太平洋西北部喀斯喀特山脉和克拉马斯河流域的野火对河床沉积物粒径的影响

《Fire Ecology》：Effects of wildfire on streambed sediment size in the Cascades and Klamath regions of the Pacific Northwest

　　

摘要

背景

野火会影响侵蚀过程，进而改变进入河流系统的沉积物数量，这会改变河流中沉积物的大小分布。了解野火如何影响河床颗粒大小分布，对于理解野火对水生栖息地及下游水资源的整体影响至关重要。在华盛顿州西部、俄勒冈州以及加利福尼亚州北部，水生和河岸生态系统效果监测计划（AREMP）自2002年起一直在进行持续监测。自该监测计划启动以来，约有37%的监测点所在流域发生过一次或多次野火。在本研究中，我们运用机器学习模型分析了喀斯喀特山脉和克拉马斯河流域内的监测数据，旨在探究：（1）野火的存在及其严重程度如何解释太平洋西北部流域河床沉积物的大小特征；（2）流域特征如何影响野火对这两个不同区域河床沉积物的影响。

结果

我们发现，与克拉马斯河流域相比，喀斯喀特山脉地区的野火对河床沉积物大小的影响存在明显差异，这部分可归因于两地区火灾发生规律及土地管理方式的差别。在喀斯喀特山脉，火灾后的植被覆盖情况以及河中的大型木块似乎是导致火灾后河床沉积物与未发生火灾时的预期情况存在差异的主要原因，而在克拉马斯河流域，土壤和岩石特性则是造成差异的主因。总体而言，我们认为喀斯喀特山脉的河流对野火的反应可能受影响沉积物输送动态的因素控制，而克拉马斯河流域的流域对野火的反应则可能受山坡沉积物生成量的影响。

结论

我们的研究结果有助于了解在太平洋西北部的不同地区，哪些景观因素决定了水生栖息地在火灾后是容易受到破坏还是具有较强的恢复能力。