Городские лесные пожары разрушают ручьи и их крошечных обитателей. Потеря этих насекомых является предупреждением о более серьезных проблемах с водой.

Крошечный, яркий мир процветает на каменистом дне большинства ручьев.Когда солнечный свет проникает сквозь воду, нимфы поденок, размером не больше вашего ногтя, цепляются за покрытые водорослями булыжники.Их ротовой аппарат, похожий на щетку, царапает зеленоватый налет, оставляя слабые следы во время кормления.Шесть тонких ног удерживают их от течения, а перистые жабры мягко колеблются, втягивая кислород из текущей воды.

Эта сцена часто встречается в благоустроенных ручьях и ручьях, протекающих через населенные пункты.Но когда охватывают лесные пожары, оставшиеся после себя токсичные материалы могут разрушить эту экосистему.

Когда вы думаете о лесных пожарах в городах, вы можете представить себе обугленные деревья и дома.Но под поверхностью близлежащих ручьев пожары также могут вызвать бесшумные потрясения, которые влияют на популяции существ, которые являются важными индикаторами здоровья воды.

Лесные пожары – это естественная часть многих экосистем.Они омолаживают ландшафты, убирая отмершие кустарники и высвобождение питательных веществ из растительности и почвы.

Однако когда пожары перемещаются из природы в соседние районы, они сталкиваются с совершенно другим набором видов топлива.Городские пожары уничтожают как синтетические, так и натуральные материалы, в том числе дома, транспортные средства, электронику и бытовую химию.Это создает уникальный набор задач это может иметь далеко идущие последствия для водных путей и существ, которые называют их домом.

Как инженер-эколог, я изучаю, как действия человека на суше влияют на химию и экологию поверхностных водных систем, включая важную группу обитателей ручьев: донные макробеспозвоночные.Эти крошечные существа, в том числе подёнки, каменки и ручейники, являются не только источником пищи для рыб и других речных обитателей, но также служат природными мониторами качества воды.

Пожар в лагере в 2018 году стал тревожным звонком

В ноябре 2018 года Лагерный костер опустошил город Парадайз, штат Калифорния, разрушив более 18 000 домов и других построек.После этого трагического события я и мои коллеги исследовал последствия крупномасштабных городских пожаров на химию близлежащих водоразделов.

Результаты были тревожными: Концентрации металлов в пострадавших водоразделах резко возросло – до двухсот раз по сравнению с допожарным уровнем.Концентрации этих металлов превысили Критерии острого воздействия EPA на водную среду обитания, рекомендуемые уровни, которые указывают, когда металл достиг порога «токсичности» для организмов в воде.

Эти повышенные уровни металлов могут представлять опасность как для экосистем, так и для здоровья человека.

Для людей загрязненные водосборы могут поставить под угрозу источники питьевой воды, требуя интенсивной очистки воды или даже делая некоторые запасы воды временно непригодными для использования.

Дикая природа, особенно чувствительные водные виды, такие как рыбы и амфибии, сталкиваются с непосредственной угрозой со стороны этих загрязнителей.Токсичные металлы могут нарушить их репродуктивные циклы, ухудшать рост и дестабилизировать экосистемы.Крошечные донные макробеспозвоночные заранее предупреждают о вреде.

Молчаливые свидетели:Бентические макробеспозвоночные

На личиночных стадиях донные макробеспозвоночные живут на бентосе или дне ручья, где они постоянно подвергаются воздействию воды, что делает их чувствительными к изменениям химического состава потока.

Любители ловли нахлыстом могут признать в этих существах вдохновение для создания мушек, которых они связывают.Они являются пищей для других водных организмов, но их присутствие, разнообразие и изобилие также дают представление как о краткосрочных явлениях загрязнения, так и о долгосрочных изменениях окружающей среды, которые одни только химические тесты могут не заметить.

Многие виды имеют короткий жизненный цикл, что позволяет ученым быстро наблюдать изменения.Различные виды также имеют разную устойчивость к загрязнению, что дает точную картину качества воды.

Marshall Fire резко изменил качество воды

Как раз в тот момент, когда мы заканчивали анализ образцов, полученных от пожара в лагере, 3 декабря.30, 2021, г. Маршалл Файр опустошил общины в моем родном штате Колорадо, разрушив более 1000 домов в округе Боулдер. Водораздел Коул-Крик.

В течение двух лет после пожара я работал с командой из Университета Колорадо в Боулдере, наблюдая за химическим составом воды, популяциями донных макробеспозвоночных и водорослями в Коул-Крик.Мы обнаружили, что стоки от пожарных обломков резко изменился как качество воды, так и экологический баланс на участках, пострадавших от пожаров.

Наши результаты показали постоянно повышенные уровни токсичных металлов и снижение количества чувствительных водных видов, что указывает на потенциальные долгосрочные риски для деятельности человека, такой как рыболовство и ирригация.Они также показали, что восстановление, вероятно, займет много лет.

Городские лесные пожары создают токсичный коктейль для рек

Как и после пожара в лагере, в городских районах округа Боулдер, пострадавших от пожара, мы наблюдали повышенная концентрация питательных веществ и металлов, включая медь, никель, свинец и цинк.Измерив ливневые воды, мы смогли показать, что эти загрязнители переносились бетонными дренажными системами, которые быстро направляли воду в ручей.Мы отметили 84 случая, когда концентрации металлов превышали Ограничения критериев водной жизни EPA в первый год.

Мы также измерили значительные изменения в типах и численности присутствующих донных макробеспозвоночных.Одним из самых поразительных открытий было влияние на поедание водорослей. подёнки, которые особенно чувствительны к изменениям по качеству воды.

На сгоревшем городском участке ручья мы наблюдали интересное явление:обильный рост водорослей, но меньше поедающих водоросли поденок.Это говорит о том, что пожарный сток оказывает двойное воздействие на экосистему ручья:Питательные вещества из сгоревшей растительности, вероятно, стимулируют рост водорослей, в то время как токсичные металлы из остатков городских пожаров, по-видимому, отрицательно влияют на чувствительные организмы, такие как подёнки.

Водоросли, хотя и многочисленны, могут накапливать токсичные металлы из воды.Когда другие организмы потребляют эти водоросли, они потенциально могут также поглощать и эти металлы.Этот процесс, известный как биоаккумуляция, может привести к увеличению концентрации токсичных материалов, перемещающихся вверх по пищевой цепи.

Что означают доказательства?

Важно отметить, что полное воздействие городских лесных пожаров на жизнь ручьев все еще изучается.Мы пока не можем сказать однозначно, является ли численность организмов низкой из-за того, что эти организмы умирают, или они испытывают более тонкие последствия, такие как снижение воспроизводства.Однако сокращение популяций подёнок является тревожным индикатором стресса экосистемы.

Для людей последствия имеют нюансы.Хотя Коул-Крик не является источником питьевой воды, он используется для орошения и отдыха.Загрязненная металлами вода может накапливаться в речных отложениях и продолжают оказывать воздействие на чувствительные организмы в долгосрочной перспективе.

Общее состояние ручья также влияет на его способность фильтровать воду и поддерживать биоразнообразие.

Защита рек и их экосистем

История, рассказанная этими ручьями и их крошечными обитателями, ясна:Городские лесные пожары представляют серьезную угрозу качеству воды и водной жизни.Чтобы защитить ручьи, сообществам необходимо снизить риск возникновения пожара и последующего стока. Улучшение городского планирования, управление ливневыми водами и мониторинг водосборов могут помочь защитить водные ресурсы.

Состояние рек влияет на здоровье сообществ.Каждый может получить пользу, прислушавшись к предупреждениям подёнок.