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En Morelos, la subcuenca Chalma–Tembembe cuenta con una superficie aproximada de 477 km². Abarca los municipios de Miacatlán, Temixco, Coatlán del Río, Coatetelco, Mazatepec, Tetecala, Puente de Ixtla, Xoxocotla y Amacuzac, así como localidades como Palpan, Xochicalco, El Rodeo, Miacatlán y Coatetelco.
La subcuenca presenta un clima templado a lo largo del año, con una precipitación media anual de aproximadamente 600 mm. En términos de cobertura vegetal, conserva áreas de bosque caducifolio que representan cerca del 47% de su superficie, mientras que el resto del territorio está conformado principalmente por zonas destinadas a la agricultura.
Desde el punto de vista histórico y cultural, la región fue habitada por teotihuacanos, toltecas, xochicalcas, mixtecos y mayas. Tras la caída de Teotihuacán, a principios del siglo VII d.C., se establecieron las antiguas civilizaciones de Xochicalco, íntimamente relacionadas con el río Tembembe, ya que este afluente permitía el control de un importante paso comercial entre los océanos Atlántico y Pacífico, así como entre el Altiplano Central y la costa del Pacífico.
Entre ellas se incluyen especies árboreas como ailes (Alnus acuminata), capulín cimarrón (Trema micrantha), ahuejote (Daphnopsis salicifolia), encinos (Quercus magnoliifolia y Quercus glaucoides), copales (Bursera sp.), ceibas (Ceiba sp.), cazahuates (Ipomoea sp.), cacaloxúchitl (Plumeria sp.), huayacán (Conzattia sp.), sauce colorado (Salix humboldtiana), amate blanco (Ficus insipida), tepehuaje (Lysiloma acapulcense), tronadora (Astianthus viminalis), jinicuil (Inga vera) y crucecitas (Randia canescens).
Entre las principales problemáticas ambientales de la subcuenca se encuentran la extracción intensiva de agua para la agricultura y la contaminación de los cuerpos de agua derivada de descargas de aguas residuales. Asimismo, se ha observado un incremento en la irregularidad de las lluvias, caracterizado por periodos cortos e intensos de precipitación seguidos de sequías prolongadas, lo que incrementa el riesgo de disminución de los caudales de los ríos Chalma y Tembembe, afectando el riego agrícola, el abasto humano y el caudal ecológico.
En la comunidad de Xoxocotla persiste una práctica tradicional que consiste en observar el agua que emana de un pequeño manantial dentro de una cueva; si el agua brota turbia, se interpreta como señal de lluvias intensas en las tierras altas, lo que permite a los pobladores anticipar una temporada de lluvias abundantes.
Dentro de la subcuenca se localiza la Zona Arqueológica de Xochicalco, uno de los centros sociales, comerciales y ceremoniales más importantes del centro de México durante la época prehispánica, en el cual convergieron diversas culturas.