O enriquecimento por nutrientes é uma das principais causas da degradação ambiental de sistemas aquáticos e causa diversos problemas como a eutrofização artificial. O aumento do estado trófico dos cursos d'água traz prejuízos aos ecossistemas e aos usos múltiplos. Sendo assim, é importante definir quais são as concentrações basais (i.e. de referência) de nutrientes como o fósforo (P) e nitrogênio (N), para que seja possível distinguir as influências das características naturais dos corpos de água e aquelas oriundas, de fato, das perturbações de origem antrópica. No entanto, pouco se sabe sobre as concentrações basais de nutrientes em sistemas aquáticos brasileiros, o que é uma lacuna especialmente importante em um país com dimensões continentais e significativa diversidade de condições ambientais. O objetivo desta pesquisa foi, com base na análise dos atributos físicos e ambientais das bacias hidrográficas dos estados de São Paulo e Minas Gerais, delinear ecorregiões homogêneas quanto a esses atributos e determinar as concentrações de referência de diferentes formas de fósforo e nitrogênio em cursos d'água lóticos em tais ecorregiões. Inicialmente, foram compilados dados secundários de monitoramento da qualidade da água superficial, mapas de uso e cobertura do solo, biomas, clima, declividade, tipos de solo e ottobacias nível 5. Com auxílio de softwares específicos, as bacias de drenagem das estações de monitoramento foram delimitadas e, juntamente com as ottobacias, foram caracterizadas quanto aos seus atributos físicos e ambientais. Em seguida, foi realizada uma análise de agrupamento e posterior definição das ecorregiões, com base na similaridade dos atributos das bacias. Por fim, a partir do delineamento das ecorregiões, foram elaborados modelos de regressão linear considerando os usos antropogênicos nas bacias das estações e os dados dos nutrientes para estimar as concentrações basais de P e N esperadas nos rios de cada ecorregião. A partir da metodologia adotada, foram propostas 19 ecorregiões para os estados de MG e SP, com concentrações basais de nutrientes variando entre 0,02-0,09 mg/L (fósforo total), 0,02-0,30 mg/L (nitrato), 0,002-0,031 mg/L (nitrito) e 0,04-1,0 mg/L (nitrogênio amoniacal). Nos modelos de regressão linear adotados para a estimativa das concentrações de fósforo, nitrito e nitrogênio amoniacal basais a urbanização foi a variável preditora dominante, indicando que tais formas de nutrientes estiveram fortemente relacionadas às fontes pontuais e difusas em áreas urbanas. Por outro lado, o nitrato basal apresentou grande influência dos usos agropecuários, sugerindo a contribuição dos fertilizantes e demais produtos utilizados no manejo de áreas agrícolas e de criação de animais. A significativa variação das concentrações basais de nutrientes nas ecorregiões de MG e SP permite concluir que os atributos físicos e ambientais naturais (biomas, clima, declividade e solos) exercem influência significativa na qualidade das águas. Além disso, ressalta a necessidade de se mapearem as ecorregiões de nutrientes nos demais estados do Brasil, para que as características naturais dos corpos d'água sejam consideradas e sirvam de parâmetro para os padrões de qualidade e outras ferramentas de gestão dos recursos hídricos.

Nutrient enrichment is one of the main causes of environmental degradation of aquatic systems and leads to several problems such as artificial eutrophication. The increase in the trophic state of watercourses harms ecosystems and their multiple uses. Therefore, it is important to define the threshold for basal concentrations (i.e., reference) of nutrients such as phosphorus (P) and nitrogen (N), so that it is possible to distinguish the influences of the natural characteristics of water bodies from those actually caused by disturbances of anthropic origin. However, little is known about basal nutrient concentrations in Brazilian aquatic systems, which is an especially important gap in a country with continental dimensions and significant diversity of environmental conditions. Based on the physical and environmental features of the watersheds of the states of São Paulo (SP) and Minas Gerais (MG), the aim of this research was to delineate homogeneous ecoregions regarding the natural attributes of the physical and biotic environments, and to determine reference concentrations of different forms of phosphorus and nitrogen in lotic watercourses in such ecoregions. Initially, secondary data of surface water quality monitoring, land use and land cover maps, biomes, climate, slope, soil types and level 5 ottobasins were compiled. By using specific software, the drainage basins of the monitoring stations were delimited and, along with the ottobasins, they were characterized in terms of their environmental attributes. Then, a cluster analysis and subsequent definition of the ecoregions was performed, based on the similarity of the attributes of the watersheds. Finally, from the delineation of the ecoregions, linear regression models were elaborated considering the anthropogenic uses in the seasonal water basins, and the nutrient data to estimate the expected basal concentrations of P and N in the rivers of each ecoregion. From the adopted methodology, 19 ecoregions were proposed for MG and SP states, with the basal nutrient concentrations varying between 0.02-0.09 mg/L (total phosphorus), 0.02-0.30 mg/L (nitrate), 0.002-0.031 mg/L (nitrite), and 0.04-1.0 mg/L (ammoniacal nitrogen). In the linear regression models adopted to estimate the basal concentrations of phosphorus, nitrite and ammoniacal nitrogen, urbanization was the dominant predicting variable, indicating that these forms of nutrients were strongly related to point and diffuse sources in urban areas. However, basal nitrate was strongly influenced by agricultural uses, suggesting the contribution of fertilizers and other products used in the management of agricultural areas and animal farming. The significant variation of basal nutrient concentrations in the ecoregions of MG and SP allows us to conclude that natural attributes (biomes, climate, slope, and soils) have a significant influence on water quality. In addition, it emphasizes the need to map nutrient ecoregions in the other Brazilian states, so that natural characteristics of water bodies are considered and act as parameters for quality standards and other water resources management tools.