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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA CARRERA DE BIOLOGÍA “EFECTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE LA CALIDAD DEL AGUA EN TRES SISTEMAS ACUÁTICOS EN EL DISTRITO FEDERAL Y SU EVALUACION HISTÓRICA” T E S I S QUE PARA OBTENENER EL TÍTULO DE B I Ó L O G O PRESENTA NUÑEZ CHIRINO MARTHA DIRECTOR: DR. JESÚS GARCÍA CABRERA ASESORA INTERNA: BIÓL. MARICELA ARTEAGA MEJÍA UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. “Esto lo sabemos: la tierra no pertenece al hombre, sino que el hombre pertenece a la tierra. El hombre no ha tejido la red de la vida: es sólo una hebra de ella. Todo lo que haga a la red se lo hará a sí mismo. Lo que ocurre a la tierra ocurrirá a los hijos de la tierra. Lo sabemos. Todas las cosas están relacionadas como la sangre que une a una familia”. Jefe Seattle DEDICATORIA Con todo mi corazón a los seres que más amo en este mundo. A mis padres Braulio y Rosaura: Porque su amor y ejemplo han sido luz en mi camino y su invaluable apoyo y motivación para la finalización de este proyecto. Los amo. A mis hermanos Edith, Daniel, Alejandra: Mis compañeros de viaje y aventuras, porque de ustedes aprendo, en ustedes me apoyo y para ustedes estoy. Los amo hermanos. A mi hija Karla: Por ser mi fuente de inspiración y fortaleza, por contagiarme tu alegría, por tu paciencia y tu amor incondicional. Te amo. A Manchas: Por tu amor incondicional y tu hermosa compañía que hace de la Tierra un lugar agradable para habitar. A la familia Núñez Ramírez, por su apoyo y motivación, ustedes son mi segunda familia. A Nieves Peña y Gloria Núñez, porque ustedes son mi ejemplo a seguir. Las amo. A mis amigos, Aline, Ana María, Azucena, Beatriz Salas, César, Eder, Edson Gustavo, Erick, Gabriela, José Miguel, Marisol, Ofelia, Raúl, Rogelio, Tania Paredes y Tania Vázquez, por hacer más divertido y ligero el camino, por todas las experiencias y crecimiento juntos, por hacer de la Facultad y el trabajo un mejor lugar. Agradecimientos: A mis padres, hermanos e hija por todo su apoyo y compañía en cada etapa de mi vida, en especial en la realización de este proyecto. A mi alma mater, la Universidad Nacional Autónoma de México, por haber contribuido a mi formación profesional. A todos los profesores de la Facultad de Estudios Superiores Zaragoza, por su entrega, por haber impartido parte de su sabiduría y valores a mi persona y hacer de ésta la mejor Universidad. En especial a los profesores que contribuyeron en la realización de este trabajo y que forman parte del jurado, porque sin su ayuda la realización de esta investigación no hubiera sido posible: Al Dr. Jesús García Cabrera. Gracias por la confianza brindada y permitirme el acceso al Laboratorio Nacional de Referencia, por la facilitación de los datos necesarios para la elaboración del presente y por su invaluable orientación y dirección en este proyecto. A la Biól. Maricela Arteaga Mejía. Gracias por estar en todo momento a mi lado, por su orientación académica, por la codirección de este proyecto, por su confianza y tiempo brindados, por su valiosa amistad y sapiencia, por sus invaluables consejos. Al M. en C., Armando Cervantes Sandoval. Gracias por su confianza, su tiempo, por compartir conmigo sus conocimientos que enriquecieron este trabajo, por su valiosa orientación en la parte estadística del mismo y por tener fé en mí. A la Dra. Bertha Peña Mendoza. Gracias por su apoyo, por su gentileza y valiosos consejos que brindaron enriquecimiento académico a esta investigación. Al Dr. José Luis Gómez Márquez. Gracias por su apoyo, por su valiosa orientación en la parte estadística del presente, por hacerme partícipe de sus conocimientos y por su gentileza en la revisión del proyecto. Al Geógrafo Oscar Daniel Núñez Chirino. Gracias por tu invaluable ayuda en la realización de los mapas, así como tu paciencia y tiempo. I CONTENIDO I. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................................... 2 II. ANTECEDENTES ................................................................................................................................... 3 III. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................................... 6 3.1 CAMBIO CLIMÁTICO ................................................................................................................................. 6 3.1.2 ¿Cuáles son las causas de un cambio climático?................................................................... 8 3.1.3 Métodos para estudiar el cambio climático ............................................................................... 8 3.1.4. Impactos del cambio climático en el ciclo hidrológico. ........................................................... 9 3.1.5 México y el cambio climático .................................................................................................... 10 3.2 SERVICIOS ECOSISTÉMICOS .................................................................................................................... 12 3.2.1 Servicios ecosistémicos de corte hidrológico ........................................................................... 13 3.2.2 Factores de cambio de los servicios ecosistémicos ............................................................... 15 3.3 CALIDAD DEL AGUA ................................................................................................................................ 16 3.3.1 Propiedades del agua ................................................................................................................. 16 3.3.2 Características físicas ................................................................................................................. 17 3.3.3. Características Químicas ............................................................................................................. 19 IV. ÁREA DE ESTUDIO .......................................................................................................................... 21 4.1 RÍO MAGDALENA .................................................................................................................................... 21 4.2 RÍO SAN BUENAVENTURA ...................................................................................................................... 25 4.3 LAGO LOS REYES .................................................................................................................................. 28 V. JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................................. 32 VI. HIPÓTESIS ......................................................................................................................................... 34 VII. OBJETIVOS .......................................................................................................................................35 VIII. MATERIAL Y MÉTODOS ................................................................................................................ 36 IX. RESULTADOS .................................................................................................................................... 42 8.1 ZONA 1: RÍO MAGDALENA ............................................................................................................... 42 8.2 ZONA 2: RÍO SAN BUENAVENTURA .............................................................................................. 50 8.3 ZONA 3: LAGO LOS REYES ............................................................................................................. 59 8.4 RESULTADOS CORRELACIÓN CANÓNICA .................................................................................... 68 X. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ......................................................................................................... 72 XI. CONCLUSIONES ................................................................................................................................ 96 II XII. REFERENCIAS .................................................................................................................................. 97 Índice de cuadros 1 Servicios hidrológicos………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 13 2 Tipos de lagos en función de su estratificación térmica………………………….…….……………………………………… 17 3 Zonas climáticas en el Distrito Federal.………………………………………………………………………………………………….…………. 36 4 Métodos de análisis aplicados…………………………………………………………………………………………………………………………………… 38 5 Niveles máximos permisibles………………………………………………………………………………………………………………………………………. 39 6 Precipitación total anual, río Magdalena…..………………………………………………………………………………………………………… 43 7 Precipitación total anual, río San Buenaventura……………………………………………………………………………………………. 51 8 Precipitación total anual, lago Los Reyes………….……………………………………………………………………………………………… 61 9 Correlación canónica, río Magdalena……………………………………………………………………………………………………………………… 68 10 Coeficientes de variación canónica del primer grupo, río Magdalena……………………………………………. 68 11 Coeficientes de variación canónica del segundo grupo, río Magdalena………………….…………………… 68 12 Correlación canónica, río San Buenaventura…….……………………………………………………………………………………………… 69 13 Coeficientes de variación canónica del primer grupo, río San Buenaventura……….…………………. 69 14 Coeficientes de variación canónica del segundo grupo, río San Buenaventura……….……………. 70 15 Correlación canónica, lago Los Reyes..……………………………………………………………………………………………………………… 70 16 Coeficientes de variación canónica del primer grupo, lago Los Reyes………………………………………… 71 17 Coeficientes de variación canónica del segundo grupo, lago Los Reyes…………………………………… 71 Índice de figuras 1 Clasificación de los servicios ecosistémicos…………………………………………………………………………………………………….. 11 2 Interacciones del ciclo del agua-ecosistema…………………………………………………………………………………………………….. 12 3 Ubicación de Río Magdalena y Río San Buenaventura ……………………………………………….……………………… 24 4 Zona de ubicación del lago los Reyes …………………………………………………………………………………………………………… 29 5 Zonas climáticas del Distrito Federal. ……………………………………………………………………………………………………………….. 30 6 Esquema de trabajo…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 35 7 Sitio de toma de muestra río Magdalena…………………………………………………………………………………………………………. 37 8 Sitio de toma de muestra río San Buenaventura………………………………………………………………………………………… 37 9 Sitio de toma de muestra lago Los Reyes……………………………………………………………………………………………………. 37 10 Base de datos ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 38 11 Temperatura ambiente (zona 1: Río Magdalena)…..………………………………….………………………………………………… 42 12 Precipitación pluvial total (zona 1: Río Magdalena)….………………………………………………………………………………… 43 13 Intensidad de precipitación (zona 1: Río Magdalena)………………………………………………………………………………… 44 14 Temperatura del agua (río Magdalena)………………………………………………………………………………………………………………. 44 15 Alcalinidad total (río Magdalena)………………………………………………………………………………………………………………………………. 45 III 16 pH (río Magdalena)…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 45 17 Conductividad eléctrica (río Magdalena)………………………………………………………………………………………………………………. 46 18 Sólidos disueltos totales (río Magdalena)…………………………………………………………………………………………………………… 47 19 Sólidos suspendidos totales (río Magdalena)…………………………………………………………………………………………………… 47 20 Nitrógeno amoniacal (río Magdalena)……………………………………………………………………………………………………………………. 48 21 Nitrógeno de nitritos (río Magdalena)……………………………………………………………………………………………………………………. 49 22 Nitrógeno de nitratos (río Magdalena)…………………………………………………………………………………………………………………. 49 23 Oxígeno disuelto (río Magdalena)……………………………………………………………………………………………………………………………. 50 24 Temperatura ambiente (zona 2: Río San Buenaventura)…..…………………………………………………………………… 51 25 Precipitación pluvial total (zona 2: Río San Buenaventura)…………………………………………………………………… 51 26 Intensidad de precipitación (zona 2: Río San Buenaventura)……………………………………………………………… 52 27 Temperatura del agua (río San Buenaventura)……………………………………….……………………………………………………. 53 28 Alcalinidad total (río San Buenaventura)…………………….………………………………………………………………………………………. 53 29 pH (río San Buenaventura)…………………………………………………………………………………………………………………………………………. 54 30 Conductividad eléctrica (río San Buenaventura)……………………………………………………………………………………………… 55 31 Sólidos disueltos totales (río San Buenaventura)…………………………………………………………………………………………. 55 32 Sólidos suspendidos totales (río San Buenaventura)…………………………………………………………………………………. 56 33 Nitrógeno amoniacal (río San Buenaventura)…………………………………………………………………………………………………… 57 34 Nitrógeno de nitritos (río San Buenaventura)………………………………………………………………………………………………….. 57 35 Nitrógeno de nitratos (río San Buenaventura)………………………………………………………………………………………………… 58 36 Oxígeno disuelto (río San Buenaventura)…………………………………………………………………………………………………………… 59 37 Temperatura ambiente (zona 3: Lago Los Reyes)………………..…………………………………………………………………… 60 38 Precipitación pluvial total (zona 3: Lago Los Reyes)……………………….……………………………………………………… 60 39 Intensidad de precipitación (zona 3: Lago Los reyes)……………………………………………………………………………… 61 40 Temperatura del agua (lago Los Reyes)…………………………………………………….……………………………………………………. 62 41 Alcalinidad total (lago Los Reyes)…………………..…………….………………………………………………………………………………………. 62 42 pH (lago Los Reyes)………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 63 43 Conductividad eléctrica (lago Los Reyes)…………………………………………………………………………………………………………… 64 44 Sólidos disueltos totales (lago Los Reyes)………………………………………………………………………………………………………. 64 45 Sólidos suspendidos totales (lago Los Reyes)………………………………………………………………………………………………. 65 46 Nitrógeno amoniacal (lago Los Reyes)…………………………………………………………………….…………………………………………. 66 47 Nitrógeno de nitritos (lago Los Reyes)………………………………………………………………………………………………………………. 66 48 Nitrógeno de nitratos (lago Los Reyes)……………………………………………………………………………………………………………… 67 49 Oxígeno disuelto (lago Los Reyes)………………………………………………………………………………………………………………………… 67 IV ABREVIATURAS µS: microsiemens C°: Grados Celcius Ca2+: ión calcio CE: Conductividad eléctrica CH4: Metano cm: centímetros CO2: Dióxido de carbono CONAGUA: Comisión Nacional del Agua CRM: Cuenca Río Magdalena EEA: European Environment Agency GEI: gases de efecto invernadero HCO3-: ión bicarbonato ICCP: Panel Intergubernamental de Cambio Climático K+: ión potasio L: Litro LMP: Límite máximo permisible MCG: Modelos de Circulación Global MEA: Millenium Ecosystem Assessment mg: Miligramos Mg2+: ión magnesio N2: Nitrógeno molecular Na+: ión sodio O2: Oxígeno molecular OD: Oxígeno disuelto pp: Precipitación RENAMECA: red Nacional de Medición de Calidad del Agua RHA: Región Hidrológico Administrativa SDT: Sólidos disueltos totales SE: Servicios ecosistémicosSMN: Sistema Meteorológico Nacional SO42-: ión sulfato SST: Sólidos suspendidos totales ZITC: Zona intertropical I. IN TR O D U C C IÓ N 2 I. INTRODUCCIÓN A partir de 1990 el tema del cambio climático se ha considerado como uno de los más importantes, tanto a nivel nacional como internacional. La principal preocupación es que este fenómeno traerá consecuencias negativas para los recursos naturales en un futuro no muy lejano, siendo el sector hidrológico uno de los más vulnerables (Varela, 2010; ICCP, 2008). El clima es producto de la constante y compleja interacción entre la atmósfera, los océanos, las capas de hielo y nieve, los continentes y la vida en el planeta, el cual se encuentra en un delicado equilibrio que puede ser alterado muy fácilmente. Los cambios climáticos se hacen presentes cuando los elementos como la temperatura, presión atmosférica, viento, humedad y precipitación, salen de su valor normal y este se mantiene durante un periodo prolongado, generalmente por decenios (Conde, 2006). Es por esto que el cambio climático observado durante varias décadas se ha vinculado a cambios experimentados por el ciclo hidrológico en gran escala. En particular, aumento en el contenido de vapor de agua en la atmósfera, variación en características como la intensidad y valores extremos en la precipitación, disminución de la capa de nieve y fusión generalizada del hielo, cambios en la humedad del suelo y la escorrentía (ICCP, 2008). Las temperaturas más altas, los cambios en la precipitación y escorrentías pueden agudizar la contaminación del agua por múltiples causas, como la acumulación de sedimentos, nutrientes, patógenos, concentración de sales, la disminución de la solubilidad de oxígeno, entre otros (Leal et al., 2008). Los cambios en el clima parecen haber comenzado a tener efectos en la física, química y atributos biológicos de los cuerpos de agua, lo cual está afectando su calidad y disponibilidad, reflejado en su capacidad para proporcionar servicios ambientales, como el abastecimiento de agua potable o para mantener a las comunidades acuáticas de plantas y animales (Vincent, 2009). La Comisión Nacional del Agua (CONAGUA) cuenta con bases de datos que permiten identificar cuáles parámetros físicos y químicos influyeron sobre la calidad del agua durante la última década en los ríos Magdalena, San Buenaventura y lago los Reyes, ubicados en una de las Regiones Hidrológicas Administrativas (RHA) más vulnerables de México, la RHA Cuenca del Valle de México. Además, el análisis de la información permitirá establecer la capacidad de los cuerpos de agua de interés, para proporcionar servicios ecosistémicos y determinar si existe algún cambio climático y si ha tenido efecto sobre los cuerpos de agua. II. A N TE C ED EN TE S 3 II. ANTECEDENTES Las investigaciones de las últimas dos décadas, respecto a los efectos del cambio climático en las propiedades del agua, se han enfocado a evaluar cambios en ciertas características físicas, químicas o biológicas en diferentes cuerpos de agua, por efecto de variables climáticas, principalmente temperatura del aire y precipitación. A continuación se resumen algunas de ellas: En 1992, Psenner y Schmidt registran aumento en el pH en lagos alpinos, relacionado con aumento en temperatura del agua. Hassan et al. (1998) reportan disminución de oxígeno disuelto y en la tasa poblacional de comunidades de fitoplancton del lago Suwa, en Japón. Arheimer et al. (2005) predicen un aumento de 20% en la concentración de nitrógeno total, un 50% en la de fósforo total, y un 80% en la población de cianobacterias en el lago Ringsjön. El aumento de la temperatura supone también reducción en la concentración de nitratos en lagos acompañado por aumento en la tasa de desnitrificación según análisis de Mooji et al., (2005). Las tasas de cambio de concentraciones de fosfatos y nitratos parecen ser independientes de la morfometría del lago (Weyhenmeyer, 2008). Komatsu et al. (2007) al analizar el agua del lago Shimajigawa, Japón, predice incremento de 3.8°C en la temperatura superficial y consecuentemente en la demanda de oxígeno y la concentración de fósforo total. VanVliet y Zwolsman (2008) observaron que la temperatura media del agua, es 2°C mayor después de la severa sequía de 2003 y relaciona posteriores inundaciones con valores altos de pH en el río Meuse, en Europa Occidental. Wilson y Weng (2011), prevén que los futuros usos de la tierra, el aumento de temperatura ambiente y la disminución en precipitaciones, tendrán consecuencias sobre la concentración de sólidos suspendidos y fósforo en el río Des Plaines, en Chicago. Malmaeusa et al. (2006) mencionan que el aumento de temperatura del agua cambia la hidrodinámica en los lagos, se amplía el periodo de estratificación térmica y la profundidad de la termoclina, lo cual aumenta la liberación de nutrientes de los sedimentos y altera la circulación de nutrientes, teniendo influencia significativa en el ecosistema del lago. Respecto al grado de afectación, dependiendo de la morfología de los cuerpos de agua, se prevé que lagos someros experimentarán un aumento de la temperatura en epilimnion e hipolimnion durante el verano (Jöhnk et al., 2008), aunque lagos artificiales en Holanda responden directamente a las variaciones del clima (Mooji et al., 2005). Sin embargo, George et al. (2007) encuentran que los lagos más profundos son más sensibles al calentamiento del clima en un largo período de tiempo debido a la gran capacidad de almacenar calor y en consecuencia muestran temperaturas más altas en invierno. Los cambios en regímenes de lluvias también tendrán consecuencias: sequía en el verano puede llevar a movilizar gradualmente nitrógeno del suelo que podría eliminarse en corrientes al principio de la estación lluviosa y promover altas concentraciones de nitrato en los ríos (Wilby et al., 2006). Ducharne et al., (2007) predicen aumento en la concentración de nitrato en la cuenca II. A N TE C ED EN TE S 4 Sena durante los años 2050 y 2100 debido al incremento de lixiviación de suelo por aumento en la precipitación. Así mismo, Kaste et al. (2006) predicen incremento de 40 a 50% en la concentración de nitratos para 2070–2100 en un río en Noruega y Bhat et al. (2007), reportaron que el 73% del nitrógeno total contenido en cuencas arboladas se exportó por escurrimiento superficial durante eventos de tormenta. Prathumratana et al. (2008) determinan correlaciones positivas entre precipitaciones, temperatura del aire y nitrógeno total, lo que coincide con lo determinado por Drewry et al. (2009) en el río Mekong, donde además se determinó una correlación positiva de las variables climáticas con los sólidos en suspensión. Por su parte Pulido et al. (2011) al estudiar el río Serpis, en España, concluyen que la reducción máxima en la media mensual del caudal es debida a la reducción en las precipitaciones. Asteraie et al. (2012) en ríos del Reino Unido reportan que en tiempo de sequía la concentración de amonio aumenta y en consecuencia disminuye la concentración de oxígeno, concluyen que es el cambio climático lo que afecta la calidad de agua junto con la mayor demanda de agua per cápita. Rehana y Mujumdar (2012) prevén que el río Tunga–Bhadra, en India, tendrá concentraciones más bajas de oxígeno disuelto en el año 2100 que en la actualidad, disminuyendo de 3.56 a 2 mg/L, como resultado de menor velocidad, derivada de flujos de agua reducidos e incremento en la temperatura del agua, para el año 2100. Tong et al. (2012) en el Río Miami, en Estados Unidos, prevén incremento de nitrógeno total como consecuencia de precipitaciones más intensas y cambio de uso de suelo. Estos estudios indican que la calidad del agua se afecta directamente por varios mecanismos relacionados con el clima a corto y largo plazo, los cuales incluyen efectosde aumento de temperatura del aire, así como cambios en los factores hidrológicos, como la limitada dilución de emisiones de fuentes puntuales durante flujos bajos de río y en los factores terrestres, como cambios en la estructura de la vegetación en el uso de suelo. En México, las líneas de investigación acerca del cambio climático y sus efectos en los servicios hidrológicos o cuerpos de agua son vulnerabilidad y observación del fenómeno. Acerca de la vulnerabilidad, Leal et al. (2008) identificaron mediante una revisión bibliográfica, los posibles impactos en la calidad del agua como resultado de la disminución en la precipitación, incremento de la presencia de lluvias torrenciales e incremento en la temperatura del agua, proponiendo el análisis de la demanda bioquímica de oxígeno, demanda química de oxígeno, oxígeno disuelto, nitratos, pH y bicarbonatos como indicadores de la afectación relacionada al cambio climático. Soto et al. (2011) prevén que aumentará la demanda de agua, derivada de mayores niveles de temperaturas promedio en la zona metropolitana de la ciudad de México; coinciden Escolero et al. (2011) en que la disponibilidad de agua disminuirá a consecuencia de mayor temperatura ambiental y agravada por factores antropogénicos como la isla de calor o cambios en la vegetación y uso de suelo. II. A N TE C ED EN TE S 5 La línea de estudio de observación del fenómeno se enfoca a mostrar evidencia de los efectos del cambio climático y cómo debe analizarse. Sánchez (1999) analiza durante el periodo 1950 a 1990, el comportamiento de la temperatura del agua en la capa superficial del mar en las zonas costeras del Golfo de México, evidenciando aumento de 0.9°C, debido al cambio climático Monterroso et al. (2009), analizaron los cambios en los servicios hidrológicos capacidad de retener e infiltrar agua, en el Parque Nacional “El Chico” en Hidalgo, como consecuencia de cambios en la temperatura y precipitación. Obtiene resultados ambiguos ya que utiliza dos modelos matemáticos, el modelo inglés, sugiere que la precipitación disminuirá y por lo tanto habrá menor escorrentía, 25 a 35%, e infiltración, entre 31 y 38%, para el periodo 2020-2050. El modelo norteamericano sugiere aumentos en evapotranspiración, aumento en lluvias, escorrentía e infiltración 6 a 23% para 2020 a 2050. En ambos modelos se sugiere que el mes más húmedo se presentará antes de la canícula, cuando actualmente se presenta en septiembre, después de la canícula. Caballero et al (2010) presentan evidencia sobre el cambio climático y ambiental en las lagunas de México, haciendo evidente que los niveles de las cuencas son más bajos durante el último máximo glacial, periodo entre 26500 y 19000 años antes del presente. Asegura además que la existencia de glaciares depende en primer plano de la temperatura y en segundo de la precipitación. Vázquez et al. (2012) proponen una metodología para analizar bases de datos de calidad de agua y cuantificar los posibles estragos por efecto de cambio climático, proponiendo cuatro procedimientos importantes: Selección del sitio de estudio, obtención de los datos, control de calidad de los datos y evaluación de homogeneidad de los datos. Determinan además el incremento en la temperatura superficial del agua en cinco cuerpos de agua de México y observan altas correlaciones entre temperatura del agua y temperatura ambiente. Concluyen que es posible detectar impactos en la temperatura del agua y por ende a la calidad del agua, siempre y cuando se tenga la cantidad de datos significativos estadísticamente y distribuidos de una manera proporcional anual o mensual. III . M A R C O T EÓ R IC O 6 III. MARCO TEÓRICO 3.1 Cambio climático La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, lo define como “el cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera global que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante periodos de tiempo comparables” (UNFCCC, 2009). La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el cambio del Clima es uno de los dos principales tratados a nivel mundial que reglamentan las iniciativas para contener los efectos del calentamiento global (Feldman y Biderman, 2001). Vide (2009), considera un cambio climático como la significación estadística en la diferencia entre medias y/o varianzas de al menos una variable climática (por ejemplo: precipitación, temperatura o evaporación) a escalas temporal y espacial amplias (tiempo igual o superior a una década). Para investigadores como Vide (2009), ICCP (2008) y Rodríguez (2007) el calentamiento del Sistema Climático Global es inequívoco, siendo evidente por las observaciones en el incremento del promedio mundial de las temperaturas del aire y los océanos, las cuales se han dado alrededor del año 1840, cuando comenzaron a usarse los combustibles fósiles. Se calcula que la temperatura promedio de la Tierra a partir de entonces ha incrementado alrededor de medio grado Celsius (ICCP, 2008; Conde, 2006). Prácticamente todas las variables climáticas a cualquier escala espacial y temporal que se considere están continuamente fluctuando respecto a un valor medio (Vide, 2009); sin embargo, para hablar de un cambio climático debe considerarse una escala mínima de 10 años (Conde, 2006; Cabezas, 2008). 3.1.1 Clima El clima se define como las condiciones atmosféricas predominantes en un lugar y durante un periodo determinado (Rodríguez, 2007). El clima terrestre es producto de la constante y compleja interacción entre la atmósfera, los océanos, las capas de hielo y nieve, los continentes y la vida en el planeta (Conde, 2006), Vide (2009) habla incluso de un sistema climático conformado por cinco subsistemas: atmósfera, hidrósfera, superficie sólida, biosfera y criosfera, entre los que existe un flujo de energía (p. ej., convección y radiación) y materia (agua). En una localidad, región o país, el clima se determina a partir de varios años de observaciones y mediciones del estado del tiempo (temperatura y precipitación, principalmente). En México hay instituciones responsables de medir, observar y estudiar el estado del tiempo y el III . M A R C O T EÓ R IC O 7 clima, entre ellas el Servicio Meteorológico Nacional y el Centro de Ciencias de la Atmósfera (UNAM) (Conde, 2006). Los distintos tipos climáticos y su localización en la superficie terrestre obedecen a ciertos factores, siendo los principales, la latitud geográfica, la altitud, la distancia al mar, la distribución de tierras y aguas con respecto a la insolación Estos factores y sus variaciones en el tiempo producen cambios en los principales elementos constituyentes del clima: temperatura y presión atmosférica, humedad y precipitación, dirección de los vientos y corrientes marinas (Miller, 1982; SEMARNAT, 2009). En México, por su posición geográfica, ocurre un calentamiento a lo largo del año de tal modo que el territorio resulta afectado por cuatro sistemas de circulación atmosférica principales: frente intertropical, monzones, ciclones tropicales y frente polar, los cuales determinan los regímenes de lluvia que lo caracterizan: de verano y otoño en la mayor parte del territorio, y de invierno en el noroeste del país. La distribución de su relieve influye en la ocurrencia de los elementos térmicos y fenómenos acuosos. Así, debido a la altitud, parte de la zona tropical del país se convierte en templada y fría, además las cadenas montañosas en varias regiones actúan como barreras meteorológicas, por lo que la precipitación disminuye en lugares donde sería mayor, provocando aridez en laderas de sotavento (Maderey et al., 2001). Respecto al clima en el centro de México, se caracteriza por tener una máxima precipitación en verano, cuando la zona intertropical de convergencia (ZITC) alcanzasu posición más norteña y la humedad es transportada por los vientos alisios desde el Golfo de México y el Caribe, y por el sistema tipo monzón que provee humedad desde el Pacífico tropical. Las tormentas tropicales y huracanes también son una fuente de humedad importante en ambas vertientes hacia finales de verano y principios del otoño. El invierno se caracteriza por el desplazamiento de masas de aire polar sobre la Mesa Central y la vertiente del Golfo de México, asociadas con un marcado descenso en la temperatura, lo que genera que los inviernos de la parte central y la vertiente del Golfo de México sean levemente más fríos que los de la vertiente del Pacífico. La distribución de la temperatura media anual está determinada por las variaciones altitudinales, los valores de más de 26°C se encuentran en la porción suroeste de la Faja Volcánica Transmexicana (FVTM), y hasta menos de 2°C en las montañas más altas. En toda la región, la primavera es la etapa más cálida y seca del año (Caballero et al., 2010). El clima puede variar localmente, así, en el Distrito Federal existe una heterogeneidad climática debida a los grandes contrastes de altitud y uso de suelo (Jáuregui, 2005; Estrada et al. 2009). Estrada et al. (2009), identifican dos regiones climáticas y cuatro subregiones con características climáticas similares: baja altitud con elementos suburbanos, baja altitud altamente urbanizada, pie de montaña con urbanización y zonas de mayor altitud con presencia de bosques. III . M A R C O T EÓ R IC O 8 3.1.2 ¿Cuáles son las causas de un cambio climático? Diversos autores aseguran que los cambios climáticos presentados en la historia de la tierra se deben a variaciones naturales. La actividad solar y las variaciones en la inclinación de la órbita terrestre, son causas relacionadas con el Cambio Climático. Así como las erupciones volcánicas, las emisiones de gases de efecto invernadero, las corrientes marinas, la desertificación, la deforestación y los cambios de uso de suelo (Castañeda, 2011). Para Vide (2009), Rodríguez (2007) e ICCP (2008) existe alta probabilidad de que el cambio climático tenga un origen antrópico. 3.1.3 Métodos para estudiar el cambio climático La comunidad científica ha desarrollado sofisticadas herramientas de modelación computacional del clima basada en la actividad económica y las emisiones globales de gases de efecto invernadero, a fin de elaborar escenarios ilustrativos, denominados Modelos de Circulación Global (MCG). En este trabajo se mencionan brevemente ya que no es el objetivo del mismo utilizar alguno de estos escenarios para proyectar las posibles consecuencias que a futuro ejercería el cambio climático en los cuerpos de agua en cuestión. Los MCG arrojan las siguientes previsiones para los próximos 100 años: Aumento de temperatura media global para 2090-2099 de 1.8, en un escenario con crecimiento mundial económico rápido y población máxima a mitad de siglo que después decrece, con introducción de tecnologías eficientes y con uso mínimo de energías fósiles (escenario B1). Aumento de temperatura media global para 2090-2099 de 4°C en un escenario con las mismas condiciones socioeconómicas que el escenario B1 pero con uso intensivo de energías fósiles (escenario A1F1). Mayor calentamiento en latitudes altas del hemisferio norte. Reducción de la superficie y espesor de hielo marino, pudiendo desaparecer del Ártico. Elevación el nivel medio del mar para 2090-2099, de 0.18 (escenario B1) a 0.59 m (escenario A1F1). Aumento de la precipitación en las latitudes altas y disminución en amplias franjas tropicales y en regiones mediterráneas. Aumento de riesgos climáticos como olas de calor y precipitaciones torrenciales. En regiones tropicales y subtropicales, aumento de la frecuencia e intensidad de las sequías. Probable incremento de número de ciclones tropicales más intensos, con categorías 4 y 5 (Vide, 2009). III . M A R C O T EÓ R IC O 9 3.1.4. Impactos del cambio climático en el ciclo hidrológico. Hay que recordar que el ciclo hidrológico es impulsado por la energía del sol. El vapor de agua proveniente de los océanos o de cuerpos de agua superficiales y la transpiración de las plantas, forma nubes y cae como lluvia, niebla o nieve sobre la tierra y los océanos de la tierra. En tierra, el agua puede ser captada por la vegetación, infiltrarse hacia aguas subterráneas o fluir sobre la superficie. Aguas superficiales y subterráneas eventualmente descargan en los océanos. La evaporación de las aguas superficiales y los océanos a la atmósfera completa el ciclo (Wetzel, 2001; Brauman et al., 2007). El agua está relacionada con todos los componentes del sistema climático (atmósfera, hidrósfera, criosfera, superficie terrestre y biósfera), por lo que el cambio climático afecta el agua mediante diversos mecanismos. En un planeta más cálido el ciclo del agua se acelera, al aumentar la temperatura, aumenta la evaporación y los procesos subsiguientes (Kundzewicz, et al., 2007; Vide, 2009). Sin embargo, a nivel regional, la precipitación puede disminuir modificando su disponibilidad y utilización (Miracle, 2006; Maderey et al., 2001). Del mismo modo se ha observado que las temperaturas altas agravan la sequía (Esquivel, 2002). Otras modificaciones en la tasa de evaporación pueden deberse a la humedad atmosférica, velocidad del viento y radiación (Kundzewicz, et al., 2007). El caudal de los ríos o nivel de los lagos u otro cuerpo de agua dependen de la cantidad, estacionalidad e intensidad de la precipitaciones; Coras (2006) considera que son las precipitaciones la mayor fuente de recarga de los cuerpos de agua, por lo que las modificaciones en el ciclo hidrológico resultarán en impactos sobre los caudales de los ríos. Kundzewicz et al. (2007) prevén que los caudales serán mayores en la época lluviosa y que la época seca o de flujo base será más extensa. La precipitación anual en países de Mesoamérica, se reducirá (Giorgi, 2006) y la sequía se intensificará en verano con reducciones en la precipitación del 20% (Rauscher et al., 2008). A nivel mundial se han observado afectaciones como el retroceso de los glaciares, junto con grandes cambios en la distribución regional y la intensidad de las precipitaciones. Se han observado variaciones en la amplitud y cronología de las crecidas en los ríos alimentados por glaciares o por el deshielo de nieve. Las precipitaciones en las latitudes medias del hemisferio norte han aumentado y han disminuido en las regiones subtropicales y tropicales. Sin embargo, en los trópicos y subtrópicos del sur ha aumentado la humedad, del mismo modo la superficie mundial de la tierra clasificada como muy seca se ha duplicado desde los años 70 (ICCP, 2008). III . M A R C O T EÓ R IC O 10 3.1.5 México y el cambio climático México participa en múltiples organizaciones internacionales relacionadas con el tema del cambio climático. Algunas actividades dentro de estas organizaciones se encaminan al conocimiento del problema, sus causas y consecuencias, y otras al diseño y análisis de políticas para mitigarlo o adaptarse a él. Una de las organizaciones en las que México se incluye es en el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC), creado en 1988 por la Organización Meteorológica Mundial y la Organización de las Naciones Unidas. El IPCC recopila cada cuatro años los resultados científicos más avanzados, las evidencias del proceso de cambio climático en la actualidad, y difunde a todos los países sus resultados; México colabora con investigaciones en los temas Forzamiento Radiativo Natural y Antropogénico, los Recursos de Agua Dulce y el Transporte, Industria, Agricultura, Bosques y Cambio de Uso de Suelo (IPCC, 2013). La Convención Marco sobre Cambio Climático (CMNUCC), creada también por las Naciones Unidas, en rio deJaneiro en 1992, es una organización donde los países que la conforman establecen acuerdos, tratados y protocolos, para combatir el posible cambio climático futuro. Lo que se busca es que los países se comprometan a reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero, realizando sus procesos industriales con más eficiencia y limpieza. También se espera detener la destrucción irracional de los bosques, preservando y extendiendo la cubierta vegetal en todo el planeta. Para cumplir ese objetivo, en 1997 se estableció el llamado Protocolo de Kioto. Mediante ese protocolo, los países firmantes, entre ellos México, se comprometieron a reducir sus emisiones a niveles semejantes a los que se tenían en 1990. Tratado al que no han ratificado países como Rusia, Estados Unidos y Japón (Rodríguez, 2007). México informa a la CMNUCC sobre sus emisiones de gases de efecto invernadero pero también sobre sus medidas de adaptación en el sector agua. Las medidas de adaptación que propone son fomentar la ampliación de la cobertura y calidad de los servicios de agua potable, alcantarillado y saneamiento; lograr el manejo integral y sustentable del agua en cuencas y acuíferos; promover el desarrollo técnico, administrativo y financiero del sector hidráulico; consolidar la participación de los usuarios y la sociedad organizada en el manejo del agua y promover la cultura de su buen uso y disminuir los riesgos y atender los efectos de inundaciones y sequías (INE-SEMARNAT, 2009). Bajo este contexto internacional, México aprueba legislaciones específicas sobre cambio climático, dos de ellas: La Ley General sobre Cambio Climático (publicada el 6 de junio de 2012) y la Ley de Mitigación y Adaptación al Cambio Climático y Desarrollo Sustentable para el Distrito Federal (publicada el 16 de junio de 2011), las que pretenden entre otras cosas, establecer III . M A R C O T EÓ R IC O 11 medidas de adaptación y mitigación basadas en la preservación de los ecosistemas, su biodiversidad y los servicios ambientales que proporcionan a la sociedad (DOF, 2012; GODF, 2011). Como parte de la Ley General de cambio climático, se crea el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático, cuyo titular y seis consejeros representantes de la comunidad científica, académica o técnica, formarán la Coordinación de Evaluación para valorar periódicamente la política nacional del cambio climático y proponer ajustes. Se establece también un Registro Nacional de Emisiones, que reunirá informes anuales de emisiones de las industrias y actividades que producen gases de efecto invernadero (GEI). Se reporta que actualmente, las fuentes de emisión en orden de importancia son: producción y uso de energía, incluido el transporte (60.7%); desechos, cambio de uso de suelo y silvicultura, procesos industriales y agricultura. En el registro se tomarán en cuenta las emisiones por deforestación y degradación (tercera fuente del país). La ley exige que la tasa de deforestación se reduzca a 0 para el año 2018 y que se ofrezcan incentivos para mejorar las condiciones de vida de los cerca de 12 millones de personas que habitan en las zonas boscosas. En la Ley General de Cambio Climático, México se compromete a reducir sus emisiones en un 30% para el año 2020 y 50% para 2050; y se estipula que para 2024 el 35% de la electricidad del país deberá provenir de fuentes renovables. En cuanto a las medidas de adaptación en el sector hídrico se incluye la preservación, restauración, manejo y aprovechamiento sustentable de los ecosistemas prioritarios y fomentar la recarga de acuíferos (DOF, 2012). En la Ley de Mitigación y Adaptación al Cambio Climático y Desarrollo Sustentable para el Distrito Federal, publicada en junio de 2011, se establece la cuantificación de las emisiones de (GEI). Faculta a la Secretaría de Medio Ambiente para elaborar y publicar los Atlas de riesgo de Cambio Climático de la Ciudad de México, que deberá presentar la modelación de escenarios de vulnerabilidad actual y futura ante el Cambio Climático. Entre las medidas de adaptación y mitigación contenidas en esta ley se encuentra la creación de sitios de absorción de bióxido de carbono; alcanzar una tasa neta de deforestación cero en un máximo de tres años; mejorar la cobertura vegetal en terrenos degradados o deforestados y la protección de ecosistemas, para ello se incorporará a los ecosistemas forestales a esquemas de pago de servicios ambientales; en cuanto a los recursos hídricos se pretende la preservación y aprovechamiento de los mismos, así como la recarga de mantos acuíferos (GODF, 2011). III . M A R C O T EÓ R IC O 12 3.2 Servicios ecosistémicos El concepto de servicios proporcionados por los ecosistemas surge a raíz de un movimiento ambientalista en los años 60, a raíz de la denuncia de diversos efectos negativos al ambiente (Valdez y Luna, 2011). Las definiciones propuestas hasta el momento vinculan a los componentes y los estados de los ecosistemas con los beneficios directos e indirectos proporcionados al ser humano y la sociedad (Daily et al., 1997; Constanza et al., 1997; Kearns et al., 1998; De Groot et al., 2002; Boyd y Banzhaf, 2007). Sin embargo, una definición sencilla y ampliamente usada es la propuesta por el Millenium Ecosystem Assessment (MEA), un informe mundial solicitado por los gobiernos a través de convenciones internacionales que incluyen a más de 2000 científicos y 85 países (Sala y Montes, 2007), el cual define un servicio ecosistémico (SE) como “los beneficios que el ser humano obtiene de los ecosistemas” (MEA, 2005). Del mismo modo distingue cuatro categorías: servicios de provisión, de regulación, de soporte y culturales (Fig. 1). Fig. 1 Clasificación de los servicios ecosistémicos. (Fuente: MEA, 2005) Servicios de provisión (Productos obtenidos de los ecosistemas) Alimentos Agua dulce Leña Fibras Bioquímicos Recursos energéticos Servicios de regulación (Beneficios obtenidos de la regulación de procesos de los ecosistemas) Regulación del clima Regulación de enfermedades Regulación y saneamiento del agua Polinización Servicios culturales (Beneficios no materiales obtenidos de los ecosistemas) Espiritual y religioso Recreativo y turístico Estético Inspirativo Educativo Identidad de sitio Herencia cultural Servicios de soporte (Servicios necesarios para la producción de otros servicios ecosistémicos) Formación de suelos Reciclaje de nutrientes Producción primaria III . M A R C O T EÓ R IC O 13 3.2.1 Servicios ecosistémicos de corte hidrológico Los servicios ecosistémicos relacionados con el agua se conocen como servicios de corte hidrológico, a pesar de ser generados por ecosistemas terrestres (Brauman et al., 2007; Pérez et al., 2008; Núñez et al., 2006); incluyen la regulación de los caudales para mitigar inundaciones, la recarga de acuíferos que mantienen caudales en épocas secas, la purificación del agua y el control de la erosión (MEA, 2003). Fig. 2. Interacciones del ciclo del agua-ecosistema. (Fuente: Modificado de Brauman et al., 2007) b III . M A R C O T EÓ R IC O 14 Todos los elementos de un ecosistema, desde microorganismos hasta la megafauna, afectan la prestación de servicios hidrológicos, los cuales pueden aumentar o disminuir según el tamaño de la cuenca y la frecuencia, duración e intensidad de fenómenos climáticos (Brauman et al., 2007). Algunos de los procesos por el cual los ecosistemas afectan los atributos hidrológicos, se ilustran en la fig. 2: a escala de cuenca, los ecosistemas afectan el agua a través de interacciones del clima local, agua usada por las plantas, procesos de modificación superficial de la tierra y la modificación de la calidad del agua (fig. 2a); además de servicios hidrológicos,una cuenca produce otros servicios (fig. 2b). Los usos del agua como servicios ecosistémicos son diversos y se describen a continuación: Cuadro1. Servicios hidrológicos TIPO DE SERVICIO SERVICIO ECOSISTÉMICO Provisión Agua para beber Agua para usos domésticos Aseo personal Generación de energía termoeléctrica Usos agrícolas (riego) Usos industriales Usos científicos Generación de energía hidroeléctrica Regulación Mitigación de inundaciones Dilución de sustancias Regulación del ciclo hidrológico Sedimentación en cuerpos de agua Prevención de salinización de aguas subterráneas Culturales Recreación y turismo Belleza escénica Bienestar y estimulación intelectual Soporte Fertilidad del suelo Ciclo hidrológico Creación de hábitat para fauna acuática . Fuente: Modificado de Daily, 1997; Brauman et al. 2007. La generación de servicios ecosistémicos está relacionada con la calidad y disponibilidad del agua. III . M A R C O T EÓ R IC O 15 3.2.2 Factores de cambio de los servicios ecosistémicos Existen factores que afectan de forma directa o indirecta a los ecosistemas y consecuentemente los servicios que proporcionan (MEA, 2005). Locatelli et al. (2010) y Arnell (2003) consideran que el cambio climático modificará el régimen hidrológico global debido a alteraciones en la distribución, magnitud y variabilidad en los patrones de precipitación y temperatura, lo que a su vez afectará a los ecosistemas y sus funciones, modificando la provisión de servicios hidrológicos para la sociedad. Fearnside (2004) y Weng y Zhou (2006) creen que el cambio climático puede afectar directamente a las características funcionales y estructurales de los ecosistemas, así como sus dinámicas (Goldammer y Price, 1998); sin embargo, el grado de afectación dependerá de cada ecosistema y la función o servicio de interés (Sala et al. 2000). Los servicios hidrológicos también se pueden ligar a ciertos atributos que son modificados por procesos ecohidrológicos de los ecosistemas, Brauman et al. (2007) ordenan estos atributos en cuatro clases y Krauze y Wagner (2007) proporcionan algunos ejemplos: Cantidad: se refiere al flujo de almacenamiento de agua subterránea y superficial determinada por la interacción con el clima local y el consumo de agua por la vegetación, con potenciales efectos sobre la disponibilidad total. Calidad: se refiere a los flujos de patógenos, nutrientes, salinidad y sedimentos determinados por la capacidad de infiltración de la vegetación, estabilización del suelo y procesos bioquímicos de los ecosistemas. Ubicación del recurso: está determinado por la vegetación y los suelos. Temporalidad: se refiere a los picos y velocidad de los caudales y los caudales de base que afectan el caudal de los ríos durante la época seca, la intensidad o frecuencia de inundaciones y eutrofización de las aguas, está determinada por el almacenamiento de agua a corto y largo plazo en los ecosistemas, la estacionalidad en el uso de agua por los ecosistemas y el control de flujo de agua (por ejemplo la infiltración). Estos cuatro atributos determinan la disponibilidad del agua, es decir, el momento en que puede ser aprovechada. En México ha disminuido de 18,035 m3/hab/año en 1950 a 4,312 m3/hab/año en 2007 (CONAGUA, 2008). El ciclo hidrológico regula la temporalidad y estacionalidad del agua en un ecosistema, los lagos (medianos y pequeños) requieren 17 años para reemplazar el agua y los ríos 16 días, aproximadamente. Ambos cuerpos de agua (lagos y ríos) son considerados como recursos renovables y por lo tanto como elementos dinámicos dentro del ciclo hidrológico. A diferencia de los océanos, hielo y permafrost, las aguas subterráneas profundas y los glaciares de montaña, son considerados como elementos estáticos (Ávila, 2002 b). III . M A R C O T EÓ R IC O 16 El porcentaje que representa el agua empleada en usos consuntivos respecto al agua renovable es un indicador del grado de presión que se ejerce sobre el recurso hidrológico en un país, cuenca o región. Se considera que si el porcentaje es mayor al 40% se ejerce una fuerte presión sobre el recurso. A nivel nacional, se experimenta un grado de 132.6% para las aguas del Valle de México (CONAGUA, 2011). . 3.3 Calidad del agua 3.3.1 Propiedades del agua La molécula del agua está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O), su peso molecular es 18 g mol-1; calor específico de 1 cal/g°C y densidad a 0°C de 0.9168 g/cm3 (para el hielo puro), un 8.5% menos que la densidad del agua en estado líquido a 0°C que es de 0.99987 g/cm3, la cual aumenta a un máximo de 1.0 g/cm3 a 3.94°C (Wetzel, 2001). Los átomos de hidrógeno tienen carga positiva, se localizan en el mismo lado del átomo de oxígeno, que tiene carga negativa, formando un ángulo de 105°. Convierten a la molécula en fuertemente dipolar, atrae a otras moléculas de agua y forma agregados a través de puentes de hidrógeno, que debido a ellos el agua es el único líquido inorgánico y la única especie química que se presenta en los tres estados físicos en la naturaleza (sólido, líquido y gaseoso). Una de las propiedades más sorprendentes del agua es su capacidad para disolver sustancias, su polaridad es el factor principal que determina su capacidad como solvente (Arce et al., 1996). Son las características ya descritas las que permiten regular eficazmente el metabolismo de los lagos. Las modificaciones del medio acuático se producen como respuesta a los cambios climáticos y geográficos debido a las propiedades de expansión termal, su alto calor específico y las características líquido-sólidas del agua que pueden formar un ambiente estratificado, y que controla las dinámicas químicas y biológicas de un cuerpo de agua; en los ríos la temperatura tiende a aumentar desde su nacimiento hasta su desembocadura (Wetzel, 2001). La calidad del agua se define como la condición analítica cualitativa y cuantitativa en que se encuentra en determinado momento para ser usada en un fin específico. Por esto estará básicamente interrelacionada a las características físicas, químicas y biológicas (SARH, 1983). El término calidad es muy abstracto, el hombre lo usa en función del valor ambiental y la utilidad del agua. Por ejemplo, un agua de calidad suficiente para soportar muchas especies de peces puede no tenerla para los usos domésticos o un agua potable puede no serlo para la manufactura de un equipo electrónico (Chapman y Kimstach, 1996). Es por esto que las III . M A R C O T EÓ R IC O 17 exigencias de calidad estarán ligadas al uso al que esté destinado el recurso, por lo tanto, resulta difícil establecer un indicador para el estado de calidad de las aguas superficiales. En México, existen diversas normas oficiales en materia de calidad de agua, en algunas se establecen límites máximos permisibles de contaminantes, ejemplo de ellas: NOM-001- SEMARNAT-1996; NOM-002-SEMARNAT-1996; NOM-003-SEMARNAT-1997 y NOM-127-SSA-1-1994. Del mismo modo, se cuenta con un acuerdo en el que se establecen los Criterios Ecológicos de Calidad de Agua, donde se precisan niveles máximos permisibles de parámetros y sustancias, para determinar si los cuerpos de agua son aptos para proveer servicios como fuente de abastecimiento de agua potable, actividades recreativas con contacto primario, riego agrícola, provisión para uso pecuario, en acuacultura, o bien, para el desarrollo y conservación de la vida acuática (DOF, 1989). A continuación se describen algunas de las características que confieren un estado de calidad a un cuerpo de agua, misma que definirá los usos y servicios que puede proporcionar. 3.3.2 Características físicas Temperatura Los cuerpos de agua están sometidos a variaciones en la temperatura a lo largo de las fluctuaciones climáticas normales, las cuales se presentan estacionalmente y alo largo del día. Los embalses naturales y artificiales, también pueden exhibir una estratificación vertical de temperatura dentro de la columna de agua (Chapman y Kimstach, 1996). La temperatura afecta al movimiento de las moléculas, la dinámica de flujo, las constantes de saturación de gases disueltos (p. ej. O2, CO2, N2, y CH4) y las tasas metabólicas de los seres vivos (Wetzel, 2001). Las aguas superficiales se encuentran usualmente dentro de los intervalos de temperatura de 0°C a 30°C, las aguas termales superan estas temperaturas (Margalef, 1983). Las características líquido-sólido del agua permiten en algunos casos, por acción de la temperatura, la formación de un ambiente estratificado (cuadro 2) o bien el movimiento de corrientes de agua, lo que a su vez controla las dinámicas de producción, utilización y descomposición (Wetzel, 2001). III . M A R C O T EÓ R IC O 18 Cuadro 2. Tipos de lagos en función de su estratificación térmica Tipo de lago Lugar Época de estratificación Características del lago Amíctico Antártida, montañas altas y en algunos casos en el Ártico. Todo el año. Lagos sellados permanentemente por una capa de hielo cuyo grosor puede ser de 3.5 a 6 m. Dimíctico En zonas templadas o a gran altura en regiones subtropicales Verano e invierno. Tamaño mediano. Monomíctico frío Ártico y zonas de alta montaña. Todo el año, excepto en verano. La temperatura del agua no alcanza los 4°C. Monomíctico cálido En regiones cálidas de zonas templadas, sobre todo si están influidos por climas oceánicos. En áreas montañosas de latitudes subtropicales. Verano. La temperatura es igual o mayor a 4°C. Polomíctico frío continuo Zonas templadas del norte y altas montañas en zonas ecuatoriales. En la estación cálida, se puede tener una breve estratificación diurna. Poca profundidad, gran parte del año están cubiertos de hielo. Alcanzan hasta 4°C en la estación cálida. Polimíctico frío discontinuo Zonas templadas del norte y altas montañas en zonas ecuatoriales. En la estación cálida por periodos de días a semanas, aunque con interrupciones irregulares por mezcla. Cubiertos de hielo sólo una parte del año. Polimíctico cálido continuo Zonas ecuatoriales y tropicales. Estratificación por periodos que duran sólo unas horas. Lagos tropicales con repetidos periodos de circulación entre periodos cortos de calentamiento y estratificación débil. Polimíctico cálido discontinuo Zonas ecuatoriales y tropicales. Estratificación por periodos que duran días o semanas. No tienen cubierta de hielo. Fuente: Wetzel, 2001; Roldán y Ramírez, 2008. Conductividad Eléctrica Es la capacidad de una sustancia de conducir corriente eléctrica. Esta depende de la concentración de iones disueltos, su grado de disociación, movilidad y carga eléctrica y la temperatura del agua (Aguilar y Durán, 2010). Esta variable actúa como indicador del estado trófico de un cuerpo de agua (Margalef, 1983). III . M A R C O T EÓ R IC O 19 Los valores habituales de conductividad son menores de 50 µScm-1 en aguas de bajo contenido iónico y desde 500 hasta 2000 µScm-1 en aguas fuertemente mineralizadas (Roldán y Ramírez, 2008). 3.3.3. Características Químicas pH El pH del agua es un indicador de acidez o basicidad de una solución y se controla por los compuestos químicos disueltos o por procesos bioquímicos de la misma; en el agua está controlado por el balance entre el dióxido de carbono y los iones bicarbonato y carbonato o por otros compuestos naturales como los ácidos húmicos o fúlvicos (Aguilar y Durán, 2010). El intervalo adecuado de pH para la existencia de la vida es de 6 a 9. Si el estrato es alcalino le confiere naturaleza similar al agua. La acidez puede inducirse por el material geológico, la contaminación minera o lluvia ácida (SARH, 1983). Alcalinidad total La alcalinidad del agua es la suma de las bases titulables como los carbonatos, bicarbonatos e hidróxidos; sin embargo, también hay contribuciones de boratos, silicatos, nitratos y fosfatos. Representa el principal sistema amortiguador de agua dulce y desempeña un papel fundamental en la productividad de los cuerpos de agua naturales, sirviendo como una fuente de reserva de CO2 para la fotosíntesis. La alcalinidad ha sido utilizada como un indicador de la productividad de cuerpos de agua, donde niveles de alcalinidad altos indicarían una productividad alta y viceversa, dicha correlación se debe en parte a que la disponibilidad del carbono es mayor en lagos y ríos alcalinos. Internacionalmente es aceptada una alcalinidad mínima de 20 mgL-1 de CaCO3 para mantener la vida acuática. Cuando las aguas tienen alcalinidades inferiores se vuelven muy sensibles a la contaminación, ya que no tienen capacidad para oponerse a las modificaciones que generen disminuciones de pH (Vallentyne, 1978). Oxígeno Disuelto El oxígeno ejerce influencia sobre los procesos químicos y biológicos dentro de los cuerpos de agua. Concentraciones por debajo de 5 mg L-1 pueden afectar el funcionamiento y la sobrevivencia de las comunidades biológicas y concentraciones por debajo de 1 mg L-1 pueden llevar a la muerte de la mayoría de los peces (Wetzel, 2001). Es esencial para todos los organismos responsables de la autopurificación del agua. La concentración del oxígeno depende de diversos factores como la temperatura, turbulencia, presión atmosférica, sales disueltas, fotosíntesis de las algas y plantas, cantidad de materia orgánica, III . M A R C O T EÓ R IC O 20 velocidad de procesos biológicos en aguas lénticas y la aireación a través del viento (Vargas, 2002). La solubilidad del oxígeno decrece cuando la salinidad y la temperatura aumentan. En aguas dulces, el oxígeno disuelto a nivel del mar se encuentra a intervalos de 15 mgL -1 a 0°C y 8 mgL-1 a 25°C; las concentraciones en aguas no contaminadas se encuentran en valores cercanos a 10 mg L-1 (Chapman y Kimstach, 1996). Sólidos El término “sólidos” se usa para referirse a la mayoría de los compuestos presentes en aguas naturales y que permanecen después de someter una muestra a evaporación. Los sólidos totales se componen de materia sedimentable, en solución o en suspensión. Los sólidos sedimentables se constituyen por materia que sedimenta en un periodo de una hora, bajo influencia de la gravedad y en condiciones de reposo Los Sólidos Suspendidos Totales (SST) y los Sólidos Disueltos Totales (SDT) corresponden a los residuos no filtrables y filtrables, respectivamente. Todos ellos, además, pueden ser clasificados con base en su volatilidad a 600ºC en aire. Bajo estas condiciones, cualquier fracción orgánica presente se descompone en agua, amoniaco y óxidos de carbono, liberándose en forma de gas, mientras que la mayor parte de la fracción inorgánica permanecerá en forma de cenizas (óxidos u otras sales). Así, la fracción orgánica se denomina volátil y la inorgánica, fija. (Chapman y Kimstach, 1996; SARH, 1983). Grandes cantidades de SST incrementan la turbidez, disminuyen la penetración de la luz y con ella la fotosíntesis. Los SDT producen mal sabor, mayor dureza y junto con los SST disminuyen el oxígeno en los cuerpos de agua (Morales, 2010). La cantidad de sólidos en un cuerpo de agua puede ser modificada por el tiempo de residencia hidráulico. Entradas de agua de lluvia, ríos o subterránea van a interactuar con el material sedimentado y con la disgregación del suelo (Vincent, 2009). Nitrógeno El nitrógeno es esencial para los organismos vivos como constituyente importante de las proteínas, incluyendo material genético. En el agua el nitrógeno está presente en forma orgánica e inorgánica, las formas inorgánicas se presentan en forma de ion amonio (NH+4), amoniaco (NH3), nitratos (NO3), nitritos (NO2) y nitrógeno molecular (N2). La concentraciónde estas especies en los sistemas acuáticos depende en gran medida de los valores de pH (Wetzel, 2001). El nitrógeno se utiliza en fertilizantes para plantas y se vierten con aguas residuales o retornos agrícolas a cuerpos de agua. Sus formas químicas son responsables de la eutrofización de los cuerpos de agua (Aguilar y Durán, 2010). IV . Á R EA D E ES TU D IO 21 IV. ÁREA DE ESTUDIO Para fines de administración y preservación de las aguas nacionales, a partir de 1997, el país se ha dividido en 13 Regiones Hidrológico-Administrativas (RHA). Las RHA están formadas por agrupaciones de cuencas, consideradas las unidades básicas de gestión de los recursos hídricos, pero sus límites respetan los municipales, para facilitar la integración de la información socioeconómica. Así. El Distrito Federal pertenece a la RHA XIII “Aguas del Valle de México” (CONAGUA, 2011). 4.1 Río Magdalena El río Magdalena constituye uno de los principales aportes de agua superficial a la Zona Metropolitana de la Ciudad de México (ZMCM), donde se encuentra asentada una población superior a los 19 millones de habitantes. Dicha población presenta una demanda de agua de 72.5 m3s-1, de los cuales 52.2 m3s-1 (equivalente al 72%) es agua subterránea que se extraen de los acuíferos y 1.45 m3s-1 (equivalente al 2%) proviene de sistemas superficiales (Jiménez y Marín 2004). La importancia del río Magdalena y sus afluentes se remonta a la época prehispánica. Los pueblos cercanos, hicieron uso de los recursos del bosque, donde el río, además de tener para ellos una importancia vital tuvo un valor religioso. Posteriormente, en la época colonial, a lo largo del cauce, se instalaron máquinas para manejar telas, lo que trajo consigo diversos conflictos por la retención del agua con las comunidades indígenas (Jujnovsky et al., 2007). En 1897 se construyeron cinco plantas hidroeléctricas, conocidas como Dinamos, sobre el río la Barranca, afluente del río Magdalena (Departamento del Distrito Federal, 1997); con el desarrollo industrial se establecieron fábricas textiles, las cuales hicieron uso de la energía hidroeléctrica generada por el río (Jujnovsky et al., 2007). En 1950 el agua fue entubada y conducida hacia el lago de Texcoco (Departamento del Distrito Federal, 1997). El río nace en el sureste de la Ciudad de México, a 3640 msnm (Ávila, 2002), dentro del eje volcánico transmexicano formando parte de la Cuenca de México en la vertiente occidental de la Sierra de la Cruces, al oeste del Cerro de la Palma en la Delegación Cuajimalpa, y una pequeña porción del extremo Sur de la Cuenca ocupa territorio de la Sierra del Ajusco. Su cauce principal tiene una longitud de 21.6 km y se extiende desde su nacimiento en el cerro de la Palma hasta su entronque con río Churubusco (Santibáñez, 2009). IV . Á R EA D E ES TU D IO 22 Políticamente, la mayor parte se extiende sobre la Delegación Magdalena Contreras (78%) y la parte más alta forma parte de las delegaciones Álvaro Obregón (5%) y Cuajimalpa (17%) (Flores, 2008). Para su estudio, la subcuenca se ha dividido en dos áreas, el área natural y el área urbana, ambas tienen condiciones ambientales totalmente diferentes (Morales, 2010). El área natural se localiza entre los 99° 14’ 50’’ y 99° 20’ 30’’ N y 19° 13’ 53’’ y 19° 18’ 12’’ W. Limita al norte con la Sierra de las Cruces, san Bartolo Ameyalco, Santa Rosa Xochiaca y el Desierto de los Leones; al sur con el ejido San Nicolás Totolapan y montes de la hacienda Eslava. Tiene una extensión aproximada de 2925 ha (Ávila, 2002 a). A esta área se le conoce de forma popular como Los Dinamos; abarca las delegaciones Magdalena Contreras, Álvaro Obregón y Cuajimalpa y forma parte del cinturón Neovolcánico Transmexicano. Es considerada proveedora de varios servicios ecosistémicos (SE) (Almeida et al., 2007), y un refugio de fitodiversidad, con cerca de 87 familias de plantas vasculares (Ávila et al, 2008). El área natural a su vez se divide en parte alta, media y baja (Morales, 2010). La zona urbana comienza a partir del pueblo de la Magdalena, después de la segunda planta potabilizadora, y termina en su entronque con río Churubusco. Se encuentra entre los 99° 14’ 4.8’’ N y 19° 17’ 58.7’’ W y los 99° 13’ 9.47’’ N y 19° 19’ 5.7’’ W. de la longitud total del río, casi la mitad se encuentra en zona urbana. En toda la parte baja del rio el 70% ha sido entubado y sustituido por vialidades (Morales, 2010). Después de su incorporación a la zona urbana, los afluentes del rio magdalena son el sistema de drenaje y viviendas. Las corrientes hidrológicas como el rio eslava se encuentran tan contaminadas que se consideran descargas (Velázquez, 2009). Hidrología El río Magdalena nace en las faldas del cerro la Palma, de sus 21.6 km de longitud, 13 km recorren los bosques de la cuenca alta (Santibañez, 2009). Los manantiales Cieneguillas, Los Cuervos, San Miguel Ceresia, Tamascalco, San José, Potrero, Apapatxla, Las Ventanas y Los Pericos son fuentes de alimentación para el río (Álvarez, 2002). En la parte baja los principales afluentes son el río Eslava, Texcalatlaco, Anzaldo y Guadalupe (Jujnovsky et al. 2007). Presenta flujo permanente y alcanza un promedio de 1 m3/s con picos en temporada de lluvias, de hasta 20 m3s-1; sin embargo, solamente una quinta parte del caudal se aprovecha y el resto se dirige al sistema de drenaje. En promedio, se estima que esta cuenca genera por año 20 millones de metros cúbicos de agua, lo que equivale a un caudal de 630 litros por segundo. IV . Á R EA D E ES TU D IO 23 Este es un valor considerable para una cuenca de 30 km2, pues el río Magdalena aporta 50% del abasto superficial del D. F. (Jujnovsky et al., 2007). La parte alta de la cuenca provee alrededor de 0.63 m3/s, lo que equivale a 50% de la demanda de agua superficial de la ciudad de México. La dirección de flujo de agua subterránea es hacia la planicie, a partir de la sierra Chichinautzin y de las Cruces (Jujnovsky, 2006). En cuanto a la calidad, en la parte alta se considera satisfactoria (Flores, 2008; Monges, 2009), y disminuye gradualmente, conforme el cauce del río entra en contacto con actividades humanas (Monges, 2009). El problema de la contaminación que existe en la Cuenca Río Magdalena se debe a descargas urbanas, desechos domésticos y agrícolas. Más del 50% de su cauce principal se encuentra contaminado (Velázquez, 2009). Tipo y usos de suelo El suelo de la Cuenca del Río Magdalena (CRM) es muy permeable. Su origen es volcánico: andosol húmico; considerado fértil por su alta superficie específica (Fernández, 1997). En la parte media y baja de la cuenca se suma la presencia de litosoles arenosos y arcillosos. Existen estratos de distintas épocas geológicas y material ígneo extrusivo, los tipos de roca predominante son andesitas y diacitas (Álvarez, 2000). Lo que hace al suelo de la CRM susceptible de erosión. La cantidad de materia orgánica es variable: de 1 a 47% (Jujnovsky, 2003). Las actividades desarrolladas en la CRM incluyen ganadería, agricultura, piscicultura, recolecta de hongos y leña (Fernández, 1997; Ramos, 2008). El régimen de tenencia de la tierra es de tipo comunal y ejidal lo que ha conllevado a litigios por ellas (Fernández, 1997). Tipos de vegetación Nava (2003) reconoce tres comunidades vegetales principales dentro del área natural de la CRM: bosque mixto y de Quercus spp; bosque de Abies religiosa y bosque de Pinus Hartwegii. El bosque de Pinus hartwegii se ubica entre los 3500 a 3850 msnm, corresponde a la parte más alta de la cuenca. Ocupa una extensión de 943 ha. Presenta suelos tipo andosol húmico y ocrico con 15 a 30% de materia orgánica y un pH de 4.1 a 4.5 con profundidad menor a 40 cm. Es la comunidad con mayor permeabilidad de suelos (Jujnovsky, 2006). Aunque es la parte más alta de la cuenca, tiene menor precipitaciónque la parte media (Dobler, 2010). Los servicios ecosistémicos (SE) otorgados por el bosque de P. hartwegii son provisión de agua dulce, mantenimiento de suelo, regulación de la erosión y de la calidad de agua y escurrimiento superficial y captura de carbono (Jujnovsky, 2006). IV . Á R EA D E ES TU D IO 24 El bosque de Abies religiosa se ubica entre los 3000 y 3500 msnm, corresponde a la zona media de la cuenca. Es la comunidad más diversa y densa, donde además se encuentran algunas especies del género Pinus y Cupressus (Nava, 2003). Su extensión es de 1459 ha, que corresponde a un 40% de la cobertura (Galeana, 2008). Los suelos son de tipo andosol, poseen de 15 a 30% de materia orgánica y una profundidad de 50 cm; el pH va de 4.6 a 5.1 (Jujnovsky, 2006). Genera los SE de provisión de agua dulce y alimento, almacenamiento de carbono, control de la erosión y mantenimiento del suelo (Jujnovsky, 2006). El bosque mixto y de Quercus spp se encuentra en la zona baja de la CRM, entre los 2570 y 3000 msnm. Tiene una extensión de 485 ha. Posee suelo de tipo andosol mezclado con litosoles y un pH de 5.2 a 6.1 (Jujnovsky, 2006). Se encuentra bajo influencia humana (Jujnovsky, 2003). Hay un contenido de materia orgánica de 4 a 8% y profundidad de 40 cm (Jujnovsky, 2006). Entre los SE que genera se encuentran los servicios culturales: belleza escénica, ecoturismo y recreación (Jujnovsky, 2006). En cuanto a la vegetación de la zona urbana, Flores (2008) realizo un listado florístico desde la calle de Francisco Sosa hasta viveros de Coyoacán y encontró diversas familias ribereñas, siendo las mejor representadas las Asteraceae, Cruciferae, Monocotiledonae, Solanaceae y Fabaceae. Las especies de árboles dominantes existentes hasta viveros de Coyoacán son Fraxinus uhdei, Casuarina equisetifolia, Eucaliptus spp y Taxodium mucronatum. Clima Debido al relieve existen dos tipos de climas predominantes: desde la zona urbana y hasta los 3100 se presenta un clima C(w2), templado subhúmedo con temperatura media anual entre 12-18°C y de los 3100 a los 3800 clima Cb´(w2), templado semifrío con temperatura media anual entre 5-12 °C, existe un régimen de lluvias en verano y la precipitación aumenta con la altitud (Dobler, 2010; Ávila, 2002 a). IV . Á R EA D E ES TU D IO 25 Figura 3. Ubicación de Río Magdalena y Río San Buenaventura 4.2 Río San Buenaventura El río San Buenaventura es uno de los pocos ríos que quedan en la ciudad de México, se encuentra en la delegación Tlalpan. Su cauce, con 16.5 km de longitud atraviesa las poblaciones rurales San Miguel Ajusco, Magdalena Petlacalco, San Miguel Xicalco, San Andrés Totoltepec y la zona urbana de San Pedro Mártir, atraviesa por el club de Golf y desemboca en Canal Nacional (Resendis, 1991; GODF, 2010). Este río fue tributario del extinto lago de Xochimilco, lo que lo hizo importante para el desarrollo de las culturas prehispánicas asentadas a su alrededor. En la época del porfiriato el río fue entubado para abastecer las necesidades de agua de la ciudad en crecimiento. Actualmente el río solo completa su cauce en temporada de lluvias y afronta IV . Á R EA D E ES TU D IO 26 problemas graves de contaminación. Es de vital importancia ya que ayuda a disminuir inundaciones que se presentan en la zona urbana (ALDF, 2010). Desde 2005 hay un plan de rescate del rio donde se pretende limpiar el cauce y construir, por etapas, colectores marginales para canalizar las descargas de aguas negras y evitar que se contamine el caudal (Jefatura Delegacional Tlalpan, 2007). Además, este río puede almacenar una cantidad importante de agua, que pudiera suministrarse a las poblaciones aledañas y que además bajaría por gravedad, ya que dichas poblaciones tiene un suministro de agua por pipas, lo que aumenta el costo y el trabajo debido a la altitud de la zona (ALDF, 2010). La subcuenca “Río san Buenaventura” se localiza al sur del Distrito Federal, entre los paralelos 19° 16´ 30´´ y 19° 09’ 50’’ N y 99° 15’ 30’’ y 99° 08´ 10´´ W (Resendis, 1991) (Figura 3). Pertenece a la Región Hidrológica Núm. 26, Río Pánuco, en particular en la Cuenca de México. Su altitud varía entre los 2 275 y los 3 485 msnm. Limita al norte con Canal Nacional, al sur con el parteaguas de la Cuenca de México, al este con la subcuenca de los ríos San Lucas y Santiago, al oeste con la subcuenca del río Eslava. Políticamente, el río pertenece a la delegación Tlalpan, su cauce recorre las poblaciones de San Pedro Mártir, San Andrés Totoltepec, San Miguel Xicalco, Magdalena Petlacalco y San Miguel Ajusco, para finalmente desembocar en el lago de Xochimilco, por Tomatlán y enfila la Ciudad de México con el nombre del canal de la Viga (Resendis, 1991; Jefatura Delegacional Tlalpan, 2007). La zona cuenta con carreteras de primer orden y una red de caminos que comunican a los poblados localizados dentro y fuera de la cuenca, entre las principales se encuentra la carretera México-Cuernavaca y el Circuito Ajusco-Xalatlaco (Resendis, 1991). El área de la subcuenca del río San Buenaventura cubre funciones básicas de intercepción pluvial, lo cual ayuda a la regeneración de las cargas acuíferas del suelo y subsuelo; su condición arbórea le da un carácter de equilibrio climático, a la vez que constituye una zona de reserva genética y de refugio de la fauna (Jefatura Delegacional Tlalpan, 2007). Hidrología El río San Buenaventura tiene su origen en el cerro Mezontepec a 3 485 msnm. El arroyo Tecoentitla y un gran número de tributarios alimentan al río. El cauce del río recorre los pueblos IV . Á R EA D E ES TU D IO 27 de San Miguel Ajusco, San Andrés Totoltepec, atraviesa la estación Hidrométrica La Agraria, el Club de Golf México y finalmente vierte sus aguas en el Canal Nacional. El escurrimiento natural del río es rápido sobre todo en épocas de lluvias. En algunos tramos se localizan construcciones hidráulicas como son represas de gaviones, mampostería y piedras, las cuales se encuentran azolvadas. Al escurrir a la zona urbana el río recibe descargas residuales. La subcuenca tiene una extensión de 7,252 ha. y una longitud de 16.5 Km. Los pueblos asentados a los alrededores desalojan una parte de sus aguas residuales a través de corrientes superficiales que alimentan al Río San Buenaventura, el cual a su vez descarga en el Canal Nacional. Tipo y usos de suelo Los suelos presentes en la subcuenca se formaron a partir de la intemperización de rocas basálticas y emisiones de cenizas volcánicas. En la parte media y baja los suelos son profundos (mayor a 200 cm), de textura arenosa y de color café negro y grisáceo. En la parte alta se encuentran suelos con profundidad de 120 a 150 cm de textura fina y media, de color café claro y oscuro. Andosoles de textura media y gruesa se localizan en la porción centro de la cuenca ocupando el 50% de la superficie total. En la porción noreste, cubriendo una superficie del 28% está formada por feozen de textura gruesa y media. La parte sureste y suroeste, está formada por litosol de textura media, ocupando un 22% de la superficie (Resendis, 1991). En cuanto al uso del suelo se reporta que un 11.1 % es forestal, 73.8% es agrícola, le 9.3% corresponde a pastizal y el 4.9 % es de uso urbano (Jefatura Delegacional Tlalpan, 2007). La propiedad de la tierra es 51% comunal, 46% ejidal, 1% propiedad privada y el 2% es nacional (Resendis 1991). En los poblados de San Andrés Totoltepec, San Miguel Xicalco, La Magdalena Petlalcalco, San Miguel Ajusco, el suelo es de conservación, aunque existen asentamientos irregulares; en estos lugares se realizan actividades agropecuarias. En cuanto a la población de San Pedro Mártir el uso de suelo es habitacional (Jefatura Delegacional Tlalpan, 2007). Clima La temperatura media anual es de 11°C y la precipitación
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