野火在其燃烧后的长达八年内仍对水质构成威胁

6月23日发表在自然通讯-地球与环境的一项新研究分析了美国西部500多个流域的水质，这是首次针对野火后水质进行的大规模评估。

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项目前博士研究生卡莉·布鲁克表示。

结果显示，有机碳、磷、氮和沉积物等污染物可在火灾后持续影响水质长达八年。水资源管理者可利用这些数据进行未来规划，并在野火发生时采取适当应对措施。

CIRES研究员兼西部水资源评估项目主任本·利夫内是该研究的首席研究员和合著者。他的研究主要聚焦大陆尺度的水文学或水资源供应。当他意识到可采用相同方法研究水质的大规模变化趋势时，便迫切希望验证该方法。

"例如在《国家气候评估》和《政府间气候变化专门委员会》中，已有大量关于全球水资源供应变化的研究，"土木、环境与建筑工程系副教授利夫内指出，"但这些评估揭示了大陆尺度水质评估存在的空白，而像我这样的物理水文学研究者长期以来一直在思考大陆尺度的挑战。"

研究人员早已了解火灰和土壤破坏会导致水质恶化。然而过去的研究多局限于州级和市级层面——城镇通常在重大火灾后检测当地溪流与河流的水质。

在新研究中，团队分析了500个站点的10万余份水样：半数来自受火灾影响的流域，半数来自未受火灾影响的流域。他们测量了每份样本的有机碳、氮、磷、沉积物含量以及浊度（浑浊程度）。

为量化野火灾带来的影响，团队建立数据驱动模型测量各流域火灾前后污染物的变化程度。最终通过数据汇编求得受灾流域火灾前后各年份的平均值，并与未受灾流域进行对比。

结果显示流域灾后恢复所需时间远超既往研究结论。火灾后1-5年内，有机碳、磷和浊度显著升高；氮和沉积物含量在火灾后长达八年仍显著增加。森林覆盖度越高的地区，野火造成的水质恶化越严重。

"其影响可能持续两年甚至八年之久，"利夫内解释，"有时会产生延迟效应，意味着并非所有影响立即显现，或者需要足够强的风暴才能激活残留污染物。"

研究中各流域受影响程度存在差异，这可能与起火位置相关——靠近河流的火灾比上游火灾危害更大。不同土壤、植被和天气条件也会改变各流域受影响程度，从而增加未来规划的难度。

"沉积速率存在巨大差异，"现担任顾问的布鲁克指出，"某些溪流在野火后沉积物完全清除，而有些溪流沉积物含量暴增2000倍。"

尽管各流域存在差异，本研究提供了具体数据，为美国西部水资源管理者带来重要洞见。研究者希望这些结果能为提升野火抵御能力的未来规划提供更明确的方向。

"我希望这些具体数字能对水资源管理者产生实质影响，"布鲁克强调，"仅凭普遍担忧无法获得韧性改善项目的资金支持。管理者需要真实数据支撑规划工作——这正是我们提供的核心价值。"