去年夏天，俄勒岡州遭受了有記錄以來第三大野火。“盜賊”野火席捲了上克拉馬斯盆地，這是一個生態敏感區域，是包括北方斑點鴞和兩種魚類（分別是科普圖和克瓦姆（短鼻吸盤魚和失落河吸盤魚））在內的多種受威脅和瀕危物種的家園，這些魚類對該地區的克拉馬斯部落至關重要。這場火災留下了一片焦土，面積是紐約市的兩倍多。
當地的火災季節在秋季結束後，俄勒岡州魚類和野生動物部門的漁業生物學家比爾·廷尼斯伍德外出調查損失情況。燃燒了一個多月的火災產生的灰燼堵塞了以前原始的支流，並將其變成了黑色的漿液。曾經繁榮的鱒魚種群已經消失，據推測是由於水中的碎屑顆粒剝奪了魚類的氧氣而窒息而死。“我完全震驚了，”廷尼斯伍德說。“看起來就像一片廢墟。”
然後，廷尼斯伍德和他的團隊偶然發現了一些更令人驚訝、也有些鼓舞的事情：在斯普拉格河流域的支流迪克森溪沿線，一片被燒燬的區域中，大約有五英畝的原始綠地。中心大約有八座活躍的水壩。但這不僅僅是一個避火場所，眾所周知，數百個水壩為其他河岸地區提供了避難所。迪克森溪壩址上游的魚類似乎已經消失，而下游的水清澈見底，鱒魚則像火災從未發生過一樣茁壯成長。廷尼斯伍德說，水壩和池塘似乎改變了周圍景觀的水文狀況。水壩有效地建造了一個類似於水處理廠的東西，從而避免了與火災相關的汙染。
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從科羅拉多州到加利福尼亞、愛達荷州到懷俄明州，都有關於類似的由水壩驅動的避難所的記載。現在，科學家們正在發現這些綠色保護區是關於水壩如何促進火災恢復力的更大故事的一部分。新興證據表明，除了阻止火焰本身，水壩和池塘還可以作為灰燼和其他火災產生的汙染物進入水道的過濾器，從而為魚類、其他水生動物和人類維持水質。
廷尼斯伍德並不是第一個觀察到水壩可以保護河流免受火災後徑流的毒害影響的人。在過去的幾年裡，隨著氣候變化加劇了美國西部各地野火的頻率和強度，該地區發生火災後也出現了類似的描述。這些描述包括2018年愛達荷州的夏普斯火災到2020年科羅拉多州的萊夫漢德峽谷和卡梅隆峰火災。加州州立大學海峽群島分校的生態水文學家艾米麗·費爾法克斯在科羅拉多州親身進行了此類觀察，她說，這些發現支援了在西部保護和重新引入海狸，以及建立模仿海狸水壩的人工結構的努力，這在河岸修復中是一種日益增長的趨勢。
曾經有多達2億隻海狸在整個北美洲構建了生態系統。當歐洲殖民者橫跨大陸時，他們也帶來了皮毛貿易。“他們儘可能多地捕獵……然後他們會轉移到其他地方，”俄勒岡州南部克拉馬斯部落的漁業生物學家亞歷克斯·戈尼亞說。根據一些估計，在17世紀中期和19世紀後期之間，北美海狸種群急劇下降至1萬到10萬隻之間。在皮毛貿易基本結束後，整個大陸的海狸數量已反彈至約1500萬隻。儘管如此，當海狸的活動淹沒道路和社群、堵塞涵洞或砍伐樹木時，一些城市官員和農村土地所有者仍將海狸視為滋擾。
在俄勒岡州發生“盜賊”火災後，保護非營利組織鱒魚無限公司在秋季降雨將灰燼和其他碎屑衝入流域之前，趕忙在斯普拉格河北叉沿線的私人野生動物保護區和諧保護區建造“海狸水壩類似物”。在這裡，承包商幫助建造柱狀輔助木結構，簡稱 PALS，其功能與海狸水壩類似物非常相似。圖片來源：查爾斯·埃爾德曼/鱒魚無限公司
海狸的進化使其具有良好的水生生活方式。費爾法克斯說，在陸地上，它們笨拙地移動，顯得“像巨大的雞塊”。但在水中，它們可以靈活地覓食和躲避捕食者，這使它們能夠構建複雜的水壩系統，使河流能夠連線並蔓延到它們的洪泛區，從而擴大水生保護區的範圍。
水壩提供的過濾對於周圍的生態系統至關重要。在野火過後，秋雨和春季融化的雪會將沉澱物衝入水道，包括灰燼和其他碎屑，以及通常會被植被固定住的土壤。廷尼斯伍德說，這種汙染的衝擊對水生生物的危害可能比火災本身還要大。正如人類難以呼吸充滿煙霧的空氣一樣，魚類也無法從充滿沉澱物的水中吸入足夠的氧氣，因為它們的鰓不是用來阻擋沉澱物的。
俄勒岡州非營利組織海狸聯盟的研究員莎拉·科尼格斯堡說，水壩和池塘透過減緩水流速度來過濾沉澱物。當水緩慢地漂過海狸池塘，而不是以湍流的形式衝下狹窄的河道時，懸浮的沉澱物就有時間沉澱到底部，從而減少對魚類和其他水生動物的風險。“你幾乎可以把它想象成咖啡過濾器，”科尼格斯堡說。
科尼格斯堡親眼觀察到了這些影響，那是2020年阿爾梅達火災之後，這場火災摧毀了俄勒岡州南部熊溪流域沿線的兩個城鎮。在溪流的一處被燒燬的部分，來自火災的沉澱物在海狸水壩上方形成了一個深深的汙泥。“那是房屋、那是輪胎、那是石棉，”科尼格斯堡說。但在水壩下方，水清澈見底。
過去幾年裡，關於海狸在野火後保護水質和水生生物的潛力的軼事引起了科學界的興奮。“這種作為重要的火災後功能的想法非常新穎，”費爾法克斯說。關於這個主題的正式研究才剛剛開始。費爾法克斯說，在火災環境之外，人們普遍認為海狸水壩可以充當沉澱物過濾器，畢竟，侵蝕不僅發生在野火之後。當生物學家在2017年比較英國德文郡的一系列水壩上游和下游的沉澱物流動時，他們發現，流入該區域的每112毫克普通侵蝕沉澱物，只有39毫克流出。這項研究的結果發表在《整體環境科學》雜誌上，表明近三分之二的物質已經沉澱到水壩上方的海狸池塘底部，保持了水柱和水壩下方的河床清澈。費爾法克斯說，認為海狸水壩會對與火災有關的沉澱物產生類似影響，這並不算過分。
廷尼斯伍德說，對於克拉馬斯盆地的河岸棲息地而言，“盜賊”火災的一些最嚴重的影響可能仍未到來。今年冬天，大雪覆蓋了該地區。當所有積雪在春季融化時，新一輪的灰燼和其他沉澱物可能會被衝入河流。“可能會非常糟糕，”廷尼斯伍德補充道。
一種解決方案可能以稱為海狸水壩類似物 (BDA) 和柱狀輔助木結構 (PALS) 的人造結構的形式出現。後者旨在模仿健康河流系統中木質碎屑的自然堆積，其功能與 BDA 類似。美國魚類和野生動物管理局和非營利保護組織鱒魚無限公司與私人土地所有者和河流修復公司 Anabranch Solutions 合作，已經在與“盜賊”火災燒燬區域相鄰的斯普拉格河北叉上放置了 41 個BDA 和 66 個 PALS。在發生火災之前，該專案計劃於 2022 年實施，目標是建立健康的溼地棲息地。但隨後“盜賊”火災發生了。“該地塊上游的一切都被燒燬了，”鱒魚無限公司的修復專案協調員查爾斯·埃爾德曼說。埃爾德曼和他的同事們擔心秋季降雨很快會帶來大量的沉澱物衝入北叉。“我們決定現在需要開展這個專案。”因此，在去年 11 月，他的團隊趕忙使用杜松枝、草皮、松樹枝和其他現場天然材料建造並安裝了這些結構。
埃爾德曼還計劃在斯普拉格河的支流賽肯河上放置五個新的 BDA。在安裝後的兩年裡，鱒魚無限公司將收集賽肯河周圍的水質、魚類種群、植被和地下水數量的資料，以便與安裝 BDA 之前收集的資料進行比較。
在 2018 年南砂糖麵包山火災燒燬內華達州東北部 230,000 英畝土地後，美國林務局安裝了 BDA，以應對火災後的徑流。同年在愛達荷州，由政府機構和非營利組織組成的聯盟合作在鮑溪五英里的河段上建造了 100 個 BDA，部分是為了防止火災後徑流滲入水生生態系統。
猶他州立大學的河流地貌學家、開發類似物的科學家之一喬·惠頓指出，BDA 當然不能替代海狸。它們是“滲漏的篩子”，應該只被視為臨時解決方案，他補充說。“如果不進行維護，它們就沒有同樣的好處。”如果沒有海狸來做這項工作，這些結構最終會被沖走。
克拉馬斯部落的戈尼亞表示，希望透過建立一個更接近海狸棲息地的河岸區域，生物多樣性保護區（BDAs）能夠吸引海狸來到該區域，或者方便引入它們。部落最近從俄勒岡州保護與休閒基金獲得了 20,000 美元的資金，用於在春季啟動這樣一個專案。第一步將是種植本地樹木，供未來的海狸啃食。然後，將開始建造生物多樣性保護區和類似小屋的結構。戈尼亞估計整個專案將在三到五年內完成。“這是一個正在進行中的工作，”他說。他還補充說，這是朝著恢復更接近皮毛貿易之前存在的河岸景觀邁出的一步——這種景觀與野火共同進化，並且對野火具有韌性。