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[成果]环境学院副教授翟羽佳在《科学》发表观点:野火如何引发系统性水危机

近日,北京师范大学环境学院副教授翟羽佳在《科学》(Science)发表了题为“Wildfire: A growing threat to water security”的观点。野火的影响早已不再局限于陆地与空气。它会沿着河流、含水层、饮用水管网和污水处理系统持续传导,引发一系列级联性风险,进而改变水资源的可获得性与水质安全。长期以来,水资源管理体系存在一个巨大盲区——水务管理者们往往错误地认为,野火影响仅仅是局限在“陆地和空气”中的灾害。科学家与政策制定者必须打破这种割裂的认知,携手重塑水治理体系,将野火作为系统性的水安全威胁来统筹应对。



野火之后,水量格局也在被改写


野火对水安全的影响首先体现在水资源时空格局的重组上。过火之后,集水区的水文过程会发生明显变化:径流加快、泥沙增加、污染物脉冲式输入,传统水处理设施往往难以及时应对。与此同时,在裂隙发育或埋藏较浅的地下含水层中,火后暴雨还可能迅速推动污染物向地下迁移,扩大地下水受影响范围。对于以积雪融水为主要补给来源的流域,风险则呈现出另一种面貌。野火造成林冠损失,烟灰沉降又会使雪面变暗,二者共同加速积雪消融,导致径流峰值提前出现。表面上看,这似乎只是融雪时间的变化;但从水资源管理角度看,它意味着原本应在晚夏发挥调蓄作用的水,可能更早流失,进而加剧枯水季节的供水紧张。文章据此指出,野火带来的并非短暂扰动,而是水资源可利用性的结构性改变。


野火冲击之下,水质问题远比表面更复杂


如果说水量变化影响的是供给节律,那么水质变化影响的则是整个水系统的自净能力与安全边界。文章指出,野火会破坏维持水质稳定的“生物机器”。土壤微生物群落在火后显著受损,尤其是真菌群落容易崩塌,取而代之的是更耐热的分解者。这种群落更替会加速无机营养盐的矿化与释放。与此同时,野火燃烧本身还会直接产生大量的溶解性有机物和黑碳,随径流进入河流。 更值得警惕的是,这些“野火源”有机物并不会在短时间内消失。它们能够在河流中持续存在,增加耗氧需求,并抑制微生物对污染物的自然处理能力。换言之,野火不仅输入了新的污染负荷,也削弱了水体本身的“自我修复系统”。这一点对于饮用水源地保护尤为关键,因为它意味着火后水质问题可能具有持续性,而非一次性冲击。


真正的危机,常常发生在基础设施内部


生态系统受到冲击,并不必然立刻转化为人类危机;真正放大风险的,往往是基础设施脆弱性。北美近期多场火灾表明,水库水体本身有时仍保持相对清洁,但饮用水却会在输配系统内部变得有毒。其原因在于,塑料管道受高温损坏、管网压力下降后,烟雾与污染物可能被倒吸进入系统,进而引发极端的苯污染。与饮用水系统相比,污水系统的失效往往更隐蔽,却同样危险。火灾和停电常常直接导致污水处理厂陷入瘫痪。当火后的暴雨夹杂着大量灰烬和重金属汹涌而至时,不仅会直接冲垮或堵塞下水管网,由于处理厂已经“罢工”,这些携带着污染物的污水根本得不到任何有效处理,只能被迫直接排入下游环境。文章认为,这类风险并非均等分布。小型公用事业机构、私人井用户,以及农村和原住民社区,往往承受更高暴露与更低防御能力。也正因此,野火正在成为加剧水不平等的重要驱动因素。


从“灭火思维”走向“水安全治理”


野火已经成为一种耦合陆地—水体—大气的复合型灾害,但现有的火灾管理与水治理体系,仍未与这一现实相匹配。文章提出,应将野火视为系统性水风险来应对,重点包括:建立一体化监测体系,发展预测模型,提升基础设施韧性,推进更公平的治理框架,并实施适应野火的新型景观管理。其核心逻辑十分清晰:面对日益频繁、日益复杂的野火扰动,仅靠传统意义上的灭火和灾后修复,已经不足以维护现代社会所依赖的水安全。在人类世背景下,“火”正在成为新的常态。对于水资源管理者而言,水安全已不能再被视作野火灾害中的次要议题。真正面向未来的治理,不只是扑灭野火,更要防止火焰沿着看不见的水网络,继续进入城市、社区与日常生活。


北京师范大学环境学院为文章第一单位,副教授翟羽佳为第一作者。文章合作者还包括北京师范大学卫星应用前沿交叉研究院讲师龚醚醚、哈尔滨工业大学(深圳)智能学部生态环境学院副研究员陶彧、西南大学资源环境学院教授周忠波、中国科学院生态环境研究中心研究员刘刚。


论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.aef6813

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