Städtische Waldbrände stören Bäche und ihre winzigen Bewohner – der Verlust dieser Insekten ist eine Warnung vor größeren Wasserproblemen

Am felsigen Grund der meisten Bäche gedeiht eine kleine, lebendige Welt.Während Sonnenlicht durch das Wasser dringt, Eintagsfliegennymphen, nicht größer als Ihr Fingernagel, klammern Sie sich an algenbedeckte Pflastersteine.Ihre bürstenartigen Mundwerkzeuge kratzen über den grünlichen Belag und hinterlassen beim Fressen schwache Spuren.Sechs spindeldürre Beine halten sie gegen die Strömung fest, während gefiederte Kiemen sanft winken und dem fließenden Wasser Sauerstoff entziehen.

Diese Szene kommt häufig in gut gepflegten Bächen und Bächen vor, die durch besiedelte Gebiete fließen.Aber wenn Waldbrände ausbrechen, können die zurückbleibenden giftigen Stoffe dieses Ökosystem zerstören.

Wenn Sie an Waldbrände in Städten denken, stellen Sie sich möglicherweise verkohlte Bäume und Häuser vor.Aber auch unter der Oberfläche nahegelegener Bäche können Brände einen stillen Aufruhr auslösen, der sich auf die Populationen von Lebewesen auswirkt, die wichtige Indikatoren für die Gesundheit des Wassers sind.

Waldbrände sind ein natürlicher Bestandteil vieler Ökosysteme.Sie verjüngen Landschaften, indem sie abgestorbenes Gestrüpp beseitigen Nährstoffe freisetzen aus Vegetation und Böden.

Wenn sich Brände jedoch von der Natur in die Nachbarschaft ausbreiten, treffen sie auf völlig andere Brennstoffe.Stadtbrände verbrauchen eine Mischung aus synthetischen und natürlichen Materialien, darunter Häuser, Fahrzeuge, Elektronik und Haushaltschemikalien.Dadurch entsteht ein einzigartige Problematik Das kann weitreichende Folgen für Wasserstraßen und die Lebewesen haben, die sie zu Hause nennen.

Als ein Umweltingenieur, Ich untersuche, wie menschliches Handeln an Land die Chemie und Ökologie von Oberflächenwassersystemen beeinflusst, einschließlich einer wichtigen Gruppe von Bachbewohnern: benthische Makrowirbellose.Diese winzigen Lebewesen, zu denen Eintagsfliegen, Steinfliegen und Köcherfliegen gehören, sind nicht nur Nahrungsquelle für Fische und andere Flussbewohner, sondern dienen auch als natürliche Monitore für die Wasserqualität.

Das Camp Fire 2018 war ein Weckruf

Im November 2018, das Lagerfeuer verwüstete die Stadt Paradise in Kalifornien und zerstörte über 18.000 Häuser und andere Gebäude.Nach diesem tragischen Ereignis haben meine Kollegen und ich untersuchte die Auswirkungen großflächiger Stadtbrände auf die Chemie nahegelegener Wassereinzugsgebiete.

Die Ergebnisse waren alarmierend: Metallkonzentrationen in den betroffenen Wassereinzugsgebieten stieg dramatisch an – bis zum Zweihundertfachen im Vergleich zu den Werten vor dem Brand.Die Konzentrationen dieser Metalle wurden überschritten Akute Kriterien der EPA für aquatische Lebensräume, empfohlene Werte, die anzeigen, wann ein Metall den Schwellenwert erreicht hat, der für Organismen im Wasser „giftig“ ist.

Diese erhöhten Metallwerte können Risiken für Ökosysteme und die menschliche Gesundheit darstellen.

Für den Menschen können kontaminierte Wassereinzugsgebiete die Trinkwasserversorgung gefährden, indem sie eine umfassende Wasseraufbereitung erfordern oder sogar einige Wasservorräte vorübergehend unbrauchbar machen.

Wildtiere, insbesondere empfindliche Wasserarten wie Fische und Amphibien, sind durch diese Schadstoffe unmittelbar bedroht.Die giftigen Metalle können ihre Fortpflanzungszyklen stören, das Wachstum beeinträchtigen Und Ökosysteme destabilisieren.Winzige benthische Makrowirbellose warnen frühzeitig vor Schäden.

Stille Zeugen:Benthische Makrowirbellose

In ihren Larvenstadien leben benthische Makrowirbellose auf dem Benthos oder Grund des Baches, wo sie ständig dem Wasser ausgesetzt sind, wodurch sie empfindlich auf Veränderungen in der Bachchemie reagieren.

Liebhaber des Fliegenfischens erkennen diese Kreaturen möglicherweise als Inspiration für die Fliegen, die sie binden.Sie sind Nahrung für andere Wasserlebewesen, aber ihr Vorkommen, ihre Vielfalt und ihr Überfluss geben auch Aufschluss über kurzfristige Verschmutzungsereignisse und langfristige Umweltveränderungen, die allein durch chemische Tests möglicherweise nicht erfasst werden.

Viele Arten haben kurze Lebenszyklen, sodass Wissenschaftler Veränderungen schnell beobachten können.Verschiedene Arten haben auch unterschiedliche Toleranzen gegenüber Verschmutzung, was ein differenziertes Bild der Wasserqualität liefert.

Marshall Fire veränderte die Wasserqualität dramatisch

Gerade als wir unsere Analyse der Camp Fire-Proben abschlossen, im Dezember.30. 2021, der Marshall-Feuer verwüstete Gemeinden in meinem Heimatstaat Colorado und zerstörte über 1.000 Häuser im Boulder County Wasserscheide von Coal Creek.

Nach dem Brand arbeitete ich zwei Jahre lang mit einem Team an der University of Colorado Boulder zusammen, um die Wasserchemie, die Populationen benthischer Makrowirbellose und Algen in Coal Creek zu überwachen.Wir haben festgestellt, dass es sich um Abflüsse von Brandschutt handelt dramatisch verändert sowohl die Wasserqualität als auch das ökologische Gleichgewicht an Brandstandorten.

Unsere Ergebnisse zeigten anhaltend erhöhte toxische Metallwerte und Rückgänge bei empfindlichen Wasserarten, was auf potenzielle langfristige Risiken für menschliche Aktivitäten wie Fischerei und Bewässerung hinweist.Sie zeigten auch, dass die Erholung wahrscheinlich viele Jahre dauern würde.

Waldbrände in Städten erzeugen einen giftigen Cocktail für Bäche

Ähnlich wie nach dem Lagerfeuer beobachteten wir an den städtischen, vom Feuer betroffenen Standorten in Boulder County erhöhte Konzentrationen an Nährstoffen und Metallen, einschließlich Kupfer, Nickel, Blei und Zink.Durch Messungen des Regenwassers konnten wir zeigen, dass diese Schadstoffe über Betonentwässerungssysteme transportiert wurden, die das Wasser schnell in den Bach leiteten.Wir haben 84 Fälle festgestellt, in denen die Metallkonzentration überschritten wurde Grenzwerte der EPA-Kriterien für Wasserlebewesen im ersten Jahr.

Wir haben auch signifikante Veränderungen in der Art und Anzahl der vorhandenen benthischen Makrowirbellosen gemessen.Eines der auffälligsten Ergebnisse war die Auswirkung auf die Algenfresser Eintagsfliegen, die besonders empfindlich auf Veränderungen reagieren in der Wasserqualität.

Im verbrannten städtischen Bachabschnitt beobachteten wir ein interessantes Phänomen:reichliches Algenwachstum, aber weniger algenfressende Eintagsfliegen.Dies deutet darauf hin, dass der Feuerabfluss einen doppelten Effekt auf das Bachökosystem hat:Nährstoffe aus verbrannter Vegetation stimulieren wahrscheinlich das Algenwachstum, während giftige Metalle aus städtischen Brandschutt empfindliche Organismen wie Eintagsfliegen offenbar negativ beeinflussen.

Die Algen sind zwar reichlich vorhanden, können jedoch giftige Metalle aus dem Wasser ansammeln.Wenn andere Organismen diese Algen fressen, könnten sie möglicherweise auch diese Metalle aufnehmen.Dieser als Bioakkumulation bekannte Prozess kann dazu führen, dass zunehmende Konzentrationen toxischer Stoffe in die Nahrungskette gelangen.

Was bedeuten die Beweise?

Es ist wichtig zu beachten, dass die vollständigen Auswirkungen städtischer Waldbrände auf das Leben in Flüssen noch untersucht werden.Wir können noch nicht definitiv sagen, ob die Anzahl der Organismen niedrig ist, weil diese Organismen sterben, oder ob sie subtilere Auswirkungen haben, wie z. B. eine verminderte Fortpflanzung.Der Rückgang der Eintagsfliegenpopulationen ist jedoch ein besorgniserregender Indikator für den Stress des Ökosystems.

Für den Menschen sind die Auswirkungen nuanciert.Obwohl Coal Creek keine Trinkwasserquelle ist, wird es zur Bewässerung und Erholung genutzt.Metallverseuchtes Wasser könnte reichern sich in Bachsedimenten an und beeinträchtigen empfindliche Organismen langfristig.

Der allgemeine Gesundheitszustand des Baches wirkt sich auch auf seine Fähigkeit aus, Wasser zu filtern und die Artenvielfalt zu unterstützen.

Bäche und ihre Ökosysteme schützen

Die Geschichte dieser Bäche und ihrer winzigen Bewohner ist klar:Waldbrände in Städten stellen eine ernsthafte Bedrohung für die Wasserqualität und das Leben im Wasser dar.Um Bäche zu schützen, müssen Gemeinden das Brandrisiko und den anschließenden Abfluss reduzieren. Verbesserung der Stadtplanung, Das Regenwassermanagement und die Überwachung von Wassereinzugsgebieten können zum Schutz der Wasserressourcen beitragen.

Die Gesundheit von Bächen wirkt sich auf die Gesundheit von Gemeinden aus.Jeder kann davon profitieren, wenn er auf die Warnung der Eintagsfliegen hört.