Les incendies de forêt urbains perturbent les cours d'eau et leurs minuscules habitants : la perte de ces insectes est le signe de problèmes d'eau plus graves.

Un monde minuscule et dynamique prospère au fond rocheux de la plupart des cours d’eau.Alors que la lumière du soleil filtre à travers l'eau, nymphes d'éphémères, pas plus gros que votre ongle, s'accrochent aux pavés recouverts d'algues.Leurs pièces buccales en forme de brosse grattent le revêtement verdâtre, laissant de légères traces pendant qu'ils se nourrissent.Six pattes grêles les ancrent à contre-courant, tandis que leurs branchies plumeuses s'agitent doucement, puisant l'oxygène de l'eau qui coule.

Cette scène est courante dans les ruisseaux et ruisseaux bien entretenus qui traversent des zones peuplées.Mais lorsque des incendies de forêt se déclarent, les matières toxiques laissées sur place peuvent dévaster cet écosystème.

Lorsque vous pensez aux incendies de forêt urbains, vous imaginez peut-être des arbres et des maisons calcinés.Mais sous la surface des cours d’eau voisins, les incendies peuvent également provoquer un bouleversement silencieux qui affecte les populations de créatures qui sont d’importants indicateurs de la santé de l’eau.

Les incendies de forêt sont un partie naturelle de nombreux écosystèmes.Ils rajeunissent les paysages en débarrassant les broussailles mortes et libérant des nutriments de la végétation et des sols.

Cependant, lorsque les incendies se propagent de la nature aux quartiers, ils rencontrent un ensemble de combustibles radicalement différent.Les incendies urbains consomment un mélange de matériaux synthétiques et naturels, notamment des maisons, des véhicules, des appareils électroniques et des produits chimiques ménagers.Cela crée un ensemble unique de problèmes cela peut avoir des conséquences considérables sur les cours d’eau et les créatures qui y habitent.

Comme un ingénieur en environnement, j'étudie comment les actions humaines sur terre affectent la chimie et l'écologie des systèmes d'eau de surface, y compris un groupe important d'habitants des cours d'eau : macroinvertébrés benthiques.Ces minuscules créatures, qui comprennent les éphémères, les mouches des pierres et les mouches caddis, ne sont pas seulement des sources de nourriture pour les poissons et autres espèces vivantes des cours d’eau, mais servent également de moniteurs naturels de la qualité de l’eau.

Le feu de camp de 2018 a été un signal d’alarme

En novembre 2018, le feu de camp a dévasté la ville de Paradise, en Californie, détruisant plus de 18 000 maisons et autres structures.Au lendemain de cet événement tragique, mes collègues et moi examiné les effets des incendies urbains à grande échelle sur la chimie des bassins versants voisins.

Les résultats étaient alarmants : Concentrations de métaux dans les bassins versants touchés a augmenté de façon spectaculaire – jusqu'à deux cents fois par rapport aux niveaux d'avant les incendies.Les concentrations de ces métaux ont dépassé Critères aigus de l'EPA relatifs à l'habitat aquatique, niveaux recommandés qui indiquent quand un métal a atteint le seuil de « toxique » pour les organismes présents dans l’eau.

Ces niveaux élevés de métaux peuvent présenter des risques à la fois pour les écosystèmes et pour la santé humaine.

Pour les humains, les bassins versants contaminés peuvent compromettre les sources d’eau potable en nécessitant un traitement approfondi de l’eau ou même en rendant certaines réserves d’eau temporairement inutilisables.

La faune, et particulièrement les espèces aquatiques sensibles comme les poissons et les amphibiens, sont confrontées à des menaces immédiates dues à ces polluants.Les métaux toxiques peuvent perturber leurs cycles de reproduction, nuire à la croissance et déstabiliser les écosystèmes.De minuscules macroinvertébrés benthiques fournissent des alertes précoces sur les dommages.

Témoins silencieux :Macroinvertébrés benthiques

Au stade larvaire, les macroinvertébrés benthiques vivent sur le benthos, ou au fond, du cours d’eau, où ils sont constamment exposés à l’eau, ce qui les rend sensibles aux changements chimiques dans le cours d’eau.

Les amateurs de pêche à la mouche pourraient reconnaître ces créatures comme source d'inspiration pour les mouches qu'ils attachent.Ils nourrissent d’autres formes de vie aquatique, mais leur présence, leur diversité et leur abondance donnent également un aperçu des événements de pollution à court terme et des changements environnementaux à long terme que les tests chimiques seuls pourraient manquer.

De nombreuses espèces ont des cycles de vie courts, ce qui permet aux scientifiques d’observer rapidement les changements.Différentes espèces ont également des tolérances variables à la pollution, ce qui donne une image nuancée de la qualité de l’eau.

L'incendie de Marshall a considérablement modifié la qualité de l'eau

Alors que nous terminions notre analyse des échantillons de Camp Fire, le 1er décembre.30, 2021, le Feu de Marshall communautés dévastées dans mon État natal, le Colorado, détruisant plus de 1 000 maisons dans le comté de Boulder. Bassin versant du ruisseau Coal.

Pendant deux ans après l'incendie, j'ai travaillé avec une équipe de l'Université du Colorado à Boulder pour surveiller la chimie de l'eau, les populations de macroinvertébrés benthiques et les algues de Coal Creek.Nous avons constaté que le ruissellement des débris du feu radicalement modifié à la fois la qualité de l'eau et l'équilibre écologique sur les sites touchés par les incendies.

Nos résultats ont montré des niveaux de métaux toxiques constamment élevés et un déclin des espèces aquatiques sensibles, indiquant des risques potentiels à long terme pour les activités humaines, telles que la pêche et l'irrigation.Ils ont également montré que la reprise prendrait probablement de nombreuses années.

Les incendies de forêt urbains créent un cocktail toxique pour les cours d'eau

Comme après l’incendie de camp, sur les sites urbains touchés par le feu du comté de Boulder, nous avons observé concentrations élevées de nutriments et de métaux, notamment le cuivre, le nickel, le plomb et le zinc.En mesurant les eaux pluviales, nous avons pu démontrer que ces polluants étaient véhiculés par des systèmes de drainage en béton qui canalisaient rapidement l'eau vers le ruisseau.Nous avons noté 84 cas où les concentrations de métaux dépassaient Limites des critères de l'EPA pour la vie aquatique la première année.

Nous avons également mesuré des changements significatifs dans les types et le nombre de macroinvertébrés benthiques présents.L’une des découvertes les plus frappantes a été l’impact sur les organismes mangeurs d’algues. les éphémères, particulièrement sensibles aux changements dans la qualité de l'eau.

Dans la partie urbaine brûlée du ruisseau, nous avons observé un phénomène intéressant :croissance abondante d'algues, mais moins d'éphémères mangeurs d'algues.Cela suggère que le ruissellement du feu a un double effet sur l’écosystème des cours d’eau :Les nutriments provenant de la végétation brûlée stimulent probablement la croissance des algues, tandis que les métaux toxiques provenant des débris des incendies urbains semblent avoir un effet négatif sur les organismes sensibles tels que les éphémères.

Les algues, bien qu'abondantes, peuvent accumuler des métaux toxiques provenant de l'eau.Lorsque d’autres organismes consomment ces algues, ils pourraient également ingérer ces métaux.Ce processus, connu sous le nom de bioaccumulation, peut entraîner une augmentation des concentrations de matières toxiques remontant la chaîne alimentaire.

Que signifient les preuves ?

Il est important de noter que les impacts complets des incendies de forêt urbains sur la vie fluviale sont encore à l’étude.Nous ne pouvons pas encore dire avec certitude si le nombre d’organismes est faible parce que ces organismes sont en train de mourir ou s’ils subissent des effets plus subtils, comme une reproduction réduite.La diminution des populations d’éphémères est cependant un indicateur préoccupant du stress des écosystèmes.

Pour les humains, les implications sont nuancées.Bien que Coal Creek ne soit pas une source d’eau potable, il est utilisé pour l’irrigation et les loisirs.L'eau contaminée par des métaux pourrait s'accumuler dans les sédiments des cours d'eau et continuent d'affecter les organismes sensibles à long terme.

La santé globale du ruisseau affecte également sa capacité à filtrer l’eau et à soutenir la biodiversité.

Protéger les cours d’eau et leurs écosystèmes

L’histoire racontée par ces ruisseaux et leurs minuscules habitants est claire :Les incendies de forêt urbains constituent une menace sérieuse pour la qualité de l’eau et la vie aquatique.Pour protéger les cours d’eau, les communautés doivent réduire les risques d’incendie et le ruissellement ultérieur. Améliorer la planification urbaine, la gestion des eaux pluviales et la surveillance des bassins versants peuvent contribuer à sauvegarder les ressources en eau.

La santé des cours d’eau affecte la santé des communautés.Tout le monde peut bénéficier de l’écoute des avertissements des éphémères.