Các tác động về hỏa hoạn trên đất liền đối với các nguồn nước mặt trước đây chưa được đánh giá, và không tính đến các chiến lược quản lý nước của vùng. Tuy nhiên, những đợt cháy rừng đang gia tăng và gây lo ngại về các tác động đối với nước uống. Ở đây chúng tôi tổng hợp hồ sơ dài hạn về cháy rừng, khí hậu ở 168 địa điểm trên khắp Hoa Kỳ. Chúng tôi chỉ ra rằng dòng chảy sông hàng năm thay đổi ở 32 địa điểm, nơi có hơn 19% diện tích lưu vực bị cháy. Động thực vật hoang dã làm tăng dòng chảy dòng chảy hàng năm ở các khu vực phía tây với khí hậu lục địa ôn đới và ẩm ướt. Các đợt cháy rừng làm tăng lưu lượng dòng chảy hàng năm nhiều nhất ở vùng bán khô hạn Lower Colorado, bất chấp hạn hán thường xuyên ở khu vực này. Ngược lại, các vụ hỏa hoạn theo quy định ở vùng Đông Nam Á nhiệt đới không làm thay đổi đáng kể dòng chảy của sông. Những kết quả cực kỳ biến đổi này cung cấp những hiểu biết mới về vai trò tiềm ẩn của lửa trong cháy rừng và cháy theo quy định trong quản lý tài nguyên nước khu vực trong điều kiện khí hậu thay đổi.
Các mùa cháy rừng ở Mỹ đang trở nên dài hơn do hạn hán lặp đi lặp lại, cùng với nhiều nguồn đánh lửa hơn và nhiên liệu có sẵn. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ là mẫu lửa này ảnh hưởng như thế nào đến lượng nước sẵn có ở quy mô khu vực hoặc lục địa. Rừng đầu nguồn cung cấp hơn 50% lượng nước tiêu thụ ở Mỹ tiếp giáp với sông suối (CONUS) – những cánh rừng này dễ bị cháy rừng hoặc sẽ trở nên như vậy trong tương lai gần. Dòng chảy của sông thường tăng trong vài tháng sau khi xảy ra cháy rừng hoang dã, nhưng các nghiên cứu gần đây ở New Mexico và Colorado cũng chỉ ra rằng sự gia tăng lưu lượng sông có thể kéo dài trong nhiều năm. Các nghiên cứu ở miền Nam California cho thấy lưu lượng sông tăng sau lửa có thể là nguồn nước bổ sung trong thời gian khan hiếm nước. Tuy nhiên, các mô hình và xu hướng của dòng chảy sau lưu thông dự kiến sẽ thay đổi đáng kể giữa các khu vực CONUS, phụ thuộc vào đặc tính lửa, che phủ rừng và địa hình.
Sự biến thiên khu vực về phản ứng thủy văn đối với lửa có những ý nghĩa quan trọng đối với các chính sách quản lý rừng nhằm giảm nguy cơ hỏa hoạn ở miền núi và duy trì nguồn nước sạch và phong phú trong điều kiện khí hậu thay đổi. Có thêm mối quan tâm về tác động của lửa đối với nguồn cung cấp nước trong nhà có thể uống được, dẫn đến những thách thức tốn kém đối với việc sản xuất nước ở thành phố Hoa Kỳ. Những tác động của cháy rừng đối với chất lượng nước ở quy mô vùng không được hiểu rõ. Tuy nhiên, chúng ta cần những thông tin này để thiết kế các chiến lược quản lý tài nguyên quốc gia giúp giảm nguy cơ cháy rừng ở các nguồn cung cấp nước.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đánh giá các tác động hỏa hoạn đối với dòng chảy sông qua CONUS trong 30 năm qua. Đánh giá thực nghiệm đầu tiên của quốc gia này bao gồm các dòng chảy sông thoát nước ở khu vực đầu nguồn từ 10 đến 100.000 km2, và so sánh hiệu ứng hỏa hoạn trên mặt nước đối với toàn bộ dải lửa nghiêm trọng (theo quy định lửa để cháy lớn), và trên một phạm vi rộng lớn của khí hậu và địa hình. Chúng tôi chỉ ra rằng trong số 168 địa điểm nghiên cứu, đám cháy rừng hoang dã đã ảnh hưởng đến dòng chảy sông hàng năm ở 32 địa điểm, nơi có hơn 19% diện tích lưu vực bị đốt. Động thực vật hoang dã đã làm tăng dòng chảy dòng chảy hàng năm ở phần lớn vùng Tây Bắc Thái Bình Dương, và thậm chí còn nhiều hơn ở vùng bán khô cằn Lower Colorado, bất chấp hạn hán có kinh nghiệm trong khu vực này. Ở miền Nam và trung tâm California tác động tăng cường của cháy rừng lên dòng chảy của sông bị che khuất bởi các xu hướng mạnh hơn, nhưng ngược lại trong lượng mưa, dẫn đến sự suy giảm dòng chảy của dòng sông. Ngược lại, các vết bỏng theo quy định ở vùng Đông Nam á nhiệt đới không làm thay đổi đáng kể dòng chảy của sông. Nhóm các phản ứng dòng chảy sau lưu huỳnh giữa và bên trong các lưu vực vùng, đưa ra một sự hiểu biết mới về vai trò tiềm ẩn của cháy rừng và cháy theo quy định trong quản lý tài nguyên nước.
Phân tích của chúng tôi về lưu lượng dòng chảy từ 168 con sông CONUS cho thấy những thay đổi quan sát dòng chảy 5 năm sau lưu huỳnh phù hợp với sự thay đổi của lượng mưa và cháy ở địa phương. Lưu lượng sông chảy trong các lưu vực sông bị đốt cháy ít nhất 1% diện tích thoát nước (tỷ lệ khu vực bị đốt cháy, hoặc BAR ≥ 1%), nhìn chung giảm xuống ở 9 vùng nước. Các khu vực này bao gồm Trung Đại Tây Dương Tennessee, Great Basin , Vịnh Nam Đại Tây Dương, California, Great Lakes, Rio Grande, vịnh Texas và Missouri. Ngược lại, dòng chảy sông tăng mạnh ở sáu vùng khác, như Lower Mississippi, Upper Colorado, Lower Colorado, Ohio, Tây Bắc Thái Bình Dương và Arkansas.
Đối với toàn bộ CONUS, dòng chảy sông giảm (trung bình -5,9 mm hoặc -5,7%) ở các địa điểm bị cháy, phù hợp với xu hướng lượng mưa âm (trung bình -23,1 mm hoặc -2,3%) . Sự giảm dòng chảy lớn nhất đã được quan sát ở các lưu vực sông bị đốt trong Lưu vực lớn (trung bình -45.4 mm hoặc -37.1%), Rio Grande (-15.6 mm hoặc -29.8%), Texas-Gulf (-10.7 mm hoặc -25.4%) và California (-38,4 mm hoặc -18,4%) khu vực. Sự giảm lượng mưa lớn nhất cũng được ghi nhận ở Rio Grande (-100 mm hoặc -13,1%), California (-35,4 mm, -4,6%) và vùng trung Đại Tây Dương (-59,5 mm hoặc -4,3%). Lưu lượng tăng nhiều nhất ở hạ lưu Mississippi (trung bình +160,1 mm hoặc + 27,4%), vùng Lower Colorado (+9,9 mm hoặc + 25,6%) và Upper Colorado (+77 mm hoặc + 19,8%). Tương tự như vậy, tăng lượng mưa lớn nhất xảy ra ở vùng Hạ Mississippi (+311,2 mm hoặc + 23,3%) và Upper Colorado (+41,9 mm hoặc + 6,9%).
Tuy nhiên, có những khu vực đầu nguồn bị đốt cháy nơi lưu lượng dòng chảy của sông vẫn tăng mặc dù xu hướng giảm lượng mưa. Đây là phản ứng phổ biến ở khu vực hạ Colorado (lưu lượng dòng chảy 9,9 mm hoặc + 25,6% so với lượng mưa -30,6 mm hoặc -6,0%), nơi thường xảy ra cháy rừng 15,4% diện tích lưu vực và ở mức độ nhỏ hơn Vùng Tây Bắc Thái Bình Dương.
Các đợt cháy rừng lớn đã làm tăng dòng chảy hàng năm trong ít nhất 5 năm, ngay cả ở các khu vực bị ảnh hưởng bởi hạn hán liên tục. Điều này đặc biệt xảy ra ở khắp Tây Bắc Thái Bình Dương, nơi xảy ra hoả hoạn ở những khu vực có khí hậu lục địa Địa Trung Hải hoặc ẩm ướt, và ở vùng bán khô cằn ở hạ Colorado, nơi cháy rừng đã đốt cháy một phần lớn các bể chứa nước ở đầu. Tương tự, lửa hoang dã làm tăng lưu lượng dòng chảy hàng năm trong vùng Texas và vùng Vịnh cận nhiệt đới ẩm, và tại Mississippi, nơi mà sự phát triển thảm thực vật nhanh chóng tạo ra một lượng lớn nhiên liệu dễ bị hỏa hoạn.
Nguồn: https://www.nature.com/articles/s41467-018-03735-6
