Uudised

Teadusuudiseid Võrtsjärvelt

30. märts 2021

Koostas Lea Tuvikene, EMÜ Limnoloogiakeskuse teadur

Teadlased on Võrtsjärvel juba rohkem kui sada aastat silma peal hoidnud. Kui kalanduse kohta on teada märkmeid juba 1774. aastast, siis 1920. aastal avaldasid Max von zur Mühlen ja Guido Schneider esimese põhjaliku ekspeditsiooni tulemused. 1954. aastat võib aga lugeda Võrtsjärve limnoloogiajaama asutamisaastaks, millega muutusid järve uuringud järjepidevaks. Praegu Maaülikooli hõlma all tegutsevast siseveekogude – järvede ja jõgede – uurimise keskusest on kujunenud selle ala juhtiv teadusasutus Eestis, mis on rahvusvahelise koostöö kaudu tuntud ja tunnustatud mujalgi maailmas. Keskuse ametlik nimi on praegusajal Maaülikooli põllumajandus- ja keskkonnainstituudi hüdrobioloogia ja kalanduse õppetool ja suurem osa selle töötajatest tegutseb Tartus, EMÜ Metsamajas, kõlab vana hea Limnoloogiajaam või ka hilisem Limnoloogiakeskus arvatavasti tuttavlikumalt. Viimase kolme aasta jooksul (2018-2020) on Limnoloogiakeskuse teadlaste sulest ilmunud 86 teadusartiklit rahvusvahelistes kõrge tsiteeritavusega ajakirjades – see näitaja on teadlase tegevuse hindamisel ja rahastamisel kõige suurema kaaluga. Eesti inimeste jaoks on aga tähtsam see, mida konkreetset teadlased suudavad öelda ja teha meie järvede heaks. Sellepärast oleme ikka paralleelselt teadustööga teinud ka rakendusuuringuid ja avaldanud eestikeelseid raamatuid ja populaarteaduslikke kirjutisi. Seekord heidame pilgu valikule viimase aja teadusuudistest seoses Võrtsjärvega.

Võrtsjärve riiklik seire ja uuringud on toimunud nüüd juba 27 aastat, kusjuures see on ainuke Eesti järvedest, mille ökoloogilist seisundit seiratakse aastaringselt, kord igas kuus. Koos varasemate teadusuuringute andmetega on Võrtsjärve kohta olemas juba 67 aasta pikkune andmebaas, mis võimaldab jälgida järve käekäiku ja muutusi selle aja jooksul.

Üldiselt on Võrtsjärve vesi kergelt aluselise reaktsiooniga (pH ~ 8) ja kõrge puhverdusvõimega, s.t. pH kõikumised ei ole suured. Et järv on madal, siis on jäävabal ajal tuule ja lainete mõju vee koostisele suur: seal on palju põhjasetteist üles uhutud hõljuvainet ja vesi on hägune. Suvine vee läbipaistvus on enamasti 50-60 cm.

Kuigi 2020. aastal sai Võrtsjärve seisundihinnanguks “kesine” (skaalas väga hea – hea – kesine – halb – väga halb), paistab, et järve ökoloogiline seisund on siiski tasapisi paranemas. Kesise hinnangu määrasid 2020. aastal füüsikalis-keemilised näitajad – vee läbipaistvus ja vee reaktsioon (pH). Alates 1994. aastast on Võrtsjärve pH tõusnud tervelt 0,4 ühikut, kuid juhtivteadur Peeter Nõgese analüüsi põhjal (2020) pole selle muutuse põhjused järvesisesed vaid laiemad – üldine happevihmade vähenemine ja kliimamuutused. Vee läbipaistvuse vähenemise üheks põhjuseks võib olla ka vee pruunistumine, mida näitab keemilise hapnikutarbe kasvutrend. Siiski oli vee läbipaistvus 2020. aastal parem kui eelnenud kolmel aastal. Erakordselt soe 2019./2020. a talv ja jääkatte sisuline puudumine mõjutas kõiki Võrtsjärve ökoloogise seisundi näitajaid ning suurema osa aastast oli ka veetase alla pikaajalise keskmise. Vaatamata sellele oli bioloogiliste näitajate põhjal järve seisund varasemast parem. Nii olid pikaajalisest keskmisest väiksemad suvine klorofüll a sisaldus ja fütoplanktoni biomass ning vähenenud on niitjate sinivetikate osakaal. Bakterite üldarv oli väike. Zooplanktoni hulgas on kasvanud vesikirbuliste osakaal, mis on hea toit kalamaimudele. Juba mitmendat aastat järjest näitab reostustundlike liikide leidmine põhjaloomade elutingimuste paranemist. Peab muidugi mainima, et mitte kõik seisundinäitajad ei näidanud paranemist ja rõõmuhõiseteks on veel vara, sest kliimamuutused kipuvad pikaajalises skaalas avaldama vastupidist mõju.

Taimtoitainete – fosfori ja lämmastiku – sissekanne järve oli suurim 1980. aastatel, 1990. aastail aga vähenes see tublisti, eelkõige tänu põllumajandusliku tegevuse vähenemisele. Selleaastase Valgetähe IV klassi teenetemärgi laureaadi, professor Tiina Nõgese värskelt ilmunud uuringu järgi vähenes lämmastikväetiste kasutamine Võrtsjärve ja Peipsi valglal võrreldes 1980ndate keskpaigaga 1996. aastaks 7 korda ja fosforväetiste kasutamine 24 korda, kuid hakkas 2000ndate esimesel poolel tasapisi taas kasvama, mis on ka tõstnud fosfaatide kontsentratsiooni järves. Lämmastiku ja fosfori sissekanne linnade ja asulate heitveega väheneb aga jätkuvalt (Nõges et al., 2020). Aasta keskmine kogufosfori sisaldus Võrtsjärve vees on pikaajalise andmebaasi põhjal 54 µg/l, kuid praeguseks on see langenud 40 µg/l kanti.

Lisaks kliima soojenemisele, mis tõstab ka järvevee temperatuuri, mõjutab kogu põhjapoolkeral paljude järvede seisundit maapinnalähedaste tuulte keskmise kiiruse vähenemine mandrite kohal. See puudutab eelkõige vähetajutavat nõrgemate tuulte nõrgenemist ja selle põhjustes pole praeguseks veel täit selgust saadud. Eesti mandriosas vähenes alates 1996. aastast viie aasta jooksul keskmine tuulte kiirus 30% ja stabiliseerus seejärel uuel tasemel (Woolway et al., 2019). Ka valdavate tuulte suund on nihkunud ida- ja kirdesuunalt läände ja edelasse (Jaagus, Kull, 2011), mis vähendab tuule teekonda ja mõju Võrtsjärvel veelgi. Tulemuseks on pikemad vee kihistumise perioodid ja koguni 47% vähesem põhjasetete segamine. Kuigi kõige selle tagajärjel võiks oodata vee läbipaistvuse kasvu, pole seda juhtunud, sest tekkinud valgusniši arvel suureneb hoopis fütoplanktoni biomass (Janatian et al., 2020) ja  vaatamata toitainekoormuse langemisele vee läbipaistvus ikkagi väheneb. Sama tendents on Peipsis, aga kuna seal limiteerib fütoplanktoni kasvu peamiselt fosfor, Võrtsjärves aga valgus, siis on need kaks järve üsna erinevad (Nõges et al., 2020). Ehkki Võrtsjärves on sinivetikate biomass ja osakaal fütoplanktonis suurem kui Peipsis, domineerivad siin sinivetikate hulgas toksiine mittetootvad liigid, kes taluvad kehvi valgusolusid ja hägusat vett, kuid pole võimelised õhust lämmastikku võtma ega põhjusta õitsenguid (Nõges et al., 2020). Peeter Nõges rääkis Eesti suurjärvi ohustavast vee soojenemisest, tuulte nõrgenemisest ja vetikatest pikalt ja põhjalikult detsembrikuises Innovaatika saates, mida saab järele kuulata aadressil: https://forte.delfi.ee/artikkel/92430561/kuula-saadet-innovaatika-21-vee-soojenemine-tuulte-kadu-ja-vetikad-vaevavad-eesti-suurjarvi

Kliimamuutuste (veetemperatuuri tõus, tuulte rahunemine) tagajärjel lühenevad talved, lühema jääkatteperioodi tõttu lüheneb või kaob talvine puhkeaeg, halvenevad kalade kudemistingimused ja vetikate biomass tõenäoliselt kasvab veelgi. Paraku töötab see kõik järve seisundi halvenemise suunas. See tähendab, et tuleb teha veel suuremaid pingutusi, et vähendada järve saabuvat toiteainete koormust – eelkõige rangelt kontrollida väetiste kasutamist valgalal.

Väga suur mõju kogu järve toiduahela toimimisele on kalapüügistrateegial, mis peab olema väga kaalutletud, et see toetaks järve ökosüsteemi. Viimase 30 aasta keskmine ametlik kalade kogusaak on 203,7 tonni, kuid viimastel aastatel on see olnud pigem alla keskmise (Võrtsjärve kalavarude…, 2020, https://www.envir.ee/sites/default/files/vortsj2rve_angerja_2019_l6pparuanne.pdf). Angerjauuringutest oli uudiseid lugeda jaanuari kuukirjas ja samal teemal on hiljuti arutletud ka Novaatoris,  (https://novaator.err.ee/1232773/uuring-seab-kahtluse-alla-angerja-eesti-siseveekogudesse-asustamise-kasulikkuse) ning Osoonis (https://etv.err.ee/1143433/angerjate-teekond), sellepärast seda teemat siin ei käsitle. Küll aga on päris huvitava tulemuse avaldanud oma 2019. aastal ilmunud teadusartiklis meie doktorant Upendra Bhele, kes kalauuringute andmeid mudeldades leidis, et Võrtsjärve kalastikule mõjuks ühtmoodi halvasti nii pikaajaline vee madalseis kui pikaajaline kõrge veetase. „Kalastaja“ värskes numbris (99) saab aga lugeda Arvo ja Lea Tuvikese kirja pandud tõsilugusid ja legende aasta kala 2021, haugi kohta.

Selle aasta esimesel poolel on lõppemas kaks Keskkonnainvesteeringute Keskuse rahastatud projekti. Projekti „Rändvähi (Gmelinoides fasciatus) kui ohtliku võõrliigi levikupotentsiaal ning tähtsus kalade toiduobjektina“ käigus kaardistati selle Baikalist pärineva, 1970ndate algul Peipsisse kalade toidubaasi rikastamiseks asustatud liigi levik Narva jõe vesikonnas. Laboratoorsetes katsetes uuriti ka tema eelistusi veeparameetrite suhtes võrreldes kohaliku liigi, kirpvähiga (Gammarus sp). Rändvähi suur arvukus ning depressiivne mõju teistele põhjaloomaliikidele on põhjus, miks Peipsi järve ja Emajõe bioloogilist seisundit mõnedes lõikudes ei saa pidada heaks. Iseseisvalt on rändvähk 50 aasta jooksul tunginud vähemalt poolele teele Peipsist Võrtsjärveni ja tema saabumist siia tuleks igal võimalusel takistada. Rändvähist kirjutasid pikemalt ajakirja „Eesti Loodus“ 2019. aasta augustikuu numbris Henn Timm ja Arvo Tuvikene, vt https://www.eestiloodus.ee/arhiiv/Eesti_Loodus08_2019.pdf.

Teine KIK projekt, „Uute suurtaimestiku kvaliteedinäitajate ja klassipiiride väljatöötamine Võrtsjärve ökoloogilise seisundi hindamiseks“, aitab tulevikus hinnata Võrtsjärve ökoloogilist seisundit senisest tundlikumate suurtaimede näitajate abil.

 

Mida on selgunud meie teadusuuringutest?

Tiina Nõgese juhitud, 6 aastat kestnud Eesti Teadusagentuuri rahastatud teadusteema „Järvede toiduahelad ja süsiniku metabolism valgala karbonaatsuse ja kliima gradiendis“ näitas, et Võrtsjärv on suhteliselt süsinikuneutraalne veekogu, kus vaid intensiivse fotosünteesi perioodidel langeb süsinikdioksiidi (CO₂) küllastus sedavõrd, et teda võetakse atmosfäärist lisaks. Selgus ka, et suured järved on kliimamuutustele vähemtundlikud kui väikesed järved. Siiski soodustab kliimamuutustest tingitud toitainete sisalduse kasv ja veetaseme tõus ka madala suurjärve produktsiooni ning kasvuhoonegaaside emisiooni, sealhulgas metaani teket, millest osa kasutatakse süsinikuallikana ära järve toiduahelates.

Sel aastal alustasime T. Nõgese juhtimisel uue teadusprojektiga, mille eesmärk on vetikaõitsengute seoste täpsem selgitamine taimtoitainete (fosfori ja lämmastiku) koormuse ja ringega järves. Põhitähelepanu on pööratud järves talvel toimuvatele protsessidele, mis hiljutiste uuringute põhjal võivad olla kevadiste ja suviste vetikaõitsengute puhul määrava tähtsusega. Kuna talviste andmete vähesus on üks suuremaid lünki maailma järveteaduses, siis Eesti, kus talvine seire suurjärvedel on toimunud pikaajaliselt, saab selle teema lahendamisel võtta juhtrolli.

 

Rahvusvaheline koostöö

Oma suurjärvede pikkade andmeridadega, samuti pidevmõõtmisjaamade andmetega (üks selline on alates aastast 2010 ka Võrtsjärvel, limnoloogiakeskuse juures) oleme hästi varustatud, et kaasa rääkida globaalsete kliimamuutuste mõju, sealhulgas süsinikuringe uuringutel.

Limnoloogiakeskus on osalenud partnerina paljudes Euroopa Liidu teadusprojektides (näiteks ECOFRAME, MANTRA, CLIME, WISER, REFRESH, MARS) ja on aktiivne osaline ka rahvusvahelistes teadusvõrgustikes nagu NETLAKE (Networking Lake observatories in Europe), GLEON (Global Lake Ecological Observatory Network), ASLO (Association for the Sciences of Limnology and Oceanography), AQUACOSM (EU network of mesocosms facilities for research on marine and freshwater ecosystems open for global collaboration), COST (European Cooperation in Science & Technology), SIL (International Society of Limnology). Vanemteadur Alo Laas on GLEON’i ja NETLAKE ning samuti COST projekti PROCLIAS juhtkomitee liige.

Aastatel 2021-2023 oleme esmakordselt EL teadusprojekti juhtpartneriks. See on Horisont 2020 projekt TREICLAKE, mille eesmärgiks on märkimisväärselt tõsta meie teadusuuringute taset tihedas koostöös Euroopa tippülikoolidega, kelleks on Jyväskylä Ülikool Soomest ja Aarhusi Ülikool Taanist. Meie põhitähelepanu on ka selles projektis suunatud Võrtsjärve ja Peipsi uuringutele, iseäranis uute meetodite arendamisele ja teadustulemuste maailmatasemel avaldamisele.  

 

Viited

Bhele, Upendra; Öğlü, Burak; Tuvikene, Arvo; Bernotas, Priit; Silm, Maidu; Järvalt, Ain; Agasild, Helen; Zingel, Priit; Seller, Siim; Timm, Henn; Nõges, Peeter; Nõges, Tiina; Cremona, Fabien (2020). How long-term water level changes influence the spatial distribution of fish and other functional groups in a large shallow lake. Journal of Great Lakes Research. DOI: 10.1016/j.jglr.2020.02.010.

Jaagus, J. & Kull, A. 2011. Changes in surface wind directions in Estonia during 1966-2008 and their relationships with large-scale atmospheric circulation. Estonian Journal of Earth Sciences, 2011, 60, 4, 220-231.

Janatian, Nasime; Olli, Kalle; Cremona, Fabien; Laas, Alo; Nõges, Peeter (2020). Atmospheric stilling offsets the benefits from reduced nutrient loading in a large shallow lake. Limnology and Oceanography, 65 (4), 717−731. DOI: 10.1002/lno.11342.

Nõges, P. 2020. Uuring Peipsi järve füüsikalis-keemiliste ja fütoplanktoni kvaliteedinäitajate klassipiiride täpsustamiseks. Aruanne. Eesti Vabariigi Keskkonnaministeeriumi ja Eesti Maaülikooli vahel 02.09.2020 sõlmitud töövõtuleping nr 4-1/20/131.

Nõges, T., Janatian, N., Laugaste, R., Nõges, P. (2020). Post-soviet changes in nitrogen and phosphorus stoichiometry in two large non-stratified lakes and the impact on phytoplankton. Global Ecology and Conservation 24. doi.org/10.1016/j.gecco.2020.e01369.

Võrtsjärve kalavarude seisund ja Eesti angerjamajandamiskava täitmise analüüs. Aruanne. 2020. Eesti Maaülikool. https://www.envir.ee/sites/default/files/vortsj2rve_angerja_2019_l6pparuanne.pdf

Woolway, R. I., Merchant, C. J., Van Den Hoek, J., Azorin‐Molina, C., Nõges, P., Laas, A., … Jones, I. D. (2019). Northern Hemisphere atmospheric stilling accelerates lake thermal responses to a warming world. Geophysical Research Letters. doi:10.1029/2019gl082752