Evaluación del grado de alteración ecohidrológica

Arturo Garrido Pérez,1  María L. Cuevas,2  Helena Cotler,1  Daniel I. González2  y Rebecca Tharme3  Resumen En México se desconoce el nivel de alteración ecohidrológica de todos los ríos y sus afluentes ocasionado por la acción humana, por ello, y dada la falta de datos puntuales que nos ayuden a construir indicadores precisos, diseñamos un modelo de análisis geográfico multicriterio que se cimenta en la compilación, interpretación y discusión multidisciplinaria de la información disponible a nivel nacional para obtener así un escenario actual de alteración.  De acuerdo con el resultado de este modelo, son siete ríos junto con sus afluentes, los que presentan un grado de alteración ecohidrológica Muy Alto (31% del total de la red fluvial nacional), 77 fueron categorizados dentro de los niveles Alto y Medio (42% del total de la red fluvial nacional) y 312 fueron clasificados dentro de los niveles Bajo y Muy Bajo de alteración (27% del total de la red fluvial nacional). Cinco de los siete ríos más caudalosos de México se encuentran dentro de las categorías más elevadas de alteración: el Río Balsas, el Río Santiago, el Río Pánuco (Muy Alta Alteración) el Grijalva-Usumacinta y el Río Papaloapan (Alta Alteración). El Río Bravo, el de mayor longitud en México, se clasifica en la categoría más elevada de alteración junto con los ríos de la Cuenca de México. En contraste, los ríos de la Península de Baja California, junto con algunos otros sistemas endorreicos de longitudes cortas, se encuentran en la categoría de menor alteración.

Abstract In Mexico, the evaluation of the human activities impacts on river systems is clearly missing; therefore, given that there is an important lack of specific data for river´s health evaluation, we built-up a multicriteria GIS model, which is based on the integration, interpretation and multidisciplinary discussion of the information available at a national level, in order to get the current state of alteration. The results show that 7 river systems are classified within a Very High level of eco-hydrological alteration (representing 31% of the total fluvial network of Mexico), 77 were categorized in the High and Medium level of alteration ( 42% of the total river system network) and 312 were classified with a low and very low alteration, (27% of the total river network). Five from the 7 most watery rivers in Mexico, are classified in the higher classes of eco-hydrologic alteration: Río Balsas, Río Santiago, Río Pánuco (very high alteration level) Grijalva-Usumacinta and Papaloapan (high alteration level). Río Bravo, the longest river of Mexico, is classified in the highest level of alteration, as well as rivers from Mexico City drainage basin. In contrast, rivers for Peninsula of Baja California, as well as endorreic shortriver systems, are in the lowest category of alteration.

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Evaluación del grado de alteración ecohidrológica de los ríos y corrientes superficiales de México

Keywords Eco-hydrological alteration; rivers, drainage basins, multicriteria GIS analysis.

Palabras clave Alteración ecohidrológica; ríos, cuencas de México, análisis espacial multicriterio.

Dirección de Manejo Integral de Cuencas Hídricas. Instituto Nacional de Ecología, SEMARNAT. Periférico 5000, Col. Insurgentes Cuicuilco, Delegación Coyoacán, C.P. 04530, México, D.F. www.ine.gob.mx. Contacto: [email protected]

  1

Posgrado en Geografía. Facultad de Filosofía y LetrasCIGA. Universidad Nacional Autónoma de México 3 The Nature Conservancy. Global Freshwater Team Calle 25 #187-B x 8 y 10. Colonia García Ginerés. Mérida, Yucatán, 97070. México 2

Recibido: 8 de febrero de 2010

Aceptado: 16 de marzo de 2010

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1. Introducción El hombre requiere del agua para subsistir; por eso ha desarrollado desde la antigüedad diferentes estrategias que le han permitido asegurar la disponibilidad de este recurso cerca de su entorno. Dentro de las principales estrategias se encuentran el diseño, construcción y operación de un sinnúmero de obras hidráulicas que modifican, en mayor o menor medida, las condiciones ambientales de los lugares donde han sido realizadas. Dichas obras comprenden la construcción de obras civiles: pozos, canales, drenes, acueductos, presas, bordos, diques y otros reservorios artificiales. El desarrollo de la ingeniería hidráulica se ha fundamentado en la idea del recurso hídrico como un bien imperecedero que podía ser controlado, usado y manejado ilimitadamente. Todavía hace unas décadas se pensaba que los beneficios económicos, producto del control y manejo del agua de los ríos por ejemplo, eran mayores que los costos que representaban (Toledo 2006). Sin embargo, los daños causados a estos sistemas acuáticos continentales, producto del mal manejo que se les ha dado a lo largo del tiempo, son cada vez más evidentes a nivel local, regional y global (Millennium Ecosystem Assessment 2005, Nilsson et al. 2005, Revenga et al. 2000, Revenga et al. 1998, Dynesius y Nilsson 1994). Los ríos constituyen uno de los sistemas acuáticos más complejos e importantes para el planeta ya que juegan un papel central en la circulación y transporte del agua a nivel global, se encargan de llevar la escorrentía hacia el mar, la cual regresa hacia el continente vía atmosférica para precipitarse nuevamente sobre las tierras emergidas. Gracias a esta acción cíclica, se renueva constantemente la cantidad de agua en los continentes, proceso fundamental que sostiene la vida sobre la superficie terrestre. No obstante, los ríos son más que conductores de agua, son sistemas cuyas funciones influyen en otros ecosistemas, ya que en ellos se estructuran cadenas tróficas y ciclos de nutrientes de una infinidad de organismos (Postel y Richter 2003). Los ríos mantienen un constante intercambio de materia y energía con los valles y las zonas ribereñas así como también con las desembocaduras de las cuencas, permitiendo el establecimiento de sistemas altamente biodiversos como los humedales y los estuarios. Los sistemas fluviales también son determinantes del ciclo hidrológico de la cuenca hidrográfica, influyendo a su vez en la composición faunística y florística de ésta (Nylsson Arturo Garrido Pérez et al.

y Malm Renöfält 2008, Naiman et al. 1993). En la cuenca, los ecosistemas de las zonas bajas y medias dependen de la calidad y cantidad del agua transportada por los ríos desde la cuenca alta (Nylsson y Malm Renöfält 2008, Jiménez et al. 2005, Postel y Richter 2003). De los sistemas fluviales, el hombre obtiene importantes servicios ambientales tales como la provisión de agua potable para consumo humano (además del uso agrícola e industrial), la purificación de aguas residuales, la mitigación de inundaciones, el mantenimiento de la fertilidad de los suelos, la distribución de nutrientes a lo largo de las cuencas, el mantenimiento del equilibrio en el balance salino de las zonas costeras, también son lugares propicios para la recreación y el turismo, son esenciales para la generación de energía y sirven igualmente como medios de transporte (Nylsson y Malm Renöfält 2008, Postel y Richter 2003, Postel 2000, Revenga et al. 2000). A partir del reconocimiento del valor que tienen los ríos para la sociedad, es que ha surgido el concepto de caudal ecológico, el cual tiene que ver con la calidad y la cantidad de agua necesaria para que los ríos mantengan su estructura y funcionamiento adecuados (Jiménez et al. 2005, Postel y Richter 2003). El caudal ecológico podría definirse también como el régimen hídrico que provee un río, un humedal o algunas zonas costeras, y que permite mantener a otros ecosistemas, especialmente en aquellos lugares donde existe una competencia por el uso del agua y dónde los flujos hídricos son regulados por presas, canales o bordos (Dyson et al. 2003). El uso inadecuado del agua y el mal manejo de las tierras en general, está alterando alarmantemente los regímenes hidrológicos de los ríos en todo el mundo y por lo tanto, la disponibilidad, calidad y temporalidad del agua en las cuencas (Nylsson y Malm Renöfält 2008). Una de las causas directas de esta alteración en los ríos es la construcción, diseño e inadecuada operación de las presas, embalses, canales, drenes, diques y acueductos que las acompañan (World Commission on Dams 2000). Por otro lado, la deforestación, la fragmentación de los ecosistemas derivados de los cambios no planificados del uso de la tierra, la descarga de aguas residuales y residuos sólidos directo en los ríos, el crecimiento urbano y el desarrollo de infraestructura carretera, son algunos de los factores indirectos que impactan gravemente la calidad y cantidad de agua disponible (Toledo 2006, Jiménez et al. 2005, Postel y Richter 2003, Revenga et al. 2000, Rosenberg et al. 2000, Revenga et al. 1998, Dynesius y Nilsson 1994).

Bravo, el cual ha registrado por momentos, un caudal nulo en su desembocadura causado por la retención de todo su volumen hídrico en presas para su derivación hacia ciudades y grandes distritos de riego (CONAGUA 2008, Linares 2004, Revenga et al. 1998). En relación a la riqueza hídrica superficial en México según CONAGUA (2008), el escurrimiento medio anual registrado es de 378.4 km3. Este volumen hídrico no se distribuye homogéneamente en todos los ríos del territorio nacional, sino se concentra el 65% en tan sólo siete ríos: el Grijalva-Usumacinta, Papaloapan, Pánuco, Coatzacoalcos, Balsas, Santiago y Tonalá, respectivamente. Estos ríos se localizan en el centro y sureste del país, regiones en las que se concentra también, la mayor parte de la población. De acuerdo con la CONAGUA (2008), el grado de presión sobre el agua en esta porción del territorio es superior al 40 %, alcanzando en la cuenca de México hasta un 155 %. La misma institución reporta que los ríos siguen siendo los principales abastecedores de este recurso a nivel nacional pues para el 2007, del total del agua extraída (79 km3), 63% provino de fuentes superficiales, y según la tendencia mostrada, este porcentaje seguirá en aumento, ya que entre el año 2000 y el 2007, la extracción de fuentes superficiales aumentó en 12%. Además de la extracción de agua de los ríos como un importante factor para su alteración, en nuestro país las descargas residuales y el aporte de fosfatos y nitratos provenientes de la agricultura juegan un importante rol en dicha modificación. Como ejemplo, en el año 2007 se generaron en los centro urbanos 7.66 km3 de aguas residuales, de las cuales sólo cerca del 32.6% fueron tratadas (CONAGUA 2008). Todo lo anterior, revela la necesidad apremiante de conocer el estado ambiental e integridad en el que se encuentran todos los ríos de México y de los cuales depende, una importante cantidad de la población del país así como sus actividades económicas. Hasta hoy, es notable la carencia de una evaluación global que nos aproxime a este conocimiento, y la principal razón probablemente obedece a la falta de datos específicos para cada sistema fluvial. Por consiguiente, el objetivo de este trabajo es generar un escenario nacional que nos aproxime al estado de alteración ecohidrológica de los ríos del país, a través de una evaluación ambiental robusta basada en el análisis geográfico de la información espacial disponible. Un panorama de estas características, identificará aquellos sis-

Evaluación del grado de alteración ecohidrológica de los ríos y corrientes superficiales de México

Sección: Investigación

Múltiples estudios a lo largo de importantes ríos en el mundo han demostrado que las presas modifican la composición química del agua, cambian su temperatura, alteran el patrón temporal y espacial del flujo hídrico (crecidas estacionales, por ejemplo), modifican la disponibilidad de agua y la distribución de sedimentos en las planicies de inundación, zonas riparias (o ribereñas) y en ambientes estuarinos; todo lo anterior repercute finalmente en la degradación de los hábitat y de su procesos ecológicos básicos, poniendo en riesgo también la supervivencia de la flora y fauna nativas (Nilsson et al. 2005, Postel y Richter 2003, Jansson et al. 2000, Dynesius y Nilsson 1994, Baxter 1977). Por otro lado, uno de los problemas más críticos derivados de la canalización y desvío deliberado de los ríos es la mala calidad del agua que es revertida a éstos una vez que fue utilizada para el regadío de terrenos agrícolas pues en la mayoría de los casos además de volver con una mayor cantidad de sedimentos, regresa también con grandes cantidades de fertilizantes, pesticidas y demás compuestos químicos asociados a las actividades agrícolas (Revenga et al. 1998, Dynesius y Nilsson 1994). De igual forma, la construcción de infraestructura carretera y la extracción desmedida de agua superficial, modifican el volumen, la calidad y la estacionalidad de sistemas fluviales (Jones et al. 2000, Trombuclak y Frissell 2000, Revenga et al. 1998, Allan et al. 1997). Otro problema que ha incidido en la modificación de la calidad, cantidad y temporalidad del agua de los ríos. ha sido el modelo de desarrollo urbano actual. El crecimiento incontrolado de las ciudades y la población ha generado una acelerada demanda por el agua, ejerciendo una alta presión sobre este recurso. Asimismo, las ciudades utilizan a los ríos como medio de drenaje para sus descargas y gran parte de sus desechos. Ambos factores continúan poniendo en riesgo, la distribución, cantidad, calidad y disponibilidad del agua a nivel mundial y en México, esta problemática no es la excepción (Revenga et al. 2000, Revenga et al. 1998, CONAGUA-SEMARNAT 2008, Toledo 2006). La modificación a los regímenes hídricos de los ríos (y sus volúmenes) ocasionada por la construcción de infraestructura hidráulica y la sobreexplotación del agua, ha alcanzado dimensiones alarmantes en algunas regiones del mundo (Jiménez et al. 2005, Postel y Richter 2003, Richter et al. 1996). En México, uno de los ejemplos más dramáticos de este tipo de alteración ha sido el río

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temas fluviales prioritarios en los cuales sea apremiante la implementación de medidas de restauración, manejo y conservación de ríos así como también, será un insumo indispensable para identificar aquellos sistemas en dónde la determinación de caudales ecológicos sea imprescindible y apremiante. 2. Método y materiales 2.1 Método El método de este trabajo se sustenta en el diseño e implementación de un modelo espacial multicriterio conformado por 75 variables (o criterios) en el cual, se integra y sistematiza información geográfica organizada jerárquicamente según lo propuesto por Saaty (1980), a través de evaluaciones explícitas dentro de un marco estructurado en un árbol de decisiones (Anselin y Meire 1989). Este modelo consta de 3 subbloques (3 niveles jerárquicos), cuya agregación tiene como finalidad mostrar el grado de alteración ecohidrológica potencial de todos los ríos (incluyendo todas sus corrientes tributarias) del país; véase figura 1. Esto es, estimar el nivel de modificación de las condiciones hidrológicas y ecológicas originales de los ríos debido a la presencia y operación de ciertos elementos antropogénicos emplazados físicamente sobre éstos o en su proximidad, así como también, a la modificación de dichos ríos de manera indirecta a través de la alteración de sus áreas riparias y de los territorios que forman sus cuencas hidrográficas. Cada uno de estos sub-bloques, implica un nivel de aproximación espacial distinto y que agregados, muestran el grado de alteración ecológica e hídrica de todo un sistema fluvial. Los tres sub-bloques consisten en estimar: a) El impacto potencial directo en la red fluvial. b) El impacto potencial de la zona riparia. c) El impacto potencial de la cuenca hidrográfica (o de drenaje). Los tres sub-bloques se describen a continuación:

a) Impacto potencial directo en de la red fluvial Este sub-bloque tiene por objeto estimar el impacto de la red de drenaje de todas las cuencas del país, es decir, el impacto de corrientes tributarias y cauces principales que conforman a los sistemas fluviales, tanto en su régimen hídrico como en la condición de su ecosistema acuático, a través de ciertos indicadores o criterios. Para la estimación de la alteración del régimen hídrico causada por la interrupción y subsecuente modificación de los patrones de comportamiento espacial y temporal naturales de un río, se cuantifican todas aquellas obras de infraestructura hidráulica que a lo largo de las corrientes retienen, almacenan, regulan, dificultan, modifican o desvían el libre flujo del agua de los ríos; es decir, se consideran a aquellos elementos que están alterando su caudal6  y régimen natural. Este sub-bloque busca suplir la carencia de series de datos hidrométricos actualizadas, organizadas y completas para toda la red fluvial del país y con la cual, se podría estimar con mayor certidumbre el grado de alteración del comportamiento espacial y temporal de cada río. Véase figura 2. Se cuantificó el número total de presas y bordos para cada cuenca en términos de su densidad (número de elementos dividido entre el área de la cuenca) y su frecuencia (número de elementos dividido entre la longitud total de la red hidrográfica). En este caso, la frecuencia es una medida de fragmentación o segmentación de las corrientes ocasionada por dicha infraestructura; esta medida se calculó tanto para las corrientes perennes como para las intermitentes, separando a su vez para dichas corrientes, la fragmentación ocasionada por las presas y la de los bordos. Esta medida parte de la premisa de que, a mayor fragmentación de los ríos menor conectividad de los ecosistemas acuáticos y por lo tanto, mayor alteración ecológica e hídrica (Postel y Richter 2003, Jansson et al. 2000). De igual forma, se cuantificó la longitud total de canales de riego y acueductos construidos en cada sistema fluvial (relación longitud de infraestructura hídrica vs. longitud de red fluvial), partiendo del supuesto de que cada obra derivadora o desviadora de agua, conlleva

Volumen de agua que fluye en una unidad de tiempo determinada a través de una sección transversal de una corriente, se mide usualmente en m3/seg.

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Arturo Garrido Pérez et al.

Sección: Investigación

Figura 1. Modelo conceptual para la evaluación de la alteración ecohidrológica de los ríos de México. Obsérvense los tres sub-bloques jerárquicos principales: red fluvial, zona riparia y cuenca hidrográfica.

también ciertas alteraciones de las condiciones hídricas y ecológicas de los ríos, como la posible extracción de agua de los ríos por ejemplo. Asimismo, se calculó la frecuencia de las intersecciones de la red fluvial con las vías de comunicación terrestre (carreteras, autopistas, caminos, brechas y veredas). Se partió de la premisa de que la construcción de todas las obras de infraestructura de caminos sobre los cauces por su diseño y construcción, alteran condiciones fundamentales de la red fluvial como son, la velocidad de la corriente, las dinámicas erosiva

y acumulativa, la temperatura del agua y el grado de oxigenación entre otras (Nilsson et al. 2005, Jones et al. 2000, Trombulak y Frissell 2000). Por lo tanto, a mayor cantidad de concurrencias, mayor será el grado de alteración en los ríos. Para la estimación del impacto en la condición ecológica de los ríos, se emplearon los datos de especies invasoras de peces a lo largo de todo el país, pues su presencia indica por sí misma, cierto grado de alteración del ecosistema acuático (véase apartado de materiales; CONABIO, 2008).

Evaluación del grado de alteración ecohidrológica de los ríos y corrientes superficiales de México

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Figura 2. Representación gráfica del sub-bloque de impacto potencial directo en la red fluvial.

En cuanto a la calidad del agua de los ríos del país, se utilizaron datos de calidad de agua disponibles para el año 2007 (CONAGUA 2007), donde se estiman la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y sólidos suspendidos totales (SST) para algunos ríos del país, tanto para la época seca como para la época húmeda (lluviosa). Todas las variables se integraron empleando técnicas multicriteriales generando así un mapa de evaluación a nivel de cuenca denominado impacto potencial directo en la red fluvial.

b) Impacto potencial de la zona riparia En este sub-bloque se estima el impacto o alteración que potencialmente ocurre en las zonas geográficamente contiguas a la red de drenaje y que por su proximidad espacial, influye también de manera sustancial en la salud general de los ríos, estas zonas son las zonas de ribera. Debido a la falta de una delimitación geográfica de dichas zonas a nivel nacional, se adoptaron como zonas riparias o de ribera a las unidades geomorfológicas denominadas “valles fluviales” del país (véase apartado de materiales). Esta adopción se fundamenta en que los procesos geomorfológicos determinan e influencian a los procesos ecológicos e hídricos de las zonas riparias y además, dado el nivel geográfico regional de análisis de este trabajo, los 30

Arturo Garrido Pérez et al.

valles resultado del trabajo fluvio-erosivo de los ríos, en mayor o menor grado, mantienen condiciones y funciones ambientales vinculadas directamente a la condición de las corrientes. Es claro que la zona riparia es una franja espacialmente angosta y que en ríos bien conservados, llega a ocupar máximo algunas decenas de metros cuadrados de superficie alrededor de los cauces. Por la escala del análisis y del insumo usado, esta franja sería muy estrecha y por ende, inapreciable. Sin embargo, asumimos que al evaluar la totalidad de la zona de valles fluviales, intrínsecamente quedan incluidas también las estrechas zonas riparianas y que por la influencia espacial de los procesos que se dan en estos valles, estas zonas se verán influenciadas en mayor o menos medida, es decir, inferimos su condición de manera indirecta. De igual forma, por la carencia de datos específicos que muestren el nivel de integridad de las zonas riparias, generamos indicadores que muestran indirectamente el estado de estas áreas: el uso de suelo y vegetación, el impacto o presión ejercida por la población urbana y rural asentada dentro de esta zona, la presencia de procesos de erosión acelerada y la existencia de bancos de materiales emplazados en estas zonas. Véase figura 3. En relación con el empleo del uso de suelo y la cobertura vegetal más reciente (2000) como indicadores de integridad de las zonas riparias, se evaluó el grado de trans-

Sección: Investigación

Figura 3. Representación gráfica del sub-bloque de impacto potencial de la zona riparia

formación humana de los ecosistemas originales partiendo de la premisa de que, a mayor presencia de vegetación natural (o menor grado de transformación) en estas zonas, se espera una mejor condición y funcionalidad del sistema fluvial en su conjunto. Para la vegetación natural existente en esta zona, también se calculó el grado de fragmentación como otro indicador de integridad ecológica complementario y que se basa en la premisa de que, a mayor fragmentación de la vegetación natural, mayor será su degradación y por ende, su funcionalidad con relación a los ríos. Asimismo, se cuantificó la superficie (extensión) total de los asentamientos humanos que se encuentran espacialmente vinculados a estas zonas como un indicador también de impacto en su funcionalidad. También se cuantificó la cantidad total de población urbana y rural asentada en las zonas riparias así como su densidad de poblamiento a partir de Unikel et al. (1974). Se separaron ambos tipos de población para inferir así su impacto diferenciado en los ríos, especialmente en lo que a calidad y cantidad del agua se refiere pues las ciudades por ejemplo, son lugares típicos de contaminación puntual de las aguas y corrientes superficiales. La variable de erosión hídrica acelerada (surcos y cárcavas) es relevante debido que las áreas afectadas por esos procesos son superficies de aporte de sedimentos y contaminantes para los ríos (COLPOS-SEMARNAT, 2001).

Otro indicador se realizó a partir de la presencia de bancos de extracción de materiales a lo largo de estas zonas pues típicamente su operación modifica la geomorfología de los cauces, provocando así inestabilidad de laderas y tierras adyacentes, inundaciones, contaminación del agua por su aporte de materiales y el más importante, la pérdida total o la reducción del flujo hídrico. Todos los mapas se integraron espacialmente empleando técnicas multicriteriales generando así un mapa agregado a nivel cuenca denominado alteración potencial de la zona riparia.

c) Impacto potencial de la cuenca hidrográfica Evaluar la integridad del territorio que conforma a la cuenca hidrográfica de los ríos tiene como objeto deducir la posible influencia que el manejo y condición de dicho territorio tiene sobre los ríos pues las corrientes y otros cuerpos de agua son invariablemente, los receptores y conductores finales de los efectos del manejo del territorio en una cuenca hidrográfica. Para este sub-bloque se evalúan para cada cuenca aspectos relacionados con el cambio de uso de suelo y de vegetación así como el estado actual de esta última, la degradación de suelos, el índice de urbanización, la situación de las aguas subterráneas en términos de extracción y disponibilidad e igualmente, se realizó la estimación

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de la contaminación potencial difusa para cada cuenca. Véase figura 4. En cuanto al uso de suelo y vegetación, se evaluó la dinámica de la modificación antrópica de las cuencas a partir de la pérdida de la vegetación natural en los últimos 26 años (1974-2000) así como el proceso de degradación de la vegetación natural a través de la secundarización de la vegetación primaria, el grado de naturalidad actual de cada cuenca en función del grado de modificación humana de los ecosistemas y el índice de fragmentación de la vegetación natural. Otro indicador de integridad que se estimó para la cuenca fue la extensión de suelos degradados por procesos de degradación física y química (COLPOSSEMARNAT, 2001) en cada una de ellas partiendo de que, el estado del suelo siempre repercutirá en la dinámica hidrológica de una cuenca debido a la alteración de los procesos de infiltración y almacenamiento de agua así como para la mejora de su calidad. También se calculó el índice de urbanización como un indicador de presión ejercida por las poblaciones urbanas

en las cuencas, asumiendo que dichas poblaciones generan una serie de transformaciones en los ríos debido a las descargas de aguas residuales y residuos sólidos que vierten a la red fluvial, así como también, por la alta demanda de agua para consumo humano. Para la evaluación del agua subterránea se construyó un indicador que cuantifica la cantidad total de agua extraída (registro público de derechos de agua, REPDA, CONAGUA 2009), en términos de volumen por unidad de área en la cuenca, el volumen total extraído dentro del territorio de cada cuenca, así como también la superficie de la cuenca clasificada por CONAGUA (2008) como sobre-explotada o sin disponibilidad de agua subterránea, aunque ciertamente sabemos que en muchos casos, los flujos subterráneos y los límites de los acuíferos no coinciden con el límite hidrográfico. Finalmente, se construyó un indicador que evalúa el grado de contaminación potencial difusa en cada cuenca a partir de los usos de la tierra, como la agricultura de temporal, de riego y los pastizales inducidos y cultivados.

Figura 4. Representación gráfica del sub-bloque de impacto potencial de la cuenca hidrográfica.

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Arturo Garrido Pérez et al.

d) Agregación de variables y la unidad espacial de representación cartográfica Uno de los requerimientos de la evaluación espacial multicriterio es que las variables puedan ser comparables entre sí. Debido a la distinta naturaleza de las variables (o criterios) involucradas y la inherente discrepancia entre las unidades de medición de cada una, fue necesario el uso de técnicas de estandarización; la función lineal entre los valores absolutos mínimos y máximos fue el método de estandarización que con mayor frecuencia se usó durante este estudio (Malczewski 1999, Sharifi et al. 2004). Esto quiere decir que para cada cuenca se analizaron los datos en su interior para posteriormente obtener un solo valor individual estandarizado, a través de funciones de valor para el caso de valores continuos. En el caso de variables previamente clasificadas, se determinó la importancia relativa de cada clase a través de funciones de jerarquización de órdenes. De esta forma se obtuvo para cada cuenca un nivel de afectación o impacto en una escala de 0.0 (inexistencia de impacto o alteración) a 1 (máximo valor de alteración), de acuerdo con la naturaleza de cada variable. Así se generaron las 75 variables del modelo. Para la integración de las variables, se optó cómo método de agregación la combinación (sumatoria) lineal ponderada (Malczewski 1999). Dicho método opera a través de la sumatoria de unidades espaciales que ocupan la misma posición geográfica, en este caso la cuenca hidrográfica, a través de un lenguaje algebraico y en la cual, se expresa una función de su sobreposición espacial, cuyas capas o mapas son los argumentos de dicha sumatoria. La fórmula general de esta operación se expresa enseguida (derivada de Belton 1986): Vi

∑ w j xi j j

Donde, Vi es valor resultante de la alternativa i, wj es el peso asignado al criterio j para reflejar su importancia relacionada a otro criterio y xij, es la calificación de la alternativa i sobre el criterio j.

Los pesos asignados para la integración de los tres sub-bloques quedaron de la siguiente manera: 0.57 para el impacto potencial directo en la red fluvial; 0.29 al de impacto potencial de la zona riparia y; 0.14 sub-bloque de impacto potencial de la cuenca hidrográfica, es decir, se estableció la relación de 2 veces más importante (o con el doble de peso) el primer sub-bloque que el segundo y asimismo, 2 veces más importante (con el doble de peso) el segundo que el primero. Una vez obtenidos los resultados, se re-clasificaron empleando el método de rompimientos naturales (método de optimización de Jerks), el cual busca la clasificación de los datos a partir del agrupamiento natural de los valores, basándose en la bondad de ajuste de la varianza (cálculo de la desviación al cuadrado de las medias de cada grupo buscando un ajuste de los valores máximos y mínimos en cada clase), ESRI (2004). Si bien los indicadores del sub-bloque de alteración directa y de la zona riparia se calcularon empleando a la red de drenaje y a los valles fluviales como entidades de análisis, por razones de simplificación para el análisis y para mostrar los resultados, optamos por emplear como unidad espacial de representación cartográfica a las cuencas hidrográficas. Para ello se empleó el mapa de INEGIINE-CONAGUA (2007), modificado por Cuevas et al. (2008), cuyo mapa contiene 393 cuencas y grupos de cuencas, en lugar de las 1471 cuencas hidrográficas del territorio nacional. Para la implementación del modelo se usó el módulo de análisis multicriterio del software ILWIS (acrónimo de Integrated Land and Water Information System) v.3.2., en formato de celda (pixel). Cada capa de información geográfica cuenta con una resolución espacial de 300 m. El método propuesto en este trabajo fue revisado y enriquecido a través de la contribución de un grupo de 25 expertos en el tema durante un taller de discusión, realizado el 17 y 18 de junio del 2008. La composición del panel de expertos incluyó a especialistas en caudal ecológico, ictiólogos, ecólogos de poblaciones, geógrafos especialistas en hidrología, análisis espacial y geomorfología fluvial, biólogos, limnólogos, y especialistas en pesquerías. Los especialistas ocupan cargos en organizaciones no gubernamentales, instituciones académicas e instituciones del gobierno federal. Uno de los principales aportes derivados de este grupo de expertos fue la decisión en la asignación de pesos a los sub-bloques

Evaluación del grado de alteración ecohidrológica de los ríos y corrientes superficiales de México

Sección: Investigación

Todos los mapas de este sub-bloque también fueron agregados en un solo indicador llamado: alteración potencial de la cuenca de drenaje. Véase figura 5 para la representación de este sub-bloque.

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Producto/insumo

Autor(es)

Institución

Año

Escala

Lugar de edición/ producción

Mapa regionalizado de las cuencas hidrográficas de México Mapa de cuencas hidrográficas de México (escala 1: 250 000)

María L. Cuevas, Arturo Garrido, Esthela I. Sotelo INEGI-INE-CONAGUA, 2007. (Derivado de INE 2003. Cuencas hidrográficas de México, escala 1:250,000 . Priego A.G., Isunza E., Luna N. y Pérez J.L) Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática Instituto Nacional de Ecología-Planificación, Desarrollo y Recuperación Ambiental, S.C. Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática Comisión Nacional del Agua. SEMARNAT María L. Cuevas

Instituto nacional de Ecología. SEMARNAT Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática, Instituto Nacional de Ecología, Comisión Nacional del Agua

2008

1: 250 000

México D. F.

2007

1: 250 000

Aguascalientes Ags. México

1992

1: 250 000

Aguascalientes Ags. México

2003

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México D. F.

1992

1: 250 000

Aguascalientes Ags. México

1992

1: 250 000

Aguascalientes Ags. México

2007

N/A

México D. F.

Instituto Nacional de Ecología, SEMARNAT

2008

1: 250 000

México D. F.

Instituto de GeografíaInstituto Nacional de Estadística Geografía e Informática Instituto de GeografíaUNAM-SEMARNATINE Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática COLPOS (Colegio de Posgraduados)-SEMARNAT

UNAM- SEMARNAT

2001

1: 250 000

México D. F.

UNAM- SEMARNAT-INE

2001

1: 250 000

México D. F.

2000 y 2005

1: 250 000

Aguascalientes Ags. México

SEMARNAT

2001

1: 250 000

Montecillo, Edomex.

Mario A. Ortíz.

Instituto de Geografía-UNAM, Instituto Nacional de Ecología, SEMARNAT

1996

1:250 000

México D. F.

Red de drenaje de la carta topográfica Complemento de la red de drenaje

Cuerpos de agua artificiales (extraídos de la carta topográfica) Toponimia (extraída de la carta topográfica) Base de datos georreferen-ciada de presas y bordos Distribución geográfica de las presas y bordos de México Infraestructura hidráulica y carretera (extraída de la carta topográfica) Uso de Suelo y Vegetación 1976, modificado por el IGgUNAM. Inventario Nacional Forestal 2000 Mapa de localidades

Mapa de degradación de suelos causada por el hombre en la República Mexicana Mapa de peligros geológicogeomorfológicos

34

Instituto nacional de Ecología. SEMARNAT

Base de datos georreferenciada del Registro Público de Derechos de Agua (REPDA), Base de datos georreferenciada de concesiones para la extracción de materiales en ríos, Base de datos de calidad del agua; datos de monitoreo

Comisión Nacional del Agua. SEMARNAT

2009

N/A

México D. F.

Comisión Nacional del Agua. SEMARNAT

2008

N/A

México D. F.

Subdirección General Técnica, Comisión Nacional del Agua. SEMARNAT

2008

N/A

México D. F.

Urbanización de las Cuencas Hidrográficas de México

Karina Ruíz

2009

1: 250 000

México D. F.

Arturo Garrido Pérez et al.

Instituto Nacional de Ecología, SEMARNAT

Autor(es)

Institución

Año

Escala

Lugar de edición/ producción

Mapa de Acuíferos

Comisión Nacional del Agua. SEMARNAT

2008

N/A

México D. F.

Censo de población y vivienda 2000

Instituto Nacional de Estadística Geografía e Informática

2000

N/A

Aguascalientes Ags. México

Base de datos georreferenciada de especies invasoras acuáticas

Sistema de información sobre especies invasoras en México

2008 (fecha de consulta)

N/A

México D.F.

CONABIO

del presente modelo junto con algunos de sus criterios (variables). 2.2 Materiales A continuación se sintetizan los materiales utilizados en este trabajo: 3. Resultados Para este trabajo se analizaron un total de 577,976 km de longitud red de drenaje, 322,868 km2 de área riparia y el área de las 393 cuencas hidrográficas7  que componen al territorio nacional con un equivalente a 1,938,233 km2 de superficie. Los principales resultados obtenidos a partir de la implementación del modelo descrito en el apartado anterior son los siguientes: 3.1 Impacto potencial directo en la red fluvial

Sección: Investigación

Producto/insumo

te en la península de Baja California, en algunas otras redes que vierten hacia el Pacífico y en otro grupo de corrientes de tipo endorreico en la parte norte-centro del territorio nacional. De esta forma, las redes fluviales y sus cuencas en las que se observa un nivel muy bajo y sin impacto directo, ocupan un 16% de la superficie absoluta del territorio mexicano, y constituyen, un 15% de la red hidrográfica de México. En el caso intermedio, se encuentran los ríos y sus tributarios con un nivel alto y medio de impacto y que suman en total 83, siendo las más reconocidas, las corrientes de la Cuenca Lerma-Chapala, las de GrijalvaUsumacinta, las del Papaloapan, Río Fuerte, Yaqui, Mayo, las del Río Sonora, Jamapa, Río Papagayo y las del Río Colorado. Las cuencas de estas dos categorías (alto y medio) ocupan en total el 37% del territorio mexicano y comprenden 38% de todas las corrientes a nivel nacional. Consúltese tabla 1. 3.2 Impacto potencial de la zona riparia

El mapa resultante de este sub-bloque, se muestra en la figura 5 y en el cual, se observa el patrón geográfico del impacto directo para el país. Estos resultados también se sintetizan en la tabla 1. Los ríos y corrientes tributarias con un grado muy elevado de impacto suman 11, entre ellas destacan por su importancia, la red de la Cuenca de México, las corrientes del Río Balsas, las del Río Bravo, las de Cuitzeo, la red de drenaje del Santiago, del Pánuco, del Río Nazas y la del Río San Pedro, entre otras. Por lo tanto, las redes fluviales, cauces y corrientes con el mayor impacto potencial directo drenan a un 33% del territorio nacional y corresponden al 37% de la red hidrográfica del país. Véase tabla 1. En el caso contrario, las corrientes en donde se aprecia el menor grado de impacto se localizan principalmen-

El mapa derivado de este sub-bloque se ilustra en la figura 6, allí se observa la distribución nacional del nivel de impacto de la zona riparia de los ríos de México. Los resultados también se muestran de forma sintética en la tabla 2. Son 6 cuencas las que poseen un grado muy elevado de impacto en sus zonas ribereñas; éstas son las áreas riparias de las cuencas de México, Santiago, Pánuco, Bravo, las del Río Balsas y las del Río La Sabana (Edo. de Guerrero). Por lo tanto, la superficie total de las cuencas en las que virtualmente ocurre la mayor alteración de sus zonas riparias, equivale a 26% de total del país; y en conjunto, estas mismas zonas corresponden al 30 % de la totalidad de las zonas ribereñas (valles fluviales) del territorio nacional. Véase tabla 2.

Evaluación del grado de alteración ecohidrológica de los ríos y corrientes superficiales de México

35

Investigación ambiental 2010 • 2 (1): 25-46

Figura 5. Impacto potencial directo en la red fluvial de México

En su versión regionalizada; véase apartado de método y materiales de este trabajo.

 7

En el caso opuesto, las áreas riparias en las que se espera encontrar el menor grado de impacto pertenecen a un número importante de cuencas localizadas a lo largo de la Península de Baja California, también se ubican dentro de algunas cuencas cerradas (endo-

rreicas) del centro-norte y norte del país. Igualmente, existen áreas de ribera con un nivel elevado de integridad (bajo impacto) en ciertas cuencas exorreicas que vierten hacia del Golfo de México y al Pacífico. Todas ellas en conjunto, completan un total de 184,

Tabla 1. Síntesis de resultados del impacto potencial directo en la red fluvial de México.

Nivel de impacto directo en la red fluvial Muy Alto

36

Número de Cuencas 11

Superficie territorial (km2) 638,111

Proporción relativa nacional (%)

Longitud total de la red de drenaje (km)

Longitud relativa (%)

33

215,586

37

Alto

31

398,990

20

123,737

21

Medio

52

325,743

17

97,317

17

Bajo

54

267,470

14

54,654

10

Muy Bajo

59

128,980

7

31,212

5

(Sin alteración)

186

178,937

9

55,469

10

Totales

393

1,938,233

100

577,976

100

Arturo Garrido Pérez et al.

Sección: Investigación

Figura 6. Impacto potencial de la zona riparia de los ríos de México.

Tabla 2. Síntesis de resultados del impacto potencial de la zona riparia de los ríos de México

Nivel de Impacto en la zona riparia Muy Alto

Número de cuencas

Superficie territorial (km2)

Proporción relativa nacional (%)

Superficie Total de la zona riparia (km2)

Superficie relativa (%)

6

509,637

26

98,531

30

Alto

20

270,601

14

48,451

15

Medio

70

404,153

21

73,003

23

Bajo

113

300,068

15

45,690

14

Muy Bajo

184

453,773

23

57,192

18

Totales

393

1,938,233

100.00

322,868

100.0

Evaluación del grado de alteración ecohidrológica de los ríos y corrientes superficiales de México

37

Investigación ambiental 2010 • 2 (1): 25-46

ocupando una superficie equivalente al 23% de la superficie del país. Estas zonas riparias corresponden al 18% del total de las zonas ribereñas de México. Consúltese tabla 2. En el caso intermedio, dentro de los niveles de impacto o alteración alto y medio, se encuentran las áreas riparias de 90 cuencas en total, entre las que destacan, Papaloapan, Grijalva-Usumacinta, Río Verde, Tecolutla, Río San Pedro, Río Culiacán, las zonas del Río Nazas, Yaqui, Sonora, Fuerte, Cuitzeo, Pátzcuaro, Río Tijuana, Río Soto la Marina y las zonas riparias de LermaChapala. Estas 90 cuencas que entran en ambas categorías de alteración ocupan en suma 38% del territorio nacional así como el 35% de la superficie de las zonas ribereñas (o valles fluviales) de México. 3.3 Impacto potencial de la cuenca hidrográfica El resultado cartográfico de este sub-bloque se ilustra en la figura 7 así como en la tabla 3. En el mapa se observa el patrón espacial del grado de impacto a la integridad ecológica de las cuencas de México. Un total de 15 cuencas sobresalen por su elevado grado de impacto, entre ellas se encuentran, la Cuenca del Río Bravo, la Cuenca de México, la del Río Santiago, Cuitzeo, Península de Yucatán, Soto La Marina, Nazas, Culiacán, Sonora, la Cuenca del Balsas y la Cuenca del Río Tijuana, entre las más importantes. La superficie total de las 15 cuencas que muestran este grado de impacto ocupa el 37% del total del país. Véase la tabla 3. En el caso opuesto, al igual que en los sub-bloques anteriores, muchas de las cuencas de la Península de Baja California poseen el nivel más elevado de integridad ecológica (nivel más bajo de impacto), junto con algunas cuencas endorreicas (cerradas) del centro-norte y norte del país, así como también algunas que vierten hacia el Pacífico sur; sumadas resultan en total 133 cuencas, ocupando sin embargo, únicamente 11% del territorio de mexicano. La Cuenca del Pánuco, El Yaqui, El Fuerte, San Pedro, Lerma-Chapala, Papaloapan, Grijalva-Usumacinta, Coatzacoalcos, El Río Verde, el Papagayo, Río Jamapa y el Río Tecolutla son algunas de las 131 cuencas que se distinguen por tener un nivel alto e intermedio de impacto en su integridad ecológica. Todas ellas ocupan el 38% del territorio nacional.

38

Arturo Garrido Pérez et al.

3.4 Alteración ecohidrológica de los ríos de México De la integración del los tres sub-bloques anteriores se originó el escenario nacional que se muestra en la figura 8, sobre el grado de alteración ecohidrológica potencial de los ríos y corrientes superficiales de México; de igual forma, este resultado se sintetiza en la tabla 4. El conjunto de sistemas de ríos y corrientes que muestran un nivel crítico de alteración eco-hidrológica suman 7, y comprenden a los sistemas fluviales de las cuencas de México, del Río Balsas, del Lago de Cuitzeo, el Río Bravo, el Río Santiago, el Río Pánuco y el Río de San Luis Potosí. De este modo, el conjunto de los 7 sistemas fluviales ríos con mayor alteración corresponden a 31% de la longitud total de la red hidrográfica del país. Las superficies de las cuencas hidrográficas de estos 7 sistemas fluviales ocupan en conjunto un 26% del territorio nacional. Asimismo, en el caso contrario, del conjunto de cuencas que se distinguen por tener un nivel de alteración muy bajo, resalta un número significativo que se ubica en la Península de Baja California, así como algunas otras que drenan a la vertiente del Pacífico norte, centro y sur, al igual que algunas que vierten hacia el Golfo de México. Dentro de esta misma categoría, también es posible observar a un número reducido de cuencas pequeñas de tipo endorreico localizadas en la parte centro y centronorte de México. Todos estos sistemas fluviales suman un total de 224 ríos (muchos de ellos de primero y segundo orden máximo), y que sin embargo, sólo comprenden un 14% del total de los ríos y corrientes superficiales del país. Esta cifra se refleja también en la superficie territorial de las cuencas que estos sistemas fluviales recorren y que equivale en total, a tan sólo, el 14% del territorio nacional. No obstante, las cuencas de estos ríos equivalen en número a 57% de la totalidad de las cuencas del país. En el escenario intermedio de alteración ecohidrológica para el país, dentro del conjunto de ríos con un grado alto y medio de alteración, sobresalen los sistemas fluviales de Península de Yucatán, Grijalva-Usumacinta, Papaloapan, Río Jamapa, el Río Tecolutla, Río Bobos, Río Verde, Río Papagayo, Lerma-Chapala, Río Nazas, San Pedro, Fuerte, Mayo, Yaqui, Sonora, Río Colorado así como el Río Tijuana. Ocupando ambas categorías se encuentran 74 sistemas fluviales en total, acumulando una longitud que equivale al 42% de la extensión total

Sección: Investigación

Figura 7. Impacto potencial de las cuencas de drenaje de los ríos de México.

Tabla 3. Síntesis de resultados del impacto potencial de las cuencas de drenaje de los ríos de México.

Nivel de impacto de la cuenca de drenaje

Número de cuencas

Superficie territorial (km2)

Proporción relativa al territorio nacional (%)

Muy Alto

15

716,805

37

Alto

37

458,343

23

Medio

94

282,480

15

Bajo

114

263,806

14

Muy Bajo

133

216,799

11

Totales

393

1,938,233

100

Evaluación del grado de alteración ecohidrológica de los ríos y corrientes superficiales de México

39

Investigación ambiental 2010 • 2 (1): 25-46

Figura 8. Alteración ecohidrológica de las ríos de México.

Tabla 4. Síntesis de resultados del grado de alteración ecohidrológica de los ríos de México.

Grado de alteración ecohidrológica Muy Alto

40

Número de cuencas/ sistemas fluviales

Proporción relativa al no. de cuencas (%)

Superficie territorial (km2)

Proporción relativa al territorio nacional (%)

Longitud Total de la red de drenaje (km)

Longitud relativa (%)

7

2

514,458

27

177,575

31

Alto

22

6

426,626

22

135,149

23

Medio

52

13

424,651

22

108,774

19

Bajo

88

22

297,443

15

78,045

13

Muy Bajo

224

57

275,055

14

78,433

14

Totales

393

100

1,938,233

100

577,976

100

Arturo Garrido Pérez et al.

rivación de agua, baja calidad de agua, mayor cantidad de especies invasoras, mayor degradación de hábitat ripario, mayor presencia y densidad de bancos de materiales y mayor extracción de agua subterránea, mayor pérdida de vegetación natural en sus cuencas y una mayor extracción de agua subterránea por mencionar algunas de las variables más significativas. Asimismo, casi otro 30% de la población se asienta en cuencas de ríos clasificados como de alta alteración. Esto quiere decir que en su conjunto, alrededor del 55% de los ríos y corrientes superficiales del país (o al menos cierta porción de ellos), se encuentran altamente modificados debido a la influencia humana; estos ríos miden en total 313 000 km de longitud. Estos 29 sistemas, (7 con muy alta alteración y 22 con alta), sostienen al 81 % de la población total de México (casi 83 millones), y sus cuencas ocupan el 49 % del territorio nacional. Estas cifras hablan de la estrecha relación entre la elevada alteración de estos ríos y la intensa demanda de agua necesaria para satisfacer las necesidades de dicha población. Tampoco resulta extraordinario que, 4 de los 7 ríos muy altamente alterados han sido represados con grandes embalses debido a su gran riqueza hídrica. Estos ríos son, el Bravo, con las presas La Amistad y Falcón; el Río Balsas con Infiernillo, el Río Pánuco con Zimapán, y el Río Santiago con la presa Solidaridad. Por otro lado, el sistema más caudaloso de México, el Grijalva-Usumacinta, se encuentra categorizado dentro de los sistemas altamente alterados y es en el Grijalva donde se han construido las presas más importantes del país y con mayor capacidad de almacenamiento: los embalses Belisario Domínguez (La Angostura) y Netzahualcóyotl (Malpaso), las que en conjunto almacenan cerca de 20, 300 hm3.

4. Discusión y análisis de resultados A través del modelo propuesto en este trabajo se cuantifican los impactos agregados a escala regional de tres diferentes componentes que intervienen en el estado ecohidrológico de los sistemas fluviales: la propia red de drenaje, sus áreas riparias y sus cuencas de drenaje. Una vez integrados los tres niveles muestran una fuerte correlación con la realidad nacional e inclusive, concuerdan satisfactoriamente con clasificaciones internacionales sobre los ríos más alterados en el mundo (Revenga et al. 2000, Revenga et al. 1998). Asimismo y de manera general, 70% de los ríos más alterados coinciden con los ríos más represados de México. Es significativa la estrecha relación entre el grado de alteración de los sistemas fluviales y la cantidad de población asentada en el territorio de sus cuencas. En los 7 sistemas más alterados del país, reside un poco más de la mitad de la población de México (52%) lo cual expresa la influencia que ha tenido la presencia de dicha población en estas cuencas, la demanda de agua y la utilización de sus recursos; véase tabla 5. Además, la elevada concentración poblacional sugiere también la alta presión a la que estarán sometidos estos ríos en los años por venir. El ejemplo más evidente de esta relación son los ríos de la Cuenca de México en cuyo territorio habitan 19.6 millones de personas (INEGI, 2005). Estos 7 sistemas son los que presentaron los valores más elevados en fragmentación de ríos, desviación y de-

Sección: Investigación

de los ríos de México. Las 74 cuencas de estos mismos sistemas ocupan 44% de la superficie del total del territorio nacional y 18% del total de cuencas que existen en el país.

Tabla 5. Población total y relativa y el nivel de alteración ecohidrológica potencial de los ríos de México.

Nivel de alteración ecohidrológica de los ríos de México Muy Alto

Número de cuencas

Longitud relativa

Población total 

Población relativa

7

31

53,232,504

52

Alto

22

23

29,561,856

29

Medio

52

19

12,520,335

12

88

13

5,643,754

5

Muy Bajo

Bajo

224

14

2,051,464

2

Totales

393

100

103,009,913

100

Evaluación del grado de alteración ecohidrológica de los ríos y corrientes superficiales de México

41

Investigación ambiental 2010 • 2 (1): 25-46

42

Bajo el mismo contexto, si consideramos que el 65% del escurrimiento superficial del país se encuentra solamente en 7 ríos (CONAGUA, 2008), es muy preocupante observar que 3 de ellos se ubican en la categoría más elevada de alteración (Pánuco, Balsas y Santiago), mientras que otros 2 (Papaloapan y Grijalva-Usumacinta) se encuentran en la categoría de alta alteración. Los 2 ríos restantes (Coatzacoalcos y Tonalá) se encuentran con una baja alteración según el modelo. En este mismo sentido, el río de mayor longitud de México, el Bravo, junto con el río Grande de Morelia cuyas aguas alimentan al segundo cuerpo natural de agua más importante del país, el Lago de Cuitzeo, están clasificados en la categoría más elevada de alteración. Lo expuesto con anterioridad es de gran relevancia para la situación ambiental del país en materia hídrica y ecológica, pues los sistemas fluviales son más que simples proveedores de agua para la agricultura, electricidad o receptores y conductores de las aguas residuales; son sistemas que sustentan una gran riqueza biológica y que cumplen funciones vitales de las cuales dependen muchos de los servicios ambientales que sustentan a la sociedad, por ejemplo, el control de las inundaciones y avenidas, la capacidad de dilución de contaminantes, la conducción y distribución de nutrientes para los suelos de una cuenca y sus ecosistemas ribereños, la provisión de alimento a través de la pesca (importancia económica), la manutención de humedales como los manglares, la regulación del ciclo hídrico como medios de transporte, sin contar el agua para consumo humano, como es el caso de los ríos del Sistema Cutzamala, además del valor paisajístico y cultural, y recientemente, el valor que poseen como espacios urbanizados. Por ello, es apremiante buscar un balance entre la demanda de agua por parte de las actividades humanas y los requerimientos para mantener la integridad de los sistemas acuáticos a través del suministro de un caudal apropiado para que funcionen adecuadamente ya que en la actualidad, muchos de los ríos con mayor diversidad de peces en el país muestran un grado crítico de alteración y sobre todo de fragmentación por infraestructura hídrica; los ríos Pánuco, Lerma, Santiago, Bravo y Papaloapan son ejemplos fehacientes. Lo mismo sucede con las cuencas que alimentan a sistemas lacustres y costeros importantes en términos biológicos, como son Cuatro Ciénegas, el lago de Chapala, Chacahua y Pastoría (Río Verde) o Catemaco (Río Papaloapan). Esta situación compromete no sólo la Arturo Garrido Pérez et al.

conservación de las especies acuáticas y a los humedales en su conjunto, sino también el desarrollo económico y social de las poblaciones dedicadas a la pesca y actividades afines. Es claro que el desarrollo exponencial de ciudades y la expansión desmedida de la agricultura de riego, principalmente, están causando un impacto negativo en los ríos y corrientes superficiales modificando no solo la temporalidad, cantidad y calidad del agua de los cauces, sino que en ocasiones el represamiento, segmentación y desvío, han generado la pérdida absoluta de su flujo por temporadas; los ríos Bravo (Linares 2004) y Lerma son el mejor ejemplo junto con los ríos de la Cuenca de México (Ezcurra et al. 2006). Por otro lado, uno de los principales aportes de este trabajo es la identificación de aquellos sistemas que aunque pequeños en superficie drenada y longitud hidrográfica, muestran impactos significativos. Un ejemplo a resaltar es la cuenca de San Luis Potosí, la cual presenta en los tres sub-bloques un grado de impacto muy alto. Lo anterior se explica si consideramos que tiene 84 presas y bordos en menos de 500 km de red fluvial, una fragmentación extrema en su ecosistema ripario, así como una alta densidad de población en su territorio (520 personas/km2) y un elevado nivel de urbanización (Ruíz 2009), sin contar la falta de un sistema adecuado de saneamiento en la capital del estado (Sotelo 2003). Consecuentemente, el escenario de alteración aquí presentado puede ser muy útil para identificar, territorialmente, aquellos ríos y sus cuencas en las que es urgente modificar no sólo el manejo y operatividad de las obras hidráulicas para garantizar un caudal ambiental para los ríos, sino que también se pueden orientar esfuerzos de restauración e implementar medidas adecuadas de gestión para el manejo integral de sus cuencas. Asimismo, este trabajo puede ayudar a priorizar aquellas cuencas donde se necesiten reforzar o implementar estrategias de prevención y conservación de ríos debido a su estado todavía de poca o muy baja alteración. En este mismo sentido, las variables e indicadores obtenidos en este trabajo indican por sí mismos aquellos aspectos problemáticos de cada sistema fluvial y el orden de prioridad en el cual cada uno de éstos podría de ser atendido; por ejemplo, conocer aquellos sistemas en los que sea apremiante reducir la fragmentación de la red fluvial a partir de un adecuado manejo de presas y bordos; o identificar aquellos ríos en los que se observe una marcada presencia de

5. Conclusiones Este trabajo muestra un diagnóstico nacional sobre la situación ecohidrológica de alteración esperada de los ríos y corrientes superficiales del país. A través de un modelo inferencial se logró obtener una clasificación jerárquica del grado de alteración para todos los ríos del territorio nacional y sus cuencas. Esta aproximación geográfica

se acerca al contexto del país sobre la situación de los sistemas fluviales y sus cuencas de acuerdo con lo que se reporta en la literatura nacional e internacional. Por lo tanto, el modelo propuesto y su resultado sugieren una alta confiabilidad y certidumbre de lo que ocurre en las cuencas del país. Dicho escenario orienta geográficamente a aquellos actores y tomadores de decisiones que se interesan en la salud e integridad de los sistemas fluviales del país para así garantizar y mantener todos aquellos servicios de los que se beneficia la sociedad mexicana actualmente, como la provisión de agua para consumo humano y productivo por ejemplo. Es también una herramienta útil para definir prioridades de conservación, protección, modificación y replanteamiento en el manejo y planeación de las obras hidráulicas y de restauración de ríos, zonas riparias y de cuencas hidrográficas. De igual forma, muestra las cuencas del país en donde es apremiante intervenir para detener y revertir el alto impacto generado, en primera instancia, por la fragmentación y modificación del régimen hídrico de los ríos por la construcción excesiva de presas y bordos. Esto sin perder de vista que cualquier intervención debe fundamentarse en estudios más detallados, pues si bien se reportan sistemas fluviales completos a nivel de cuenca, probablemente no toda la red fluvial ha sido impactada desde sus afluentes primarios. Por lo que será indispensable re-escalar la perspectiva de análisis y obtener datos más detallados y específicos para identificar los segmentos problemáticos y de mayor importancia para la cuenca. El modelo que se propone en este trabajo es en sí mismo un procedimiento de aproximación robusto para evaluar la situación ambiental de todos los ríos a nivel nacional y regional, y se recomienda utilizarlo como un marco de referencia para obtener diagnósticos a niveles escalares mayores. No obstante, se recomienda estudiar la correlación del resultado obtenido en este trabajo con la situación hídrica de las cuencas a partir de la información hidrométrica de cada río y de calidad de sus aguas, como una medida de calibración y certidumbre. El cúmulo de las 75 variables elaboradas en este trabajo, junto con su arreglo jerárquico y su estructura, es una herramienta multicriterio útil para la toma de decisiones, y han resuelto aceptablemente la carencia de datos específicos que nos aproximen a un escenario más cercano para cada sistema fluvial.

Evaluación del grado de alteración ecohidrológica de los ríos y corrientes superficiales de México

Sección: Investigación

bancos de extracción de materiales; de igual forma, se podría saber en qué sistemas la fragmentación de la zona riparia es muy elevada para entonces suscitar su conectividad, etc. En cuanto al tema de las cuencas transfronterizas, sólo empleamos información relacionada al territorio mexicano debido a la falta de disponibilidad de información de los países contiguos. También es importante aclarar que, hablar de alteración ecohidrológica media en la Península de Yucatán, resulta válido siempre y cuando se tengan en cuenta las premisas que le dan sustento a los sub-bloques de este trabajo pues este territorio no funciona como una cuenca hidrográfica típica debido a sus particularidades geográficas que la caracterizan como región cárstica. Otro aspecto importante de este trabajo versa sobre los supuestos formulados para la elaboración de las variables e indicadores de los tres sub-bloques. Debido a que no existen en la literatura umbrales ni límites claros para la gran mayoría de los indicadores a escalas regionales (por ejemplo, cierto porcentaje de pérdida de vegetación natural en la cuenca o cierto volumen de agua extraída en una cuenca) la función de estandarización de variables sirvió para definirlos aplicando siempre un principio precautorio el cual, de acuerdo con el panel de expertos consultado, resulta favorable dadas las condiciones de degradación actuales en México. Los principios básicos en los cuales se sustenta este trabajo se derivan igualmente del panel de expertos así como de una amplia revisión bibliográfica. Finalmente, a la luz de los escenarios de cambio climático que actualmente se presentan para el país, conocer la integridad de los ecosistemas acuáticos es vital pues, de la disponibilidad, cantidad y calidad del agua dependen temas como la producción de alimentos, los servicios de saneamiento, el acceso al agua potable, y la preservación de la biodiversidad, la cual proporciona bienes y servicios ambientales que son de vital importancia para el planeta y la humanidad.

43

Investigación ambiental 2010 • 2 (1): 25-46

Agradecimientos Los autores agradecemos la contribución de los 25 expertos que asistieron al taller denominado “Modelo de evaluación del grado de alteración de los ríos y corrientes superficiales de las cuencas de México” llevado a cabo en la Ciudad de México los días 17 y 18 de junio del 2008 y organizado por el Instituto Nacional de Ecología. De igual modo, reconocemos el importante apoyo técnico que nos brindaron los geógrafos: Carlos Enríquez, Noemí Luna y José L. Pérez del INE, para el procesamiento de datos espaciales en SIG. También agradecemos el apoyo en la discusión sobre los impactos urbanos en la calidad del agua a la M. en E.U. Esthela Sotelo. Finalmente, agradecemos el tiempo invertido en la revisión de este trabajo al Ing. Eugenio Barrios (WWFMéxico) y al Dr. Manuel Mendoza (CIGA-UNAM), cuyos comentarios y opiniones fueron sustanciales para enriquecer y mejorar el presente documento. Referencias Allan, David J., Donna L. Erickson & John Fay. 1997. The influence of catchment land use on stream integrity across multiple spatial scales. Freshwater Biology 37: 149-161. Anselin, A. & Meire, P. M. 1989. Multicriteria techniques in ecological evaluation: an example using the analytical hierarchy process. Reprinted from: Biological Conservation, 49 (1989), pp. 215-229. Baxter, R.M. 1977. Environmental effects of dams and impoundments. Annual Review of Ecology and Systematics 8: 255238. Belton, V. 1986. Comparison of the analytic hierarchy process and a simple multi - attribute value function. En: European Journal of Operational Research, 26(1986)1, pp. 7-21. Cuevas M.L.; Garrido A. & Sotelo E.I. 2007. Regionalización de las Cuencas Hidrográficas de México escala 1:250 000 para su análisis integrado. Documento técnico inédito. Instituto Nacional de Ecología. SEMARNAT. 15 p. CONAGUA-SEMARNAT, 2008. Informe de la situación del medio ambiente en México. Compendio de Estadísticas ambientales. Comisión Nacional de Agua-Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. México D.F. pp. 260-324. CONAGUA-SEMARNAT, 2007. Estadísticas del Agua en México, Edición 2007. Comisión Nacional de Agua-Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. México D.F. 258 p.

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Arturo Garrido Pérez et al.

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Evaluación del grado de alteración ecohidrológica de los ríos y corrientes superficiales de México

Sección: Investigación

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