La
extensión territorial es de 527,48 Km2, con una densidad poblacional de 40,1 hab/Km2. Sus condiciones climáticas muestran notables diferencias, la franja costera sur conocida como el semidesierto cubano; la parte norte influenciada por notables precipitaciones. El clima, muestra notables diferencias entre la región meridional, comprendida en la zona semiárida de Cuba (franja costera sur), ecosistema muy frágil por la escasez de precipitaciones y elevadas temperaturas, forma parte de la subregión climática de Cuba Oriental, por lo que exhibe características semiáridas gracias a su posición respecto al macizo montañoso Nipe-Sagua-Baracoa y en particular la Sierra de Imías, con valores de lluvia inferiores a los 800 mm promedio al año y temperaturas superiores a los 260C.
Punto culminante Imías Vista Alegre con 1193,8 metros sobre el nivel del mar.
La región septentrional por su parte recibe la influencia más directa de los Alisios del noreste, provocando que las lluvias sean superiores, entre los 1 600 y 1 800 mm como promedio anual y se desarrollen temperaturas inferiores que en la franja costera, característica del clima en que la altura desempeña un papel importante.
Su relieve netamente montañoso, forma parte del macizo Nipe-Sagua-Baracoa, destacándose la Sierra del Purial y la Sierra de Imías, en esta última se localizan las dos elevaciones más altas de la provincia: los picos La Cana, con 1 176,5 metros sobre el nivel medio del mar (m.s.n.m.), y Vista Alegre, con 1 186,5 m.s.n.m., conocido este como el techo de la provincia.
Se destaca, hacia el sur del territorio, la franja costera, de amplitud variable, en la que existe una amplia manifestación del carso costero, donde el lapíes o dientes de perro (crestas y puntas cortantes sobre las rocas separadas por franjas estrechas) ocupa una gran parte del litoral, pero encontramos también aquí importantes playas como Yacabo Abajo, Imías, Tacre y Cajobabo, y otras más pequeñas como Boquerón, Yime, Managuaco y Guayacanes. Son típicos del relieve del sur del territorio los cerros litorales (montañas grises), que poseen una altura variable.
La situación climática, la topografía y la acción antrópica han venido condicionando la desertificación progresiva y la degradación de los suelos, el incremento de la aridez y la salinidad del espacio agrícola, por lo que deben implementarse medidas encaminadas a detener, y revertir en lo posible este proceso.
Presenta una red hidrográfica poco desarrollada debido a las características climáticas imperantes, unido a su basamento geológico. Los ríos por generalidad corren de norte a sur, es decir, nacen en la Sierra de Imías y El Purial y desembocan en el Mar Caribe, característico que se denota más en los ríos Yacabo, Imías, Tacre y Jojó, este último de mayor caudal por recibir los mayores valores pluviométricos. Todas estas corrientes forman, al desembocar, los conocidos tibaracones (barra de arena que divide al mar del río). En algunos casos desaparecen en determinadas épocas del año, como el Tacre. Se estima que en el territorio abundan las aguas subterráneas, con un potencial cercano a los 3 millones de metros cúbicos.
Es importante tener en cuenta que esta red está sometida a la acción de 13 fuentes contaminantes, entre ellas las despulpadoras de café, por lo que no solo debe racionalizarse el uso del agua, sino prever, a corto y mediano plazo otras medidas que protejan todas las fuentes de abasto.
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