野火在燃烧后威胁水质长达八年

一项新研究于6月23日发表在《自然·通讯-地球与环境》（Nature Communications Earth & Environment）上，该研究分析了美国西部500多个流域的水质，是首个针对野火后水质的大规模评估。

该研究由科罗拉多大学博尔德分校环境科学合作研究所（CIRES）的科学家领导。

「我们试图观察整个美国西部野火后水质的显著变化趋势，为水资源管理策略制定提供信息，以应对野火影响，」主要作者、科罗拉多大学博尔德分校及西部水资源评估中心前博士生卡莉·布鲁克（Carli Brucker）说道。

结果显示，野火后长达八年内，有机碳、磷、氮和沉积物等污染物可能导致水质下降。水资源管理者可利用这些数据进行未来规划，并在野火发生时做出适当响应。

CIRES研究员兼西部水资源评估中心主任本·利夫内（Ben Livneh）是该研究的首席研究员兼合著者。他的大量研究聚焦于大陆尺度的水文学或供水问题。当他意识到可以采用相同方法理解水质的大规模变化趋势时，他迫切地想测试该方法。

「已有大量工作，例如国家气候评估和国际气候变化专门委员会都在探讨全球供水的变化，」土木、环境与建筑工程系副教授利夫内表示，「但这些评估指出大陆尺度背景下水质评估存在空白，而像我这样的物理水文研究者一直在思考大陆尺度的挑战。」

研究人员早就知道，火灾灰烬和土壤破坏会导致水质下降。然而，过去的研究主要局限于州和市级层面——大型火灾后，城镇会对当地溪流和河流进行水质检测。

在这项新研究中，团队分析了来自500个站点的超过10万份水样：一半来自受火灾影响的河流流域，另一半来自未受火灾影响的区域。他们测量了每份样本的有机碳、氮、磷、沉积物含量以及浑浊度。

为理解野火驱动的影响，团队建立了数据驱动模型，用于量化每个流域在野火前后污染物的变化程度。最后，他们汇编数据以找出每个受火灾流域在野火前及灾后每年影响的平均值，并与未受火灾影响的流域进行比较。

结果显示，流域在野火后恢复所需时间比先前研究发现得更长。有机碳、磷和浑浊度在灾后第一至五年内显著升高。氮和沉积物则在灾后长达八年内呈现显著增加。森林覆盖率更高的地区，野火驱动的影响更为严重。

「影响完全显现可能需要两年，甚至长达八年，」利夫内解释道，「有时影响存在滞后性，意味着不会立刻显现；有时则需要足够大的风暴才能带动残余污染物。」

研究中每个流域受影响的状况各不相同。这可能与火灾发生位置相关——靠近河流的火灾影响比上游火灾更严重。不同的土壤、植被和天气也会改变各流域受影响程度，使得未来规划变得困难。

「沉积速率存在巨大差异，」现为顾问的布鲁克指出，「有些溪流在野火后沉积物完全清除，而有些溪流的沉积物含量达到正常值的2000倍。」

尽管各河流流域存在差异，但该研究提供了具体数值，为美国西部的水资源管理者提供了洞见。研究人员希望这些结果能为未来提升野火抵御能力的规划工作提供更明确的方向。

「我希望提供具体数字能对水资源管理者产生重要影响，」布鲁克强调，「仅凭普遍担忧无法获得抗灾能力提升的资金支持。管理者需要真实的数字进行规划，而这正是我们所提供的。」