Naturaleza y Sociedad. Desafíos Medioambientales

Nat. Soc.: Desafíos Medioambient. | eISSN 2805-8631

Systematic analysis of variables for sustainability assessment of arid zone watersheds

No. 12 (2025-05-23)
  • Rebeca Moreno-Santoyo
    Universidad Autónoma de Baja California (México)
    ORCID iD: https://orcid.org/0009-0004-3107-7390
  • María Concepción Arredondo García
    Universidad Autónoma de Baja California (México)
    ORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-0021-3674
  • Juana Claudia Leyva Aguilera
    Universidad Autónoma de Baja California (México)
    ORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-3361-5573

Abstract

Since the introduction of the concept of sustainable development in the Brundtland Report, numerous scientific articles have proposed models for assessing watershed sustainability, with special attention to arid zones, as they are intrinsically vulnerable to phenomena such as water scarcity and desertification. To this end, diverse environmental, social, and economic variables have been used to build models to evaluate the current state and identify problems with proposals aimed at sustainable development. At present, there are multiple perspectives on how sustainability should be incorporated into a watershed assessment model, most of which focus on a specific aspect of the process based on some variable type. However, there is little information on identifying such measures and sustainability approaches to assess arid zone watersheds, which limits the visibility of the current and future reality of the development of these territories. Thus, this study presents a systematic analysis consisting of a bibliometric and content review of scientific articles that evaluate watershed sustainability in arid zones. In order to examine the evolution of sustainability assessment models, keywords were analyzed, and variables were identified and classified by type (environmental, social, and economic), which allowed for grouping the approaches of these assessment models into weak and strong sustainability. This study aims to provide an overview for future research on constructing sustainability assessment models for arid zone watersheds. 

Keywords: evaluation, models, sustainability, watersheds, arid zones, variables, systematic analysis

References

Abduljaleel, Y., Amiri, M., Amen, E. M., Salem, A., Ali, Z. F., Awd, A., ... y Ghzal, M. (2024). Enhancing groundwater vulnerability assessment for improved environmental management: addressing a critical environmental concern. Environmental Science and Pollution Research, 31(13), 19185-19205. https://doi.org/10.1007/s11356-024-32305-1

Aizizi, Y., Kasimu, A., Liang, H., Zhang, X., Wei, B., Zhao, Y. y Ainiwaer, M. (2023). Evaluation of ecological quality status and changing trend in arid land based on the remote sensing ecological index: a case study in Xinjiang, China. Forests, 14(9), 1830. https://doi.org/10.3390/f14091830

Andrade, P.A., y Navarrete, F.N. (2004). Lineamientos para la aplicación del enfoque ecosistémico a la gestión integral del recurso hídrico. Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente, Oficina Regional para América Latina y el Caribe, Red de Formación Ambiental.

Barbier, E. B., y Burgess, J. C. (2017). The Sustainable Development Goals and the systems approach to sustainability. Economics, 11(1), 20170028. https://doi.org/10.5018/economics-ejournal.ja.2017-28.

Bolis, I., Morioka, S., y Sznelwar, L. (2014). When sustainable development risks losing its meaning. Delimiting the concept with a comprehensive literature review and conceptual model. Journal of Cleaner Production, 83(2014), 7-20. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.06.041

Brooks, R. T. (2005). A review of basin morphology and pool hydrology of isolated ponded wetlands: implications for seasonal forest pools of the northeastern United States. Wetlands Ecology and Management, 13, 335-348.

Burgos, L. A., Bocco, G., y Sosa, R. J. (2015). Dimensiones sociales en el manejo de Cuencas. Centro de Investigaciones en Geografía Ambiental, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Chaves, H. y Alipaz, S. (2007). An Integrated Indicator for Basin Hydrology, Environment, Life, and Policy: The Watershed Sustainability Index. Journal of Water Resources Management, 21, 883-895.

Collet, L., Ruelland, D., Estupina, V. B., Dezetter, A., y Servat, E. (2015). Water supply sustainability and adaptation strategies under anthropogenic and climatic changes of a meso-scale Mediterranean catchment. Science of the Total Environment, 536, 589-602. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.07.093

Cotler, H., Galindo, A., González, I., Pineda, R. y Ríos, E. (2013). Cuencas hidrográficas: Fundamentos y perspectivas para su manejo y gestión (Cuaderno de divulgación ambiental. Centro de Educación y Capacitación para el Desarrollo Sustentable). SEMARNAT/Red Mexicana de Cuencas Hidrográficas.

Cotler, H., Garrido, A., Bunge, V. y Cuevas, M. L. (2010). Las cuencas hidrográficas de México: diagnóstico y priorización (1ra ed.). Pluralia Ediciones e Impresiones SA de CV.

De Camino, R., y Mueller, S. (1993). Sostenibilidad de la agricultura y los recursos naturales: Bases para establecer indicadores. Proyecto IICA-GTZ.

De Graaf, I.E., Gleeson, T., Van Beek, L. P. H., Sutanudjaja, E. H. y Bierkens, M. F. (2019). Environmental flow limits to global groundwater pumping. Nature, 574 (7776), 90-94. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1594-4

Delgado, G.C. (2019). Asentamientos urbanos sustentables y resilientes: Retos y oportunidades para la transformación urbana en California y Baja California. Centro de Investigaciones Interdisciplinarias en Ciencias y Humanidades, Universidad Nacional Autónoma de México.

De Soyza, A.G. (2002). Development of quantitative tools for improved environmental decision‐making in arid environments. Environmetrics: The official journal of the International Environmetrics Society, 13(5‐6), 523-533.

De Soyza, A.G., Van Zee, J. W., Whitford, W. G., Neale, A., Tallent-Hallsel, N., Herrick, J. E. y Havstad, K. M. (2000). Indicators of Great Basin rangeland health. Journal of Arid Environments, 45(4), 289-304. https://doi.org/10.1006/jare.2000.0645

Díaz-Padilla, G., Sánchez-Cohen, I., Guajardo-Panes, R. A., Ángel-Pérez, D., Ana, L., Ruíz-Corral, A., y Ibarra-Castillo, D. (2011). Mapeo del índice de aridez y su distribución poblacional en México. Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente, 17(SPE), 267-275.

Dourojeanni, A. (1994). Políticas públicas para el desarrollo sustentable: la gestión integrada de cuencas. Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL). Recuperado de https://repositorio.cepal.org/server/api/core/bitstreams/9700b72d-a8f9-48a9-a565-19707225e3d4/content

Dourojeanni, A., Jouravlev, A. y Chávez, G. (2002). Gestión del agua a nivel de cuencas: teoría y práctica. División de Recursos Naturales e Infraestructura. Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL). Recuperado de https://repositorio.cepal.org/server/api/core/bitstreams/4a1aa6b2-4603-4de1-882e-caf774c07978/content

Dourojeanni, A. (2006). Conceptos y Definiciones sobre Gestión Integrada de Cuencas. Comisión Nacional de Medio Ambiente, (CONAMA).

Espejel, I., Hernández, A., Riemann, H. y Hernández, L. (2005). Propuesta para un nuevo municipio con base en las cuencas hidrográficas. Estudio de caso: San Quintín, BC. Gestión y Política Pública, 14(1), 129-168.

Etxano, I. y Pelenc, J. (2020). Evaluación del desarrollo humano y la sostenibilidad en el territorio: integración del enfoque de las capacidades, los servicios ecosistémicos y la sostenibilidad fuerte. Cuadernos de Trabajo Hegoa, (84), 74-74.

Fernández, R., Allen, A., Burmester, M., Malvarez, M., Navarro, L., Olszewski, A. y Sagua, M. (1999). Territorio, Sociedad y Desarrollo Sustentable, Estudios de Sustentabilidad Ambiental Urbana. Centro de Investigaciones Ambientales, FAUD, UNMDP.

Frey, D. G. (1977). Biological integrity of water: An historical approach. In The integrity of water (pp. 127-140). US Environmental Protection Agency.

Gallopin, G. (1994). Impoverishment and Sustainable Development: A systems approach. International Institute for Sustainable Development.

Gallopín, G. (2003). Sostenibilidad y desarrollo sostenible: un enfoque sistémico. Serie Medio Ambiente, Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL).

Giacomasso, M. y Zulaica, L. (2021). Sustentabilidad, patrimonio cultural, turismo y participación. Lineamientos para la gestión de un pueblo indígena en Argentina. Turismo y Patrimonio, (16), 21-40. https://doi.org/10.24265/turpatrim.2021.n16.02

Gómez, D. (2021). Sostenibilidad. Apuntes sobre sostenibilidad fuerte y débil, capital manufacturado y natural. Inclusión y Desarrollo, 8(1), 131-143.

Gulishengmu, A., Yang, G., Tian, L., Pan, Y., Huang, Z., Xu, X. y Li, Y. (2023). Analysis of water resource carrying capacity and obstacle factors based on GRA-TOPSIS evaluation method in Manas River Basin. Water, 15(2), 236. https://doi.org/10.3390/w15020236

Hediger, W. (2004). Weak and Strong Sustainability, Environmental Conservation and Economic Growth. Natural Resource Modeling, 19(3), 359-394. https://doi.org/10.1111/j.1939-7445.2006.tb00185.x

Hunter, C., Gironás, J., Bolster, D. y Karavitis, C. A. (2015). A dynamic, multivariate sustainability measure for robust analysis of water management under climate and demand uncertainty in an arid environment. Water, 7(11), 5928-5958. https://doi.org/10.3390/w7115928

Karr, J. R. y Chu, E. W. (2000). Introduction: Sustaining living rivers. En Assessing the Ecological Integrity of Running Waters: Proceedings of the International Conference, (pp. 1-14). Springer Netherlands. https://doi.org/10.1007/978-94-011-4164-2_1

Kottek, M., Grieser, J., Beck, C., Rudolf, B. y Rubel, F. (2006). World Map of the Köppen-Geiger climate classification updated. Meteorologische Zeitschrift, 15(3), 259-263. doi: 10.1127/0941-2948/2006/0130.

López, R. y Patrón, E. (2013). Cuencas hidrográficas. Fundamentos y perspectivas para su manejo y gestión. Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT).

Ma, X., Yasunari, T., Ohata, T., Natsagdorj, L., Davaa, G. y Oyunbaatar, D. (2003). Hydrological regime analysis of the Selenge River basin, Mongolia. Hydrological Processes, 17(14), 2929-2945. https://doi.org/10.1002/hyp.1442.

Muñoz, R. T. (2021). ¿Qué falta para entender la sustentabilidad? Estudios sobre las Culturas Contemporáneas, 27(54), 77-117.

Neumayer, E. (1999). Weak versus strong sustainability. Ed Ward Elgars Publisher.

Neumayer, E. (2012). Human development and sustainability. United Nations Development Programme (UNDP). hdr.undp.org/en/reports/global/hdr2010/papers/HDRP_2010_05.pdf.

Nieto, N. (2011). La gestión del agua: tensiones globales y latinoamericanas. Política y Cultura, (36), 157-176.

Oliver, J. G. (2008). El análisis de contenidos: ¿qué nos están diciendo? Revista de Calidad Asistencial, 23(1), 26-30. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/ S1134282X08704640

Organización de las Naciones Unidas (ONU) (1992). Report of the United Nations Conference on Environment and Development, Rio de Janeiro. Naciones Unidas

Ortega, D. J., Pérez, D. A., Américo, J. H., De Carvalho, S. L. y Segovia, J. A. (2016). Development of index of resilience for surface water in watersheds. Journal of Urban and Environmental Engineering, 10(1), 72-82. https://doi.org/10.4090/juee.2016.v10n1.007282

Pang, N., Deng, X., Long, A., Zhang, L. y Gu, X. (2022). Evaluation of the Resilience of the Socio-Hydrological System of the Tarim River Basin in China and Analysis of the Degree of Barriers. Sustainability, 14(13), 7571. https://doi.org/10.3390/su14137571

Pastor, M.., Ramos, A. E., y Santa María, A. (2020). Evaluación de la sustentabilidad: una reflexión a partir del caso de la Red Nacional de Desarrollo Rural Sustentable (México). Entreciencias: Diálogos En La Sociedad Del Conocimiento, 4(9). https://doi.org/10.22201/enesl.20078064e.2016.9.75229

Pearce, D. y Atkinson, G. (1996). Are national economies sustainable? Measuring sustainable development. Environment and Development Economics, 1(1), https://doi.org/10.1017/S1355770X00000395

Perales, V. H. (2016). La cuenca social como aproximación sociológica a las intervenciones en cuencas hidrográficas. Temas Sociales, 39, 221-240.

Perevochtchikova, M. (2008). Gestión de cuencas hidrográficas: experiencias y desafíos en México y Rusia. Revista Latinoamericana de Recursos Naturales, 4(3), 313-325.

Pires, A., Morato, J., Peixoto, H., Botero, V, Zuluaga, L. y Figueroa, A. (2017). Sustainability Assessment of indicators for intefrated wated resources management. Science of The Total Environment, 578,193-147. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.10.217

Sarandón, S.J. (2002). Agreoecología. El camino hacia una agricultura sustentable. Ediciones Científicas Americanas.

Senent-Aparicio, J., Pérez-Sánchez, J. y Bielsa-Artero, A.M. (2016). Evaluación de la sostenibilidad de cuencas mediterráneas semiáridas. Caso de estudio: cuenca del Segura, España. Tecnología Y Ciencias Del Agua, 7(2), 67–84. Recuperado de https://www.revistatyca.org.mx/index.php/tyca/article/view/1140

Srivastava, P., Singh, R., Tripathi, S. y Raghubanshi, A.S. (2016). An urgent need for sustainable thinking in agriculture – An Indian scenario. Ecological Indicators, 67, 611-622. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2016.03.015

Supangat, A. B., Basuki, T. M., Indrajaya, Y., Setiawan, O., Wahyuningrum, N., Purwanto, Putra, P. B., Savitri, E., Indrawati, D. R., Auliyani, D., Nandini, R., Pramono, I. B., Nugroho, A. W., Wuryanta, A., Adi, R. N., Harjadi, B., Cahyono, S. A., Lastiantoro, C. Y., Handayani, W., ... y Anggraeni, I. (2023). Sustainable Management for Healthy and Productive Watersheds in Indonesia. Land, 12(11), 1963. https://doi.org/10.3390/land12111963

Turner, R. K., Pearce, D. W. y Bateman, I. (1993). Environmental economics: an elementary introduction. John Hopkins University Press.

Usubiaga-Liaño A, Fairbrass A, y Ekins P. (2024). Strong sustainability and the environmental dimension of the Sustainable Development Goals. Global Sustainability, 7(2), 1-10, https://doi.org/10.1017/sus.2024.47

Varouchakis, E. A., Perez, G., Loaiza, M. y Spanoudaki, K. (2022). Sustainability of mining activities in the European Mediterranean region in terms of a spatial groundwater stress index. Spatial Statistics, 50, 100625. https://doi.org/10.3390/su14137571

Wan, X., Yang, T., Zhang, Q., Yan, X., Hu, C., Sun, L. y Zheng, Y. (2021). A novel comprehensive model of set pair analysis with extenics for river health evaluation and prediction of semi-arid basin-A case study of Wei River Basin, China. Science of The Total Environment, 775, 145845. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145845

Wang, Y., Wu, P., Zhao, X. y Jin, J. (2012). Projection pursuit evaluation model: Optimizing scheme of crop planning for agricultural sustainable development and soil resources utilization. CLEAN–Soil, Air, Water, 40(6), 592-598.

Wei, W., Shi, S., Zhang, X., Zhou, L., Xie, B., Zhou, J. y Li, C. (2020). Regional-scale assessment of environmental vulnerability in an arid inland basin. Ecological Indicators, 109, 105792. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.105792

Wu, J. (2013). Landscape sustainability science: ecosystem services and human well-being in changing landscapes. Landscape ecology, 28, 999-1023. https://doi.org/10.1007/s10980-013-9894-9

Wu, L., Qian, C., Shen, Y. y Sun, D. (2023). Assessment and Factor Diagnosis of Water Resource Vulnerability in Arid Inland River Basin: A Case Study of Shule River Basin, China. Sustainability, 15(11), 9052. https://doi.org/10.3390/su15119052

Zhou, F. y Wen, C. (2023). Research on the level of agricultural green development, regional disparities, and dynamic distribution evolution in China from the perspective of sustainable development. Agriculture, 13(7), 1-47. https://doi.org/10.3390/agriculture13071441

Zupic, I. y Čater, T. (2015). Bibliometric methods in management and organization. Organizational research methods, 18(3), 429-472. https://doi.org/10.1177/109442811456262

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