城市野火扰乱了溪流及其中的小居民——失去这些昆虫是对更大水问题的警告

大多数溪流的岩石底部都有一个充满活力的小世界。当阳光透过水面，蜉蝣若虫, ，不比你的指甲大，紧贴着覆盖着藻类的鹅卵石。它们像刷子一样的口器刮擦绿色的外皮，在进食时留下微弱的痕迹。六条细长的腿将它们固定在水流上，而羽毛状的鳃轻轻地波动，从流动的水中吸取氧气。

这种场景在流经人口稠密地区的维护良好的小溪和溪流中很常见。但当野火席卷时，留下的有毒物质可能会破坏这个生态系统。

当您想到城市野火时，您可能会想到烧焦的树木和房屋。但在附近溪流的表面之下，火灾也会引发一场无声的剧变——这种剧变会影响到生物种群，而这些生物是水体健康状况的重要指标。

野火是一种许多生态系统的自然组成部分. 。他们通过清除枯死的灌木丛和使景观恢复活力释放营养来自植被和土壤。

然而，当火灾从自然界蔓延到社区时，它们会遇到完全不同的燃料。城市大火消耗合成和天然材料，包括房屋、车辆、电子产品和家用化学品。这创建了一个一系列独特的问题这可能会对水道和以水道为家的生物产生深远的影响。

作为环境工程师, ，我研究人类在陆地上的行为如何影响地表水系统的化学和生态，其中包括重要的溪流居民群体：大型底栖无脊椎动物. 。这些微小生物，包括蜉蝣、石蝇和石蚕蝇，不仅是鱼类和其他溪流生物的食物来源，而且还是大自然本身的水质监测器。

2018 年的营火事件敲响了警钟

2018年11月，营火加利福尼亚州天堂镇遭到严重破坏，摧毁了超过 18,000 所房屋和其他建筑物。在这一悲惨事件发生后，我和我的同事检查了效果大规模城市燃烧对附近流域化学的影响。

结果令人震惊：金属浓度受影响流域的洪水急剧增加——与火灾前水平相比高达两百倍。这些金属的浓度超标 EPA 水生栖息地急性标准, ，建议的水平表明金属何时达到对水中生物体“有毒”的阈值。

这些升高的金属含量可能对生态系统和人类健康构成风险。

对于人类来说，受污染的流域可能会需要大量的水处理，甚至使一些供水暂时无法使用，从而损害饮用水源。

野生动物，特别是鱼类和两栖动物等敏感水生物种，面临着这些污染物的直接威胁。有毒金属可以扰乱它们的生殖周期, 损害生长和破坏生态系统的稳定. 。微小的底栖大型无脊椎动物提供了危害的早期预警。

在幼虫阶段，底栖大型无脊椎动物生活在溪流的底栖动物或底部，它们经常暴露在水中，这使得它们对溪流化学的变化敏感。

飞蝇钓鱼爱好者可能会认为这些生物是他们绑蝇的灵感来源。它们是其他水生生物的食物，但它们的存在、多样性和丰富性也提供了对短期污染事件和长期环境变化的洞察，而仅靠化学测试可能会错过这些变化。

许多物种的生命周期很短，使科学家能够快速观察变化。不同的物种对污染的耐受性也不同，从而提供了水质的细微差别。

12 月 12 日，正当我们完成对营火样本的分析时。2021 年 30 日，马歇尔火灾我的家乡科罗拉多州的社区遭到破坏，博尔德县的 1,000 多所房屋被毁煤溪流域.

火灾发生后的两年里，我与科罗拉多大学博尔德分校的一个团队合作，监测煤溪的水化学、底栖大型无脊椎动物种群和藻类。我们发现火灾残骸的径流显着改变受火灾影响地区的水质和生态平衡。

我们的研究结果显示，有毒金属水平持续升高，敏感水生物种数量下降，这表明捕鱼和灌溉等人类活动存在潜在的长期风险。他们还表明，恢复可能需要很多年的时间。

与坎普火灾后类似，在博尔德县城市受火灾影响的地点，我们观察到营养物质和金属浓度升高, ，包括铜、镍、铅和锌。通过测量雨水，我们能够证明这些污染物是通过混凝土排水系统输送的，该系统迅速将水引入小溪。我们注意到 84 个金属浓度超标的实例 EPA 水生生物标准限制在第一年。

我们还测量了存在的底栖大型无脊椎动物的类型和数量的显着变化。最引人注目的发现之一是对吃藻类的影响蜉蝣，对变化特别敏感在水质方面。

在被烧毁的城市河段中，我们观察到一个有趣的现象：藻类生长丰富，但食藻蜉蝣较少。这表明火径流对河流生态系统具有双重影响：烧毁植被中的营养物质可能会刺激藻类生长，而城市火灾残骸中的有毒金属似乎会对蜉蝣等敏感生物产生负面影响。

这些藻类虽然数量众多，但可能会从水中积累有毒金属。当其他生物体消耗这种藻类时，它们也可能摄入这些金属。这个过程被称为生物累积，会导致有毒物质的浓度不断增加，并沿着食物链向上移动。

值得注意的是，城市野火对河流生命的全面影响仍在研究中。我们还不能明确地说生物体数量低是因为这些生物体正在死亡，还是因为它们正在经历更微妙的影响，例如繁殖减少。然而，蜉蝣数量的减少是生态系统压力的一个令人担忧的指标。

对于人类来说，其影响是微妙的。虽然煤溪不是饮用水源，但它用于灌溉和娱乐。受金属污染的水可能积聚在河流沉积物中并继续长期影响敏感生物体。

小溪的整体健康状况也会影响其过滤水和支持生物多样性的能力。

这些溪流和其中的小居民讲述的故事很清楚：城市野火对水质和水生生物构成严重威胁。为了保护溪流，社区需要减少火灾风险和事后径流。改善城市规划, 、雨水管理和流域监测有助于保护水资源。

河流的健康影响着社区的健康。每个人都可以通过聆听蜉蝣的警告而受益。

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