
Mexiko-Stadt liegt am südlichen Ende des 60 Kilometer langen und 100 Kilometer breiten Tals von Mexiko auf einer Höhe von durchschnittlich 2.308 Meter über dem Meeresspiegel und ist auf drei Seiten von Bergen umgeben – unter anderem von den berühmten Zwillingsvulkanen Popocatépetl und Iztaccíhuatl sowie der Sierra Nevada. Aufgrund dieser Lage ist die Smoggefahr ständig sehr hoch. Seit Jahrhunderten ist dieses Becken der Mittelpunkt des Landes, lange bevor von einer mexikanischen Nation die Rede sein konnte. Der Bundesdistrikt hat eine Fläche von 1.479 Quadratkilometer. Er grenzt im Norden, Osten und Westen an den Bundesstaat México und im Süden an den Bundesstaat Morelos. Die nahe Metropolregion „Zona Metropolitana de la Ciudad de Mexico“ (ZMCM), zu der neben der Hauptstadt 41 weitere Städte in der Umgebung gehören, hat eine Bodenfläche von 4.986 Quadratkilometer. Die erweiterte Metropolregion „Zona Metropolitana del Valle de México“ (ZMVM), zu der neben dem Bundesbezirk 59 weitere Städte in der Umgebung gehören, besitzt eine Fläche von 7.815 Quadratkilometer.
Das präkolumbianische Ökosystem, wie es die Azteken vorfanden, als sie nach Zentralmexiko vordrangen, lässt sich aufgrund von Grabungen relativ genau rekonstruieren: Sie deuten auf eine Landschaft, die durch zahlreiche Seen mit dazwischen liegenden Sümpfen geprägt war. Von den umliegenden Gebirgen, die vorwiegend mit Kiefern- und Eichenwäldern bedeckt waren, strömten zahlreiche Bäche und Flüsse, deren größte in den nördlichen Zumpango-See mündeten. Während die kleineren nördlichen und südlichen Seen Süßwasser enthielten, war das Wasser des tiefer gelegenen Texcoco-Sees wegen des salpeterhaltigen Untergrunds, des fehlenden Abflusses und der hohen Verdunstung stark salzhaltig. Als die Azteken im Tal von Mexiko eintrafen, fanden sie eine hochentwickelte Hydrokultur vor: Mais, Bohnen, Tomaten, Kürbis und andere Lebensmittel wurden auf bewässertem Land und schwimmenden Gärten, sogenannten Chinampas, angebaut; auch Eindeichungen, Flussumleitungen und Trinkwasserleitungen waren im Valle de México üblich. Im 15. Jahrhundert begannen die Azteken selbst Deiche zu bauen, welche die Insel mit dem Festland verbanden. Sie dienten gleichzeitig als Aquädukte. Ein 16 Kilometer langer Deich, unterbrochen nur von einigen Schleusen, war östlich von Tenochtitlán durch den Texcoco-See gebaut worden, um die Stadt vor Überschwemmungen zu schützen. In den ersten Jahren ihrer Herrschaft verkannten die Spanier die Wichtigkeit der Anlagen und ließen sie verfallen. Als es aber ab 1540 zu immer verheerenderen Überschwemmungen kam, entschloss man sich zur Rekonstruktion der Anlagen. Die Abholzung der Hänge in Verbindung mit dem Waldweidegang des Viehs hatte aber die Erosion an den sehr steilen Hängen schon sehr starkt vorangetrieben. Die Aufnahmefähigkeit des Bodens für Niederschläge war weitgehend verschwunden. Der Boden selbst befand sich nun im Texcocosee (der zur Zeit der Eroberung 14 Meter tiefer war als heute). Die alten Anlagen waren den nun zu bewältigenden Wassermassen nicht mehr gewachsen. So starben beispielsweise während der großen Überschwemmungen zwischen 1629 und 1633 circa 50.000 Menschen. 1789 war schließlich ein Kanal durch die Randgebirge vollendet, mit dem man das Tal nach außen entwässerte. Die Erosion führte dazu, dass die Quellen, die die Stadt früher mit Trinkwasser versorgt hatten, versiegt waren. Die Trinkwasserversorgung erfolgte nun aus Tiefbrunnen (1886 bereits über 1000). Da nun aber das Abwasser (übrigens ungeklärt) aus dem Tal heraus gebracht wurde, sank der Grundwasserspiegel immer weiter. Ein Teufelskreis. Die vielen Seen, die das Tal einst füllten, fielen trocken. Den feinkörnigen, bentonitischen Tonen im Untergrund der Stadt wurde das Wasser entzogen, das heißt sie schrumpften. Die Folge: zwischen 1891 und 1970 senkten sich einige Gebiete der Innenstadt um 8,50 Meter. Neben den Folgen für die Bausubstanz ist eine der schlimmsten Folgen der Bodensenkungen die Beeinträchtigung der Kanalisation: Die Anlagen sind zum Teil zerrissen, Gefälle haben sich umgekehrt. Es besteht die ständige Gefahr eines Eindringens von Kloakenwasser in die ebenfalls undichten Trinkwasserleitungen.
Mexiko-Stadt befindet sich in einer durch Erdbeben gefährdeten Region, die regelmäßig von Erdstößen geringer bis mittlerer Intensität erschüttert wird. Am 19. September 1985 forderte ein verheerendes Erdbeben der Stärke 8,1 auf der Richterskala mit Epizentrum im 350 Kilometer entfernten Bundesstaat Michoacán offiziell 9.500 Tote, rund 30.000 Menschen wurden obdachlos. Nach Angaben der Rettungsmannschaften starben bis zu 45.000 Menschen. Insgesamt kam es an 2.800 Gebäuden zu Schäden, 880 von ihnen brachen zusammen. Die große Zahl der Opfer war unter anderem durch die mangelhafte Bauweise vieler Gebäude bedingt, zudem verstärkte der größtenteils weiche Untergrund der Hauptstadt die Stoßwellen. Im Mittelpunkt eines ursprünglich abflusslosen Beckens liegt die Landeshauptstadt, die heute durch einen Entwässerungskanal mit dem Flusssystem des Pánuco in Verbindung steht. Das Tal befindet sich im südlichen Teil des Mexikanischen Hochlandes, das als Mesa Central bezeichnet wird. Es ist auch orografisch vom nördlichen sehr verschieden. Im Landschaftsbild überwiegt Gebirgscharakter. Waldbedeckte Vulkankegel, riesige Krater erloschener Vulkane, jähe Felsabstürze, die die Erosion in die Flanken des Gebirges gerissen hat, wechseln mit fruchtbaren, von vulkanischem Schutt erfüllten Hochebenen und Tälern. Dort liegt das Zentrum des Ackerbaus, dessen wichtigste Anbaufrüchte infolge der Lage in der Tierra Templada Bohnen, Mais, Weizen, Gemüse und Obst sind. Das gesamte Mexikanische Hochland birgt große Reichtümer an Blei, Kupfer, Zinn, Zinnober, Schwefel, Gold und Silber. Aus den Edelmetallen schufen die Azteken prächtigen Schmuck und andere Kunstgegenstände. Die Bitumenkohle, die in der Fortsetzung der Lignite von Texas und Coahuila auftritt, deckt den gesamten Kohlebedarf Mexikos.
Mexiko-Stadt gliedert sich in 16 Stadtbezirke (delegaciones). In der folgenden Tabelle sind die Bezirke, deren Einwohnerzahl und Bevölkerungsdichte nach der Volkszählung vom 14. Februar 2000 aufgeführt. Jeder Stadtbezirk verfügt wiederum über eine Gliederung in verschiedene Stadtteile (sogenannte Colonias).
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