Hiljaaegu Eestit tabanud kuumalaine tõi kliima soojenemise taas teravalt inimeste teadvusesse. Õhutemperatuuri tõusuga kaasnes veekogude soojenemine ja ilmusid esimesed vetikaõitsengutele viitavad märgid. Tõusva veetemperatuuriga kaasnevad mitmed muutused vee ökosüsteemide erinevatel tasemetel – alates ainuraksetest ja lõpetades kaladega. Kliima soojenemine ja veekogude toiteainetega rikastumine ehk eutrofeerumine on selle sajandi kaks kõige suuremat ohtu parasvöötme järvedele.

Eutrofeerumise puhul on peamised pahategijad põllumajanduses laialdaselt kasutatavad fosfor- ja lämmastikväetised, mida suurenev sademete hulk üha edukamalt veekogudesse kannab. Ometi puudub siiani teadlaste seas üksmeel, kui tõhus on ühe või teise toiteaine – fosfori või lämmastiku, vähendamine eutrofeerumise leevendamiseks. Mageveekogudes on produktsiooni piirav toiteaine enamasti fosfor. Seetõttu on senised eutrofeerumisega seotud uuringud keskendunud peamiselt fosforile, mitte lämmastikule või nende koosmõjule.

Järved reageerivad surveteguritele erinevalt. Looduslikes tingimustes on teadlastel võrdlemisi raske hinnata nende täpset mõju ökosüsteemi toimimisele. Uurijad võivad näha, et muutused toimuvad, aga selgeid ja ümberlükkamatuid seoseid nende põhjuste osas on tihti raske tõendada. Selleks, et põhjus-tagajärg seoseid paremini kindlaks teha, kasutatakse mitmesuguseid mudelsüsteeme, näiteks mesokosme. Need on väikesed tehislikud veekogud, kus keskkonnatingimused on kontrollitud.

Taanis Kesk-Jüütimaal asuvas mesokosmibaasis uuritakse kliima soojenemise mõju madalatele järvedele. See on maailmas kõige kauaaegsem taoline välikatse, mis on väldanud juba rohkem kui 17 aastat. Katsesse on haaratud kaks valitsustevahelise kliimamuutuste paneeli (IPCC) poolt prognoositud kliima soojenemise stsenaariumi: 2–3 °C ja 5–6 °C temperatuuritõus.

Koostöös Aarhusi Ülikooli kolleegidega uurisime Eesti Teadusagentuuri ja Euroopa Liidu mesokosmibaaside võrgustik AQUACOSM toetatud uuringu raames, milline on soojenevas kliimas kõrge lämmastikusisalduse mõju kõige väiksematele fotosünteesijatele ehk mikrovetikatele ja kuidas see mõjutab madalate järvede ökosüsteeme.

Lämmastiku panus eutrofeerumisse

Tulemustest ilmnes, et neis madalates järvedes, kus fosfori sisaldus oli juba eelnevalt suur, mõjus lämmastiku lisamine väga kiiresti vetikamassi vohamist soodustavalt. Vetikate kiire ja ulatuslik paljunemine ilmnes juba mõne päeva jooksul. Sellised vohamised võivad kaasa tuua ohtlikud vetikaõitsengud, mis põhjustavad vee-elustiku hukkumist ja kogu ökosüsteemi seisundi kriitilist halvenemist hapnikupuuduse tõttu.

Vetikate fotosünteesil küll toodetakse hapnikku, kuid seda ainult päeval valguse käes. Öösel pimedas kulub toodetud suure orgaanilise aine massi lagundamiseks ohtralt hapnikku ja see võib vees lausa otsa saada. Kaladele on ohtlik ka hapnikusisalduse suur ööpäevane kõikumine. Näiteks võib selline fenomen esineda soojal ja tuulevaiksel ajal Peipsi järves, kus tagajärg on massiline kalade suremine.

Oma osa selles on ka mürgise ammoniaagi tekkel, seda eriti intensiivsest fotosünteesist põhjustatud kõrge pH-ga (aluselises) vees. Selliste põhjuste tõttu on lämmastikuühendite sissevoolu vähendamine vähemalt sama oluline, kui fosfori piiramine. Mesokosmides mõjutas kõrge lämmastikusisaldus vetikate elutegevust enamasti isegi rohkem kui veetemperatuur.

Nende kahe teguri koosmõju oli kõige tugevam just sinivetikate puhul, sh ka selliste liikide, kes suudavad ise õhulämmastikku fikseerida. Järelikult hoogustavad soojenev kliima ja lämmastikureostus käsikäes sinivetikaõitsengute sagenemist.

Eelnevat kinnitasid ka lahustunud orgaanilise aine (LOA) sisaldused: toiteainete mõju LOA sisaldusele oli palju selgemini näha kui veetemperatuuri oma. Mesokosmides leiduv LOA on valdavalt neis endis vetikate ja veetaimede poolt toodetud. Seega peegeldavad selle sisalduse kõikumised muutusi nende produktsioonis.

Lisaks leidsime, et järvedes, milles domineerivad veetaimed, on nii kliima soojenemise kui ka lämmastikureostuse mõju oluliselt väiksem kui mikrovetikate ülekaaluga järvedes. Seega – iga järve stardipositsioon on erinev ja määrab suuresti ära selle, milline on eutrofeerumise ja kuuma tuleviku järellainetus.

Nii käesoleva kui ka mitmete teiste uuringute tulemused viitavad, et eutrofeerumise kahjulik mõju vee ökosüsteemidele on ulatuslikum kui veetemperatuuri tõusul, kuid koos toimides nende tagajärjed võimenduvad. Kui kliimamuutusega võitlemine peab toimuma globaalselt, siis eutrofeerumise puhul saab palju ära teha just regionaalsel tasemel.

Selleks, et piirkondlikul või riiklikul tasemel põllumajandusest tuleneva reostuse vähendamine oleks tulemuslik, peab see olema teaduspõhine ning keskenduma mõlema olulise toiteaine koormuse vähendamisele.

See toob vastutuse ka üksikisikule lähemale, sest otseselt või kaudselt saame järvedesse jõudva reostuse piiramisele kõik kaasa aidata. Näiteks tarbijana eelistada mahedalt kasvatatud köögivilju ja kasutada fosfaadivabu pesuvahendeid ning poliitilistes valikutes toetada jätkusuutlikke põllumajandusstrateegiaid.