Laut einer Studie der University of California, Davis, waren in den Jahren 2020 und 2021 bis zu 70 % von Kalifornien von Waldbrandrauch bedeckt. Die Studie, veröffentlicht im Tagebuch Kommunikation: Erde und Umweltkombinierte Sensoren an Seen mit Satellitenbildern und fand heraus, dass die maximale Rauchbedeckung seit 2006 um etwa 116.000 Quadratmeilen zugenommen hat.
In der Studie wurden die Reaktionen von Seen auf den Rauch von Waldbränden in den Jahren 2018, 2020 und 2021 gemessen – den drei größten Waldbrandsaisons, die jemals in Kalifornien verzeichnet wurden. Es wurde festgestellt, dass die Seen zwischen Juli und Oktober durchschnittlich 33 Tage lang dichtem Rauch ausgesetzt waren, wobei August und September die höchste Anzahl an Rauchtagen aufwiesen.
Laut der Studie hat sich das Ausmaß der Waldbrände in Kalifornien seit den 1970er Jahren verfünffacht. Über die Auswirkungen von Rauch auf die Ökosysteme von Seen ist jedoch wenig bekannt.
„Wir betrachten ein Szenario, in dem Rauch in den nächsten 100 Jahren oder länger ein Merkmal der Landschaft sein wird“, sagte der leitende Autor Steven Sadro, ein Limnologe der UC Davis und außerordentlicher Professor in der Abteilung für Umweltwissenschaften und -politik. „Was bedeutet das für die grundlegende Ökologie? Welche Auswirkungen haben diese Veränderungen? Das sind die großen Fragen, auf die wir uns in aquatischen Systemen konzentrieren.“
Wissenschaft und Zufall
Die Beantwortung dieser Fragen erfordert ein wenig Zufall. In Seen müssen wissenschaftliche Instrumente vorhanden sein, wenn und wo Waldbrandrauch auftritt, um die Auswirkungen zu messen.
Während sich im Laufe der drei Hauptstudienjahre Rauch über dem Staat legte, erfassten wissenschaftliche Sensoren in zehn Seen die Veränderungen.
Die Seen erstreckten sich über eine breite Palette kalifornischer Landschaften, von kalten Bergseen bis hin zu trüben, wärmeren Gewässern. Sie erstreckten sich vom Castle Lake in den Klamath Mountains über Lake Tahoe und Emerald Lake in der südlichen Sierra Nevada, Clear Lake in der Coast Range und einen Standort im Sacramento-San Joaquin River Delta.
„Wir haben Dinge wie Temperatur, Licht und Sauerstoff im Wasser gemessen“, sagte Hauptautorin Adrianne Smits, Wissenschaftlerin in der Abteilung für Umweltwissenschaften und -politik der UC Davis. „Das sind alles Komponenten der Produktivität und Gesundheit des Sees. Uns interessierte, wie sich diese Dinge unter rauchigen Bedingungen verändern.“
Die Wissenschaftler stellten die Hypothese auf, dass Rauch und Asche „das Licht schwächen“ würden und sich auf die Photosynthese- und Atmungsrate der Pflanzen und Wasserlebewesen des Sees auswirken würden – die Grundlage gesunder Seeökosysteme.
Durch Rauch verändert
Die Studie bestätigte, dass der Rauch von Waldbränden tatsächlich das Licht, die Wassertemperatur und den Sauerstoffgehalt in Seen verändert – die grundlegenden Faktoren für die Funktion und Gesundheit von Seen –, aber diese Veränderungen sind so unterschiedlich wie die einzelnen untersuchten Seen.
Smits sagte, es gebe keine eindeutige Antwort auf die Frage, wie sich Waldbrandrauch auf Seen auswirkt, außer: „Es kommt darauf an.“ Seegröße, Tiefe, Rauchbedeckung, Nährstoffgehalt und mehr bestimmen, wie ein See auf die Veränderungen reagiert. Aber Seen verändern sich.
„Wir sehen Veränderungen – oft einen Rückgang – der Photosynthese- und Atmungsraten, die fast alles andere steuern“, sagte Smits. „Nahrungsnetze, Algenwachstum, die Fähigkeit, Kohlenstoff auszustoßen oder zu binden – all das hängt von diesen Raten ab. Sie hängen alle zusammen und werden durch Rauch verändert.“
Dies weist darauf hin, dass mehr Forschung erforderlich ist, um zu verstehen, wie sich Ausmaß, Umfang und Intensität jüngster und zukünftiger Waldbrände auf die Ökosysteme von Seen auswirken.
„Wir müssen unsere Sicht auf Waldbrandrauch neu definieren – als ein saisonales Wetterphänomen und nicht nur als ein ‚Ereignis‘, das passiert und wieder verschwindet“, sagte Smits. „Wir denken darüber im Interesse unserer Gesundheit nach, aber wir sollten auch im Hinblick auf die Gesundheit des Ökosystems darüber nachdenken.“
Zu den mitautorisierenden Institutionen gehören das UC Davis Tahoe Environmental Research Center; UC Davis Land-, Luft- und Wasserressourcen; Universität von Nevada-Reno; und Universidad Nacional del Sur in Argentinien.
Mehr Informationen:
Waldbrandrauch reduziert die Stoffwechselraten des Seeökosystems über einen trophischen Gradienten hinweg ungleichmäßig. Kommunikation Erde und Umwelt (2024). DOI: 10.1038/s43247-024-01404-9