Naturbrande truer flodnetværk i det vestlige USA.

En ny undersøgelse udført af forskere fra University of New Mexico har fundet ud af, at skovbrande - som har været stigende i frekvens, sværhedsgrad og omfang over hele kloden - er en af ​​de største årsager til vandforringelse i det vestlige USA, truer vores vandforsyning.

Forskningen, "Naturbrande påvirker i stigende grad de vestlige amerikanske flodnetværk, " blev offentliggjort for nylig i Naturkommunikation . Forfatterne omfatter tidligere UNM-kandidatstuderende Grady Ball (nu hos U.S. Geological Service) og Justin Reale (nu hos U.S. Army Corps of Engineers); tidligere postdoc-forsker Peter Regier (nu ved Pacific Northwest National Laboratory); lektor Ricardo González-Pinzón (Department of Civil, Construction and Environmental Engineering) og forskningsassistent David Van Horn (Biologisk Institut).

Undersøgelsen viste, at omkring 6 procent af længden af ​​alle vandløb og floder i det vestlige USA var direkte påvirket af naturbrandforstyrrelser (defineret ved at være placeret i brændte områder) mellem 1984 og 2014, og at der hvert år er omkring 342 nye kilometer af dem direkte påvirket. Da forskerne redegjorde for den langsgående udbredelse af vandkvalitetsforstyrrelser inden for og på tværs af vandområder, det blev anslået, at naturbrande påvirker omkring 11 procent af den samlede vandløbs- og flodlængde.

"Mere end 10 procent af floderne i det vestlige USA er blevet ramt af skovbrande, " sagde González-Pinzón. "Det er meget og sætter skovbrande som en af ​​de største årsager til vandforringelse i landet. Det er en stor sag."

Forfatterne sagde, at der har været få undersøgelser om virkningen af ​​skovbrande på flodnetværk, så denne undersøgelse er betydningsfuld, fordi det var den første storstilede analyse, der brugte fjernmåling af forbrændingsperimeter og sværhedsgrad, in situ vandkvalitetsovervågning, og longitudinelle modellering til at bestemme skøn over vandløb og flodlængder påvirket af naturbrande på kontinental skala.

"Det er foruroligende at indse, hvor lidt vi ved om virkningerne af skovbrande på floder, " sagde González-Pinzón. "Især fordi dette er relevant for dagligdagen for dem, der bor i den vestlige del af landet og især i New Mexico, en stat, der i øjeblikket og almindeligvis oplever op til 100 procent alvorlig tørke."

Selvom den direkte virkning af skovbrande på steder som Californien er blevet rapporteret bredt, især med hensyn til tabte liv og strukturer (brandsæsonen i Californien 2018 krævede 100 liv, beskadiget 24, 000 strukturer og resulterede i 2 milliarder dollars i forsikringskrav, undersøgelsesrapporterne), de direkte og længerevarende virkninger af naturbrande er ikke blevet grundigt kvantificeret.

Undersøgelsen advarer om, at der er stigende beviser for, at naturbrande udløser kaskadevirkninger i flodnetværk. Selvom naturbrande ikke er specifikt nævnt i U.S. Environmental Protection Agency's Clean Water Assessment, naturbrandforstyrrelser bidrager til mindst 10 af de 20 mest kritiske forstyrrelser, der er anført i vurderingen, såsom forhøjede sedimenter, næringsstofberigelse, organisk berigelse og iltsvind, forhøjet temperatur, forhøjede metalkoncentrationer, habitatændringer, forhøjet turbiditet, flow ændringer, forhøjet saltholdighed og/eller totalt opløste faste stoffer, og ændringer i pH og ledningsevne. Da skovklædte vandskel leverer drikkevand til omkring to tredjedele af dem, der bor i det vestlige USA, påvirkningen er massiv, både hvad angår økonomi og vandsikkerhed.

Forfatterne påpeger, at naturbrande påvirker vandgennemstrømningen og kvaliteten, da de stammer fra bakkeskråninger og forårsager nedsat infiltrationskapacitet og genopladning af grundvand, en stærkt reduceret kapacitet for vegetation til at vokse på påvirket jord, og en højere frekvens af jordskred og laviner. Også, farlige stoffer inklusive metaller i niveauer, der overstiger Verdenssundhedsorganisationens standarder for sikkert drikkevand, findes i overfladevand længe efter, at naturbrande er slukket.

Van Horn sagde, at en af ​​motivationerne for denne undersøgelse var at være vidne til virkningerne af 2011 Las Conchas skovbranden, den næststørste naturbrand i New Mexicos historie, resulterer i hurtige og massive oversvømmelser i det afbrændte område og et målbart fald i vandkvaliteten i Rio Grande nær det brændte sted hundreder af kilometer nedstrøms.

"Vi var på en måde heldige at have ilden i vores meget instrumenterede baghave, hvor vi kunne studere dets virkninger, mens det skete, " han sagde.

Der var et dramatisk fald i ilt i vandet, samt transporten af ​​store mængder aske og sediment, der tvang en to-måneders lukning af byen Albuquerques eneste overfladevandsindtag, hvilket giver omkring 70 procent af drikkevandet til området.

"Naturbrande påvirker fluviale netværk i tid og rumlige skalaer, som vi ikke fuldt ud forstår, " sagde Van Horn. "Således, vi er nødt til at undersøge, hvor længe og hvor langt de forbliver et problem i vandskel."

"Det, vi fandt, var vedr. og der er et enormt behov for mere forskning, " sagde González-Pinzón.

I den nærmeste fremtid, deres team vil fokusere på at skabe hurtige responshold, der kan udføre forskning sikkert, on-demand, kort efter at skovbrande er dæmpet. Denne forskning vil fokusere på at besvare, hvor langt nedstrøms naturbrandforstyrrelser kan forplante sig i flodnetværk, og hvad der er de vigtigste kontrollerende faktorer. På grund af klimaændringer og nuværende skovforvaltningspraksis, der har gjort det muligt at opbygge brændstoffer i stedet for naturligt at brænde i mindre brande, skovbrande forventes kun at blive værre i fremtiden.

"Vi kan ikke rigtig konstruere en nem løsning på dette, fordi det forekommer på kontinentets skala, men vi er absolut nødt til at forbedre, hvordan vi kan øge modstandsdygtigheden af ​​akvatiske økosystemer og advare folk om virkningerne af vandkvalitetsforringelse drevet af skovbrande på deres daglige liv; det betyder, at vi er nødt til at erkende, at naturbrande vil fortsætte med at ske, og at vi er nødt til at lære at håndtere dem, " sagde González-Pinzón.

Undersøgelsen anbefaler et par handlingspunkter, der kan gøres for at afbøde virkningerne:

• Invester midler i naturbrandforberedelse og beredskab. De anbefaler, at naturbrandspåvirkninger af vandløb og floder skal prioriteres for lokale, stat, føderale, og international finansiering og indgå som en del af naturbrandberedskabsplaner. Da skovbrande opfører sig uforudsigeligt og udvikler sig hurtigt, hurtige reaktionshold skal etableres og finansieres for på passende vis at håndtere problemer med vandskel efter brande.
• Øg fokus på at fange langsgående adfærd. Flere ressourcer bør afsættes til spørgsmålet om nedstrøms udbredelse af naturbrande. Yderligere forskning er nødvendig, især for det, holdet kalder 'dynamiske' overvågningstilgange, der fokuserer på longitudinel dataindsamling, der supplerer traditionelle stationære økologiske overvågningsstrategier.
• Inkorporer højfrekvente data i miljøovervågning. Da naturbrand-relaterede vandkvalitetsforstyrrelser opstår hurtigt og over en kort periode, høj opløsning og realtidsdata er afgørende. Teamet rådgiver brugen af ​​højteknologiske værktøjer til akvatisk overvågning, sensorer, og maskinlæring blandt de metoder, der kunne indsamle og fortolke højfrekvente data i næsten realtid.