Fire and rain: A systematic review of the impacts of wildfire and associated runoff on aquatic fauna

Glob Chang Biol. 2022 Apr;28(8):2578-2595. doi: 10.1111/gcb.16088. Epub 2022 Feb 1.

Abstract

Climate and land-use changes are expected to increase the future occurrence of wildfires, with potentially devastating consequences for freshwater species and ecosystems. Wildfires that burn in close proximity to freshwater systems can significantly alter the physicochemical properties of water. Following wildfires and heavy rain, freshwater species must contend with complex combinations of wildfire ash components (nutrients, polycyclic aromatic hydrocarbons, and metals), altered light and thermal regimes, and periods of low oxygen that together can lead to mass mortality events. However, the responses of aquatic fauna to wildfire disturbances are poorly understood. Here we provide a systematic review of available evidence on how aquatic animals respond to and recover from wildfire disturbance. Two databases (Web of Science and Scopus) were used to identify key literature. A total of 83 studies from across 11 countries were identified to have assessed the risk of wildfires on aquatic animals. We provide a summary of the main ecosystem-level changes associated with wildfires and the main responses of aquatic fauna to such disturbances. We pay special focus to physiological tools and biomarkers used to assess how wildfires impact aquatic animals. We conclude by providing an overview of how physiological biomarkers can further our understanding of wildfire-related impacts on aquatic fauna, and how different physiological tools can be incorporated into management and conservation plans and serve as early warning signs of wildfire disturbances.

Se espera que el cambio climático y el cambio en el uso de suelo aumentaran la ocurrencia de incendios forestales, con consecuencias potencialmente devastadoras para las especies de agua dulce y los ecosistemas. Los incendios forestales que arden cerca de los sistemas de agua dulce pueden alterar significativamente las propiedades fisicoquímicas del agua. Después de los incendios forestales y llueves fuertes, las especies de agua dulce lidian con combinaciones complejas de componentes de cenizas de incendios forestales (nutrientes, sedimentos, hidrocarburos aromáticos policíclicos y metales), regímenes de luz y térmicos alterados y períodos de bajo oxígeno que, en conjunto, pueden conducir a eventos de mortalidad masiva. Sin embargo, las respuestas de la fauna acuática a las perturbaciones de los incendios forestales son poco conocidas. Aquí proporcionamos una revisión sistemática de la evidencia disponible sobre cómo los animales acuáticos responden y se recuperan de la perturbación de los incendios forestales. Se utilizaron dos bases de datos (Web of Science y Scopus) para identificar la literatura clave. Se identificaron un total de 83 estudios de 11 países que habían evaluado el riesgo de incendios forestales en animales acuáticos. Proporcionamos un resumen de los principales cambios a nivel de ecosistema asociados con los incendios forestales y las principales respuestas de la fauna acuática a tales perturbaciones. Prestamos especial atención a las herramientas fisiológicas y los biomarcadores que se utilizan para evaluar cómo los incendios forestales afectan a los animales acuáticos. Concluimos proporcionando una descripción general de cómo los biomarcadores fisiológicos pueden mejorar nuestra comprensión de los impactos relacionados con los incendios forestales en la fauna acuática, y cómo se pueden incorporar diferentes herramientas fisiológicas en los planes de gestión y conservación y servir como señales de alerta temprana de las perturbaciones de los incendios forestales.

Keywords: aquatic ecosystems; biota; bushfire; climate change; climate extremes; conservation; conservation physiology; disturbances.

Publication types

  • Review
  • Systematic Review

MeSH terms

  • Animals
  • Ecosystem
  • Fires*
  • Fresh Water / chemistry
  • Rain
  • Wildfires*