La urbanización global ha sido el principal factor de deterioro de la calidad del agua en los últimos 20 años

En las últimas décadas, los paisajes del mundo han experimentado cambios profundos, debido principalmente al aumento de la producción agrícola y la urbanización, que han afectado a casi tres cuartas partes de la superficie terrestre del planeta. Junto a estos cambios se han producido pérdidas de paisajes naturales como bosques y humedales. 

El cambio del paisaje contribuye en gran medida al deterioro de la calidad del agua. Se han realizado muchas investigaciones en este ámbito a nivel regional, pero se ha hecho poco a nivel mundial para comprender el impacto de los diferentes cambios en el paisaje y el papel de factores ambientales como el clima, las estaciones y el tipo de masa de agua. 

Un estudio examinó más de 20.000 publicaciones revisadas por pares que datan de 1976 a 2022 e identificó 625 estudios que utilizaron métodos estadísticos y de aprendizaje automático de 63 países. Estos estudios abarcaron diferentes tipos de masas de agua y utilizaron una variedad de medidas de calidad del agua, como acidez, fósforo total y nitrógeno total, que son indicadores de eutrofización, demanda química de oxígeno (DQO, que mide la contaminación orgánica) y contaminación por metales pesados. 

En cada estudio, los investigadores analizaron la correlación entre los cambios en el paisaje y los indicadores de calidad del agua y luego resumieron estas correlaciones en todos los estudios. Analizaron además el papel de los factores ambientales, como las zonas climáticas, los tipos de masas de agua, la estacionalidad y la latitud, en la relación entre el cambio de uso de la tierra y la calidad del agua. 

Antes de 2007, la mayoría de los estudios se realizaban en América del Norte y Europa, pero en 2008 y 2020 se produjo un aumento de la cantidad de estudios, especialmente en China. Alrededor de la mitad de los estudios investigaron aguas corrientes, como ríos y arroyos, un tercio estudió áreas de tierra que desembocaban en cuerpos de agua específicos (cuencas hidrográficas) y el 10 por ciento estudió aguas estáticas, como lagos y embalses. 

Cinco de los siete tipos de composición del paisaje mostraron un impacto significativo en la calidad del agua (terrenos urbanos, tierras agrícolas, bosques, humedales y pastizales). El análisis de los cambios en la cobertura de suelo urbano y forestal mostró que ambos estaban correlacionados con la calidad del agua. El aumento de la cobertura de suelo urbano se relacionó con la contaminación del agua, medida por los niveles de sólidos disueltos totales e iones metálicos. La urbanización también se asoció con una reducción del oxígeno disuelto en el agua, que es esencial para la supervivencia de los peces y otros organismos acuáticos.

En cambio, el aumento de la cobertura forestal se relacionó negativamente con la contaminación y positivamente con la mejora del oxígeno disuelto. Sin embargo, en general, los efectos contaminantes de la urbanización superaron la purificación del agua mediante el aumento de la cobertura forestal. El aumento de las tierras agrícolas contribuyó a la contaminación por nutrientes mediante el nitrógeno y el fósforo procedentes de la escorrentía de fertilizantes, mientras que el arado y el riego provocaron un aumento de los sólidos en el agua. 

El cambio de estaciones contribuyó al impacto de la urbanización en la calidad del agua: la estación húmeda produjo más escorrentía y más contaminantes en el agua, y la estación seca resultó en una menor dilución y una mayor concentración de contaminantes. La latitud fue un factor influyente en la capacidad de la silvicultura para producir cambios: los beneficios de la cubierta forestal para la calidad del agua parecen disminuir gradualmente a mayores latitudes (una mayor distancia del Ecuador).

Los análisis demostraron que los cambios en la cobertura de humedales en general no tuvieron un impacto significativo en la calidad del agua. Sin embargo, esto puede deberse a que la cobertura de humedales fue pequeña en todo el paisaje. Numerosos experimentos a pequeña escala han demostrado el papel de los humedales en la eliminación de contaminantes de los cuerpos de agua locales. 

El análisis mostró que la cobertura de humedales en áreas frías y regiones de latitudes altas estaba asociada con altos niveles de demanda química de oxígeno (DQO) en el agua, lo que indica la presencia de contaminación por materia orgánica. Esto podría deberse en parte a que las temperaturas frías restringen la descomposición de la materia orgánica.

En general, el estudio indica que el impacto del cambio de uso de la tierra sobre la calidad del agua se ha ido intensificando desde la década de 1990 y que los efectos negativos de la contaminación y la polución son impulsados ​​por la urbanización y los cambios en las tierras agrícolas.

Los investigadores afirman que el aumento de la cubierta forestal puede tener un efecto restaurador, en particular en latitudes bajas, y esto podría formar parte de una estrategia de gestión del cambio de uso de la tierra que incluya la protección del agua mediante soluciones basadas en la naturaleza. Los conocimientos sobre cómo la latitud, las zonas climáticas y la estacionalidad pueden influir en el impacto del cambio del paisaje en la calidad del agua podrían orientar las estrategias adecuadas para las regiones locales, incluida Europa. Por ejemplo, podrían orientar las decisiones sobre dónde plantar bosques para mejorar la calidad del agua y qué tipo de especies de árboles desempeñarían mejor esta función según cómo crezcan en las diferentes estaciones. 

El estudio también demuestra que todavía existen lagunas en la investigación sobre el impacto del cambio de uso de la tierra en la calidad del agua, particularmente en los países y regiones en desarrollo de África y América del Sur

Los investigadores destacan la desigualdad regional revelada en los estudios muestreados y piden que se haga mayor hincapié en la equidad hídrica global y la justicia ambiental, mientras el mundo experimenta un intenso cambio climático.