SCIENCE@home

Fire and Floods: The Recovery of Headwater Stream Systems Following High-Severity Wildfire

J. Leonard,Hugo A. Magaña,R. Bangert,D. Neary,W. Montgomery

Published 2017 in Fire Ecology

ABSTRACT

This study examined the recovery of both physical and biotic characteristics of small (<0.1 m3 sec−1) headwater stream systems impacted by the Dude Fire, which occurred in central Arizona, USA, in 1990. Data collected prior to the fire from 1986 to1988 was compared to similar data collected at various points after the fire though 2011 in order to assess changes in the geomorphology and macroinvertebrate communities over the 21-year time period. Additionally, several environmental parameters of the impacted streams were compared to neighboring unburned headwater streams in order to determine recovery status. The study hypothesized that the headwater aquatic ecosystems impacted by the Dude Fire have yet to recover to unburned reference conditions. Results show that flooding, which occurred following the fire, resulted in incision in excess of 0.5 m across some stream transects and is continuing to cause shifts in dominant substrate particle size. Macroinvertebrate richness, diversity, and abundance were altered from prefire conditions up to a decade after the fire. Streamside canopy cover across burned streams remained 28 % lower on average. Lower concentrations of key stream nutrients, including nitrate (NO3−) and phosphate (PO43−), within impacted streams are still evident. Increases in summer stream temperatures due to the loss of streamside canopy cover continue to have an adverse affect on salmonid habitat. Thus, the process of recovery is closely tied to streamside vegetation and hydrologic disturbance patterns following the fire event, and will extend beyond the 21-year time period of this study.ResumenEste estudio examina la recuperación de las características físicas y bióticas de pequeños (<0,1 m3 sec−1) sistemas de cabeceras de arroyos impactados por el incendio Dude, ocurrido en el centro de Arizona, EEUU en 1990. Los datos colectados previos al fuego entre 1986 y 1988 fueron comparados con datos similares colectados en varios puntos después del incendio hasta 2011, para determinar cambios en la geomorfología y comunidades de invertebrados en este período de 21 años. Adicionalmente, algunos de los arroyos impactados fueron comparados con sistemas de cabeceras de arroyos vecinos no impactados, para poder determinar el estatus de recuperación. Este estudio sostenía la hipótesis que los sistemas acuáticos de estas cabeceras de cuencas impactadas por el incendio Dude estaban lejos de recuperarse en relación a los sistemas de referencia no impactados. Los resultados muestran que las inundaciones, ocurridas luego del incendio, provocaron incisiones que excedieron los 0,5 m en algunas transectas hechas en los cauces de los arroyos, y que continúan causando cambios en los estratos de las partículas dominantes. La riqueza, diversidad y abundancia de macro-invertebrados fue alterada desde las condiciones pre-fuego y hasta 10 años después de su ocurrencia. El dosel de especies que se encuentran a la vera de los arroyos impactados por el fuego se redujo y permaneció un 28 % menos en promedio que en los lugares no impactados. Una menor concentración de nutrientes clave en los arroyos, incluidos nitratos (NO3−) y fosfatos (PO43−), es todavía evidente. El incremento de la temperatura del agua en los arroyos durante el verano debido a la menor cobertura del dosel de árboles ribereños todavía tiene un efecto adverso en el hábitat de los salmónidos. Esto demuestra que el proceso de recuperación está ligado a la vegetación ribereña y a los patrones de disturbios que siguieron al evento de fuego, y que se extienden más allá de los 21 años que duró este estudio.

PUBLICATION RECORD

CITATION MAP

EXTRACTION MAP

CLAIMS

  • No claims are published for this paper.

CONCEPTS

  • No concepts are published for this paper.

REFERENCES

Showing 1-65 of 65 references · Page 1 of 1

CITED BY

Showing 1-18 of 18 citing papers · Page 1 of 1