15,1	3,4	4,6
Média	71,3	57,2	63,1
Forte	13,2	37,7	31,1
Muito forte	0,2	1,7	1,3
∑	100	100	100
Média do grau de fragilidade calculado*	${5,94}_{c}$	${6,80}_{a}$	${6,60}_{b}$

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[1] CONTRIBUIÇÃO DOS AUTORES

Karen Carrilho da Silva Lira realizou a concepção, metodologia, curadoria de dados, análise formal, administração do projeto, visualização, software, o esboço original da redação e a revisão e edição do texto. Humberto Rodrigues Francisco realizou a concepção, metodologia, curadoria de dados, análise formal, visualização, software, supervisão, e a revisão e edição da redação. Aldi Feiden realizou a concepção, metodologia, análise formal, supervisão e revisão e edição da redação.

Menos importante	Extremamente	$\frac{1}{9}$
		$\frac{1}{8}$
	Muito fortemente	$\frac{1}{7}$
		$\frac{1}{6}$
	Fortemente	$\frac{1}{5}$
		$\frac{1}{4}$
	Moderadamente	$\frac{1}{3}$
		$\frac{1}{2}$
	Igualmente	$1$
Mais importante	Moderadamente	$2$
		$3$
	Fortemente	$4$
		$5$
	Muito fortemente	$6$
		$7$
	Extremamente	$8$
		$9$

$n$	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
IR	0	0	0,58	0,90	1,12	1,24	1,32	1,41	1,45	1,49