Den brända zonen når hela vägen till kanten av vattnet vid Clyde River/Batemans Bay. Kredit:John Turnbull
Australiska forskare har undersökt effekterna av skogsbränder på flodmynningar i New South Wales, Australiens största delstat, och upptäckt att bränder kan öka belastningen av brandhärledda föroreningar med potentiellt djupgående miljöeffekter.
Flodmynningar (där floden möter havet) är några av de mest värdefulla livsmiljöerna på jorden. Förutom att de är biologiskt mångfaldiga och produktiva platser är de där hamnarna ligger och en betydande del av världens befolkning är koncentrerad.
Publicerad idag i Environmental Pollution , säger forskarna att deras resultat uppmanar till att prioritera flodvegetation för skydd i brandhanteringsplaner och att skogsbränder beaktas i avrinningsförvaltningsplaner. Dessa planer är framtagna för att skydda miljön och reglera resurser, såsom fisk och vatten, från hela avrinningsområdet (från bifloder till flodmynningar).
Till skillnad från vanliga skogsbränder kan megabränder som de som inträffade under Australiens "Black Summer" 2019-2020 omge flodmynningar.
Efter Black Summer-bränderna mätte forskargruppen en snabb ökning av koncentrationen av näringsämnen, metaller och pyrogent kol (kol som bildas av bränder) i kustnära områden som kan påverka beteendet, överlevnaden och reproduktionen hos arter av flodmynningar.
"I vissa avrinningsområden brändes mer än 90 procent av växtligheten, och branden gick ända ner till vattenkanten, vilket ledde till en enorm mängd föroreningar i form av sediment, metaller och näringsämnen som kom in i våra vattendrag", säger senior författare. Professor Emma Johnston, expert på marina ekosystem och vice rektor (forskning) vid University of Sydney.
Forskarna fann att materialet från Black Summer-bränderna innehöll spår av metaller inklusive koppar och zink, och näringsämnen som kväve och fosfor som sjunkit ner i flodmynningssediment.
"Om det sker konsekvent spolning av flodmynningen kommer dessa spårämnen att förbereda dem för produktivitet. Men om vattenflödet är lågt och spolningen är minimal kan de få mikroalger att häcka exponentiellt, vilket leder till planktonblomningar som bryter syretillförseln och dödar fiskar. , med en dominoeffekt på hela ekosystemet", sa professor Johnston.
Nederbörd och avrinning efter brand leder till tillförsel av aska, näringsämnen och metaller i påverkade flodmynningar. Kredit:John Turnbull
Eld kol
Studien avslöjade också hur mycket pyrogent kol som deponerades i flodmynningar – buskbrändernas visitkort.
"Vi har inte varit oroliga för pyrogent kol i dessa vatten tidigare, men nu när klimatförändringarna ökar omfattningen och svårighetsgraden av skogsbränder runt om i världen behöver vi plötsligt veta vilka koncentrationer av pyrogent kol som orsakar skada. Det borde vara föremål för ytterligare studier," sa professor Johnston.
Inverkan och åtgärder
Med nuvarande klimatprognoser som tyder på att megabränder som Black Summer kommer att inträffa oftare i Australien och runt om i världen, säger författarna att regeringar måste inkludera våra livsviktiga livsmiljöer för flodmynningar i sina brandförebyggande och förvaltningsplaner.
"Med tanke på att överdriven tillförsel av näringsämnen är en av de viktigaste stressfaktorerna på flodmynningar, kan förändringarna i vår studie ha allvarliga konsekvenser på grund av dess potential att förändra ekologiska och fysikalisk-kemiska processer", säger huvudförfattaren Thayanne Barros, Ph.D. kandidat från University of New South Wales.
Bland de åtgärder som författarna föreslår är att upprätthålla naturliga vegetationsbuffertar för att förhindra bränder från att nå kanten av flodmynningar och ekotoxikologiska bedömningar av skogsbränders effekter på flodmynningsområden.
Författarens oro över bränders påverkan på vattenvägar delas av ett internationellt forskningskonsortium, där professor Johnston är medlem. Konsortiets nya tidning namnger skogsbränder som ett av 15 nya hot mot havets biologiska mångfald.
Nederbörd och avrinning efter brand leder till tillförsel av aska, näringsämnen och metaller i påverkade flodmynningar. Kredit:John Turnbull
Om studien
Forskarna studerade sex flodmynningar på New South Wales kust, vid mynningen av floderna Hastings; Karuah; Georges; Shoalhaven; Clyde; och Moruya omedelbart före bränderna.
Barros sa:"Vi hade precis slutfört att samla in prover för ett annat projekt när bränderna startade, så vi såg en unik möjlighet att genomföra en före-efter-kontroll-påverkansstudie i dessa områden. De första proverna blev våra "före bränderna ' dataset och när bränderna upphörde samlade vi in proverna för vår 'efter brändernas dataset'."
För att undersöka de potentiella effekterna av skogsbränder på flodmynningar, beslutade forskarna att fokusera på flodmynningarnas mjuka sandbotten eftersom denna livsmiljö är en viktig källa och sänka av element och spelar en viktig roll i globala biogeokemiska cykler, samtidigt som det stöder hög biologisk mångfald och produktivitet .
De analyserade sedimenten för att kontrollera förändringar i näringskoncentrationer, sedimenthalt, metaller och olika former av kol, inklusive pyrogent kol (bildat av bränder) för att direkt koppla förändringar i kolkoncentrationen till skogsbränderna.
Flodmynningar kategoriserades efter procentandelen av avrinningsvegetationen som brändes och den brända zonens närhet till vattenvägen.
Studien visar att i de flodmynningar med en stor andel av avrinningsområdet bränt och litet gap mellan elden och vattendraget ökade koncentrationen av olika former av kol, näringsämnen, metaller och silthalt avsevärt efter bränderna. Medan inga betydande förändringar upptäcktes i de oförbrända flodmynningarna eller de som behöll en buffertzon.
Studien var ett samarbete mellan forskare vid University of Sydney, CSIRO, Macquarie University, University of New South Wales. + Utforska vidare
