Kredit:Unsplash/CC0 Public Domain
En ny studie utförd av forskare från University of New Mexico har funnit att skogsbränder - som har ökat i frekvens, svårighetsgrad och omfattning runt om i världen – är en av de största orsakerna till vattenförsämring i västra USA, hotar vår vattenförsörjning.
Forskningen, "Vordbränder påverkar alltmer västra amerikanska flodnätverk, " publicerades nyligen i Naturkommunikation . Författare inkluderar tidigare UNM-studenter Grady Ball (nu vid U.S. Geological Service) och Justin Reale (nu vid U.S. Army Corps of Engineers); tidigare postdoktorale forskaren Peter Regier (nu vid Pacific Northwest National Laboratory); docent Ricardo González-Pinzón (department of civil, Construction and Environmental Engineering) och forskarassistent David Van Horn (Biologiska institutionen).
Studien fann att cirka 6 procent av längden av alla bäckar och floder i västra USA var direkt påverkade av störningar i skogsbränder (definierade av att de ligger i brända områden) mellan 1984 och 2014, och att det varje år är cirka 342 nya kilometer av dem som direkt påverkas. När forskarna redogjorde för den longitudinella spridningen av störningar i vattenkvaliteten inom och över vattendelar, det uppskattades att skogsbränder påverkar cirka 11 procent av den totala bäcken och flodens längd.
"Mer än 10 procent av floderna i västra USA har drabbats av skogsbränder, " González-Pinzón sa. "Det är mycket och sätter skogsbränder som en av de främsta orsakerna till vattenförsämring i landet. Det är en stor sak."
Författarna sa att det har gjorts få studier om effekterna av skogsbränder på flodnätverk, så denna studie är betydelsefull eftersom det var den första storskaliga analysen som använde fjärravkänning av brännskadors omkrets och svårighetsgrad, övervakning av vattenkvalitet på plats, och longitudinell modellering för att bestämma uppskattningar av ström- och flodlängd som påverkas av skogsbränder i kontinental skala.
"Det är oroande att inse hur lite vi vet om effekterna av skogsbränder på floder, " sade González-Pinzón. "Särskilt eftersom detta är relevant för det dagliga livet för dem som bor i den västra delen av landet och särskilt i New Mexico, en stat som för närvarande och ofta upplever upp till 100 procent svår torka."
Även om den direkta effekten av skogsbränder på platser som Kalifornien har rapporterats allmänt, särskilt när det gäller liv och förlorade strukturer (skogsbrandsäsongen i Kalifornien 2018 krävde 100 liv, skadad 24, 000 strukturer och resulterade i 2 miljarder dollar i försäkringskrav, studierapporterna), de direkta och utvidgade effekterna av skogsbränder har inte noggrant kvantifierats.
Studien varnar för att det finns växande bevis för att skogsbränder utlöser kaskadeffekter i flodnätverk. Även om skogsbränder inte nämns specifikt i U.S. Environmental Protection Agencys Clean Water Assessment, Störningar i skogsbränder bidrar till minst 10 av de 20 mest kritiska störningarna som anges i bedömningen, såsom förhöjda sediment, näringsberikning, organisk anrikning och syrebrist, höjd temperatur, förhöjda metallkoncentrationer, förändringar i habitat, förhöjd grumlighet, flödesförändringar, förhöjd salthalt och/eller totalt lösta fasta ämnen, och förändringar av pH och konduktivitet. Eftersom skogsklädda vattendelar levererar dricksvatten till cirka två tredjedelar av de som bor i västra USA, påverkan är enorm, när det gäller både ekonomi och vattensäkerhet.
Författarna påpekar att skogsbränder påverkar vattenflödet och kvaliteten eftersom de har sitt ursprung i sluttningar och orsakar minskad infiltrationskapacitet och grundvattenuppladdning, en kraftigt minskad förmåga för växtlighet att växa på påverkad mark, och en högre frekvens av jordskred och laviner. Också, farliga ämnen inklusive metaller i nivåer som överstiger Världshälsoorganisationens normer för säkert dricksvatten finns i ytvatten långt efter att skogsbränder har släckts.
Van Horn sa att en av motiven för denna studie var att bevittna effekterna av skogsbranden i Las Conchas 2011, den näst största skogsbranden i New Mexicos historia, vilket resulterar i snabba och massiva översvämningar i det brända området och en mätbar minskning av vattenkvaliteten i Rio Grande nära den brända platsen hundratals kilometer nedströms.
"Vi hade turen på sätt och vis att ha elden i vår mycket instrumenterade bakgård, där vi kunde studera dess effekter när det hände, " han sa.
Det var en dramatisk minskning av syre i vattnet, samt transporten av stora mängder aska och sediment som tvingade fram en två månader lång avstängning av staden Albuquerques enda ytvattenintag, vilket ger cirka 70 procent av dricksvattnet till området.
"Vordsbränder påverkar fluviala nätverk i tid och rumslig skala som vi inte helt förstår, sade Van Horn. vi måste undersöka hur länge och hur långt de är ett problem i vattendelar."
"Det vi hittade handlade om och det finns ett stort behov av att göra mer forskning, " sa González-Pinzón.
Inom en snar framtid, deras team kommer att fokusera på att skapa snabbinsatsteam som kan bedriva forskning på ett säkert sätt, på begäran, strax efter att skogsbränder har släckts. Den forskningen kommer att fokusera på att svara på hur långt nedströms kan störningar av skogsbränder spridas i flodnät och vad som är de viktigaste styrande faktorerna. På grund av klimatförändringar och nuvarande skogsbruksmetoder som har gjort det möjligt för bränsle att byggas upp istället för att naturligt brinna i mindre bränder, skogsbränder förutspås bara bli värre i framtiden.
"Vi kan inte riktigt skapa en enkel lösning på detta eftersom det sker i kontinents skala, men vi måste definitivt förbättra hur vi kan öka motståndskraften hos akvatiska ekosystem och varna människor om effekterna av vattenkvalitetsförsämring som drivs av skogsbränder på deras dagliga liv; det betyder att vi måste erkänna att skogsbränder kommer att fortsätta att hända och att vi måste lära oss att hantera dem, " sa González-Pinzón.
Studien rekommenderar några åtgärder som kan göras för att mildra effekterna:
