När världen såg på Black Summer bushfires i fasa, vi varnade att när det äntligen regnade, våra akvatiska ekosystem skulle förstöras.

Efter skogsbränder, nederbörd kan skölja ut enorma volymer aska och skräp från bränd vegetation och exponerad jord i floder. Bränder kan också leda till jord "hydrofobi, "där marken vägrar att absorbera vatten, vilket kan generera mer avrinning vid högre intensitet. Aska och föroreningar från branden, inklusive giftiga metaller, kol och brandskyddsmedel, kan även hota den biologiska mångfalden i vattendrag.

Som förväntat, när kraftiga regn så småningom släckte många bränder, det förvandlade vatten av hög kvalitet i våra floder till slam med konsistensen av kakmix.

Under veckorna efter de första regnet, vi provade från dessa floder. Det här är vad vi såg.

Provtagning av övre Murray River

Av särskild oro var den övre Murray River på gränsen mellan Victoria och NSW, vilket är avgörande för vattenförsörjningen. Där, skogsbränderna var särskilt intensiva.

När efterlängtat regn så småningom kom till övre Murray River-avrinningsområde, det var i form av stora lokala stormar. Tonvis med aska, sediment och skräp sköljdes in i bäckar och Murray River. Brant terräng inom brända områden i övre Murrays avrinningsområde genererade en stor volym snabbt strömmande avrinning som bar med sig sediment och föroreningar.

Vi samlade in vattenprover i övre Murray River i januari och februari 2020 för att bedöma effekterna på flodväxter och djur.

Våra vattenprover var upp till 30 gånger grumligare än normalt, med totalt suspenderat material så högt som 765 milligram per liter. Tungmetaller som zink, arsenik, krom, nickel, koppar och bly registrerades i koncentrationer långt över riktvärdena för friska vattendrag.

Vi tog vattnet från Murray River till laboratoriet, där vi genomförde ett antal toxikologiska experiment på andmat (en flytande vattenväxt), vattenloppor (små vattenlevande ryggradslösa djur) och unga sötvattenssniglar.

Vad vi hittade

Under en sju dagar lång exponering för skogsbranden påverkade flodvattnet, tillväxttakten för andmat minskade med 30-60%.

Vattenlopporna fick i sig stora mängder suspenderade sediment när de exponerades för det drabbade vattnet i 48 timmar. Efter exponeringen, vattenloppans reproduktion var signifikant försämrad.

Och sötvattenssnäckäggsäckar kvävdes. Askan resulterade i fullständig död av snigellarver efter 14 dagar.

Dessa sorgliga effekter på tillväxten, reproduktions- och dödstalen var främst ett resultat av de kombinerade effekterna av aska och föroreningar, enligt våra förundersökningar.

Men de kan ha långtidseffekter på större djur som fåglar och fiskar som är beroende av biota som snigelägg, vattenloppor och andmat till mat.

Vad hände med fisken?

Omedelbart efter den första sedimentpulsen, döda fiskar (mest introducerad europeisk karp och inhemsk Murray Cod) observerades på stranden av floden Murray vid Burrowye Reserve, Victoria. Men vad, exakt, var deras dödsorsak?

Vårt första antagande var att de dog av syrebrist i vattnet. Detta beror på att aska och näringsämnen i kombination med höga sommarvattentemperaturer kan utlösa ökad aktivitet av mikrober, såsom bakterier.

Detta, i sin tur kan tömma koncentrationen av löst syre i vattnet (även känd som hypoxi) eftersom mikroberna förbrukar syre. Och utbredd hypoxi kan leda till storskaliga fiskdödar.

Men till vår förvåning, även om löst syre i Murray River var lägre än vanligt, vi registrerade det inte vid nivåer som är tillräckligt låga för hypoxi. Istället, vi såg att de döda fiskarna hade stora mängder sediment instängda i sina gälar. Fiskdöden var också ganska lokaliserad.

I detta fall, vi tror att fiskdöden helt enkelt orsakades av den extremt höga sediment- och askbelastningen i floden som fysiskt täppte till deras gälar, inte brist på löst syre i vattnet.

Dessa fynd är inte ovanliga, och efter skogsbränderna 2003 i Victoria tillskrevs fiskdöd till en kombination av lågt löst syre och hög grumlighet.

Så hur kan vi förbereda oss för framtida skogsbränder?

Att förhindra att sediment sköljs ut i floder efter bränder är svårt. Installation av sedimentbarriärer och andra erosionskontrollåtgärder kan skydda specifika områden. Dock, på avrinningsskalan, ett mer helhetsgrepp krävs.

Ett sätt är att öka ansträngningarna för att återvegetera bäckbankar (kallade strandzoner) för att hjälpa till att buffra avrinningen. Ett steg längre är att överväga att återvegetera dessa zoner med inhemska växter som inte brinner lätt, såsom Blackwood (Acacia melanoxylin).

Vattendrag som är kända för att vara värda för sällsynta eller hotade vattenlevande arter bör stå i fokus för alla brandförberedande aktiviteter. Vissa arter finns bara i mycket lokaliserade områden, såsom de utrotningshotade infödda galaxerna (Galaxias fuscus) i centrala Victoria. Detta innebär att en extrem brandhändelse där kan leda till att hela arten utrotas.

Det är därför det är viktigt att återinföra hotade arter till sina tidigare utbredningsområden i flera avrinningsområden för att bredda deras utbredning.

Att öka anslutningen inom våra vattendrag skulle också göra det möjligt för djur som fiskar att undvika dålig vattenkvalitet – dammar och dammar kan förhindra detta. Avlägsnandet av sådana barriärer, eller att installera "fiskvägar" kan vara viktigt för att skydda fiskpopulationer från skogsbränder.

Dock, dammar kan också användas för att gynna djur- och växtliv (biota). När sediment sköljs ut i stora floder, som vi såg i Murray River efter Black Summer-bränderna, utsläpp av vatten av god kvalitet från dammar kan användas för att späda ut vatten av dålig kvalitet som sköljs in från branddrabbade bifloder.

Medborgarforskare kan hjälpa, för. Det kan vara svårt för forskare att övervaka akvatiska ekosystem under och omedelbart efter skogsbränder och obemannade övervakningsstationer skadas eller förstörs ofta.

CSIRO arbetar nära med statliga myndigheter och allmänheten för att förbättra medborgarvetenskapliga appar som EyeOnWater för att samla in vattenkvalitetsdata. Med fler ögon på fler områden, dessa data kan förbättra vår förståelse av akvatiska ekosystems reaktioner på bränder och för att informera om strategisk planering för framtida bränder.

These are some simple first steps that can be taken now.

Recent investment in bushfire research has largely centered on how the previous fires have influenced species' distribution and health. But if we want to avoid wildlife catastrophes, we must also look forward to the mitigation of future bushfire impacts.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.