Naerugaas on üks tugevamaid kasvuhoonegaase, mis tekib nii põllumajanduslike alade kui ka kuivale jäänud soode muldades elavate mikroobide elutegevuse tagajärjel. Kasvuhoonegaasidega seotud kliimamõjust moodustab see hinnanguliselt kuus protsenti, kuid selle osakaal kasvab nii maakasutuse muutuse kui ka põllumajanduses järjest hoogsamalt kasutatavate väetiste toime tagajärjel.

Stratosfääri jõudes hävitab naerugaas osoonikihti, mis kaitseb Maad ultraviolettkiirguse eest. Pika aja jooksul mõjutab see seeläbi nii planeedi kui ka inimkonna käekäiku, kuid selle tekke, ringe ja mõjuprotsesside kohta on veel nii mõndagi teadmata.

Mander on oma töörühmaga uurinud aastaid naerugaasi teket ja sidumist Eesti ning teistegi riikide soodes ja kuivendatud turbaaladel. Kuigi sood katavad 3-4 protsenti maismaa pinnast, on neis talletunud kolmandik kogu Maal leiduvast süsinikust ja ligi viiendik kogu lämmastikust.

Äsja rahastuse saanud viieaastane teadusprojekt võtab vaatluse alla naerugaasi ringe kolmes troopilises madalsoopiirkonnas, mis on seireandmete põhjal N₂O emissioonide tulipunktid.

• Borneol toimus paarkümne aasta eest ulatuslik soode kuivendamine, et rajada õlipalmiistandusi.
• Peruus asuval vaatlusalal on Mander kolleegidega varem uurinud nii loodusliku palmisood kui ka endisel põllumajandusmaal isetaastunud metsades toimuvat. Samas aitab sealne kiire metsakasv naerugaasi heidet tasakaalustada.
• Kongo nõos asuvat, maailma suurima troopikasoode ala lämmastikuringet pole teadlased seni veel lähemalt uurinud.

Peale soomullast eralduva N₂O mõõtmise pakub teadlastele huvi seegi, mis rolli mängivad selle gaasi ringes soometsade puutüved ja -võrad. Selleks panevad Borneol ja Peruus mõõtmisseadmed puuvõrade kohale. Muu hulgas soovib Mander kolleegidega täpsemalt välja selgitada, mis toimub troopikapuude lehestikus.

Saadud andmete lisamine olemasolevatesse N₂O ringet käsitlevatesse mudelitesse võimaldab hinnata muu hulgas kliimamuutuste mõju lämmastikuringele ja ennustada heitmete kõrghetki. See omakorda võimaldab teha ettepanekuid valitsustevahelise kliimamuutuste paneeli (IPCC) aruannete aluseks olevate andmete täiendamiseks ning neil põhinevate maakasutusstrateegiate ja tulevikustsenaariumide kohendamiseks.

Seni on Manderi sõnul neis strateegiates lähtutud ennekõike inimtegevusega seotud maakasutuse kliimamõjust, kuid kliimamuutused on mõjutanud märkimisväärselt ka looduslike ökosüsteemide aineringet.

Täpsemalt kirjutas Ülo Mander oma uuringutest ajakirja Universitas Tartuensis juuninumbris.

Kliima jätkuva soojenemise veduriks pole enam fossiilkütused, vaid maakasutuse muutused ning kliimasoojenemisest endast põhjustatud muutused looduslike ökosüsteemide aineringluses ja energiabilansis. Seda kinnitab asjaolu, et olulisima inimtekkelise kasvuhoonegaasi, süsihappegaasi (CO₂) kogus Maa atmosfääris kasvab pidevalt, vaatamata fossiilkütuste põletamise piirangutele.

Nimelt on fossiilkütuste põletamisest tingitud CO₂ kogused üle kümne korra väiksemad kui maismaaökosüsteemide ja atmosfääri vahelised CO₂ vood. Enamikus CO₂ kogubilansi mudelites on ökosüsteemidest lendumine ja nendes sidumine arvestatud võrdse suurusega, mis on aga ekslik eeldus. Juba praegu on küllaldaselt andmeid selle kohta, et lendumine võib ületada sidumise. Niisiis võib maaökosüsteemide kasvuhoonegaaside bilansi kallutatus emissiooni suunas kogubilanssi muuta palju rohkem, kui seda teevad fossiilkütuste kasutamise piirangud.

Fossiilkütuste kasutuse piiramine on keskkonna parandamiseks jätkuvalt vajalik, ent kasvuhoonegaaside heite tõkestamiseks on vaja pilk pöörata looduslikele ja inimtegevusest mõjutatud ökosüsteemidele. Viimastel aastatel on ilmnenud tõendeid selle kohta, et looduslikud ökosüsteemid emiteerivad peale CO₂ järjest enam ka teisi ohtlikke kasvuhoonegaase: metaani (CH₄) ja naerugaasi (N₂O), mis on vastavalt 28 ja 273 korda võimsamad kasvuhooneefekti tekitajad kui CO₂.

Ühelt poolt viitab see asjaolule, et suurem osa maismaaökosüsteemidest on juba kliimamuutustest mõjutatud ja neist on saanud kasvuhoonegaaside allikas. Teisalt tähendab see ka inimmõjuliste looduslike alade osatähtsuse suurenemist kogu kliimasoojenemise protsessis.

Turbasoodesse on talletunud tohutu kogus süsinikku

Parim näide taolistest inimmõjulistest ökosüsteemidest, mida võiks ühtlasi lugeda enim ohustatuks, on turbasood ja teised märgalaökosüsteemid. Turbasood katavad vaid umbes 3–4 protsenti maismaast, kuid nende turbasse on talletunud kolmandik maismaamuldade orgaanilisest süsinikust ehk kokku umbes kolm triljonit tonni ja ligi kümme protsenti lämmastikust.

Looduslikud turbasood on üldiselt nõrgad CO₂ sidujad, sest turba juurdekasv on aeglane ja süsiniku akumulatsioon võtab aega tuhandeid aastaid. Looduslikes soodes seotakse naerugaasi, kuid anaeroobsete tingimuste tõttu lendub neist metaani: kuivendamisel laguneb turvas kiiresti, vabastades suuri CO₂ ja N₂O koguseid, kuid vähendades mõnel määral CH₄ lendumist.

Ligikaudse hinnangu järgi on kuivendamise või turbatootmise tõttu kadumas umbes kümme protsen maakera turbasoodest. Siin pole aga arvestatud veerežiimi muutustest, kuivendusest või sagenevatest põudadest tingitud häiringute mõju, mis kasvatab häiritud turbasoode osakaalu ligi 50 protsendini. Põhjalike uuringute andmeil on häiritud ja ilma taastamisabinõudeta Euroopas kadumisele määratud 46 protsenti turbasoodest.

Tartu Ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituudi teadlaste hiljuti avaldatud uuringutest maailma soode lämmastikuringes osalevate mikroorganismide kohta selgub, et peaaegu kõik uuritud sood, sh looduslikud, on pikema või lühema aja jooksul kannatanud kuivuse käes. Seda kinnitab hapnikulembeste mikroobide osakaalu suurenemine lämmastiku aineringe protsessides.

Kuivas soos veetase langeb ja pealmine turbakiht muutub hapnikurikkaks. See soodustab orgaanilise aine lagunemist ja ka naerugaasi intensiivsemat lendumist. Tõenäoliselt on enamiku looduslike soode kuivemaks muutumise põhjuseks süvenevad ja sagenevad põuad. Sarnaselt turbasoodega on samadel põhjustel ohustatud ka ülejäänud maakera märgalad.

Rabade ja madalsoode taastamine võtab aega aastakümneid

Selleks, et soode edasist kahanemist pidurdada, ei piisa ainult kaitseabinõudest, üha olulisemaks saab ka nende taastamine. See töö on ulatuslikult ette võetud nii Euroopas, Põhja-Ameerikas kui ka Kagu-Aasias. Euroopa Liidu (EL) teadusuuringute ja innovatsiooni raamprogrammi "Euroopa horisont" raames on äsja alanud mitu alus- ja rakendusuuringute projekti, mille eesmärk on kestlik soode taastamine. Siinjuures tuleb aga mainida kaht asjaolu.

Esiteks, taastamine on väga aeganõudev protsess. Selle kestus oleneb ka seatud eesmärgist. Kui tahame taastada kunagisi rabasid ja madalsoid, võib kuluda aastakümneid, enne kui turvast moodustav taimestik – põhjamaades peamiselt turbasamblad ja lõikheinalised taimed – saavutab stabiilse kasvu ning hakkab ka turvast kasvatama.

Kiirem meetod on sookultuuride, nt paelrohu, jõhvikate ja turbasambla kasvatamine, mille tulemusel turba lagunemine vähemalt peatub ja aeglaselt võib moodustuda uus turvas.

Üks võimalik tee on ka soometsade taastamine. Siin tuleb aga tingimata rõhutada, et metsamajanduslik soode taastamine, mille üks eeldus on kuivenduse jätkumine, tagab küll puude eduka kasvu, majandusliku tulu ning isegi süsiniku lisandumise mulda puude maapealse varise ja juurte kaudu, kuid nendes tingimustes turba moodustumine peaaegu katkeb.

Sealjuures lendub orgaanikarohkest kõdust CO₂ endiselt, lisandub ka vees lahustunud orgaanilise süsiniku leostumine. Taastatud soometsades, kus veetase hoitakse kõrgel, on pikaajaline turba säilimine ja taastootmine võimalik, kuid metsamajanduslik tulu on peaaegu olematu.

Lühidalt, vaid veetaseme taastamine aitab parasvöötme ja suuremate laiuskraadide soid taastada – nii põhjapoolkeral, kus asub enamik soid, kui ka lõunapoolkeral, kus on vähene osa maakera samblasoodest.

Parasvöötmes võivad turbasood kaduda

Traditsioonilise metsastamise ja kõrgema veetasemega soode taastamise üle on EL-is viimastel kuudel puhkenud häälekas vaidlus metsamajandajate ja soode taastajate vahel. See on peatanud ka EL-i seadusandlikud otsused ökosüsteemide taastamise kohta.

Metsamajanduse esindajate üheks argumendiks on viimastel aastatel kogunenud andmestik, mis põhineb atmosfääri ja maismaaökosüsteemide vaheliste CO2 voogude lühiajalisel bilansil, mida mõõdetakse väga täpsete meetoditega. Need tõendavad, et ka kuivendatud ja taastatud turbamaadele rajatud metsad seovad lühiajaliselt süsinikku. Andmed hõlmavad aga liiga lühikest aega, et otsustada süsiniku pikaajalise sidumise üle mullas (turbamaade puhul turbas).

Kuivenduse jätkudes pika aja pärast turvas mineraliseerub ja asemele jääb esialgu orgaanikarohke mineraalmuld, kus mets võib hästi kasvada ja ka kaua süsinikku siduda. Muld, millel see mets kasvab, pole aga enam turvas, vaid hoopis väiksema süsinikusisaldusega mineraalmuld. Iga uue raietsükliga turba mineraliseerumine tõenäoliselt intensiivistub.

Nii on aegade jooksul metsastunud suured turbasood Lääne- ja Kesk-Euroopas ning Põhja-Ameerikas ja selle trendi jätkudes võivad turbasood kogu parasvöötmes sootuks hääbuda. Troopikas võib endiste soometsade asemele rajatud põldude ja istanduste taassoostamine olla edukam, sest sealne turvas on moodustunud puudest ja ka turba moodustumise protsess on kiirem.

Teadlased uurivad turbamaade taastamist vihmametsades

Märgalade kestlik taastamine ei ole oluline mitte üksnes süsiniku- ja lämmastikubilansi reguleerimiseks, vaid ka elurikkuse säilitamiseks. Seepärast on nende edasine uurimine oluline nii mujal maailmas kui ka siin, Eestis.

Viimastel aastatel on Tartu Ülikooli geograafia osakonna teadlaste huviorbiidis olnud ka muu maailma sood, eriti troopikasood, mis on maakera kasvuhoonegaaside põhilised tekkekolded (tulipunktid), kuid mida on seni väga vähe uuritud. EL-i meetme "Twinning" raames on alustatud projekti "LiWeFor" (juht Ülo Mander), kuhu on peale Tartu Ülikooli, Helsingi Ülikooli ja Karlsruhe Tehnoloogiainstituudi teadurite kaasatud ka Peruu Amazonase Uurimise Instituudi, Peruu Amazonase Riikliku Ülikooli ja Malaisias asuva Sarawaki Troopikasoode Uurimise Instituudi teadlasi.

Uurimistöö keskendub kasvuhoonegaaside bilansi uurimisele ja rikutud soode võimalikule taastamisele Amazonase madalikul ja Borneo saarel. Projekti kaugem eesmärk on luua üleilmne võrgustik soometsade uurimise eluslaboritest, kuhu kaasatakse peale teadlaste ka kohalikku kogukonda.

Turbasoodes, nagu ka enamikus inimmõjulistes maismaaökosüsteemides, on väga raske kasvuhoonegaaside lendumist piirata. Veerežiimi muutmine soode taastamiseks on suurte kuludega võimalik, kuid sagenevate põudade mõju leevendamine käib ilmselt üle jõu.

Realistlikum on rakendada kohanemisstrateegiat, mis aitaks vähegi maismaaökosüsteemide kasvuhoonegaaside bilanssi tasakaalustada ja CO₂ kadusid pidurdada, tähendagu see kas või leppimist turba mineraliseerumise ja pikaajalise kaoga – eeskätt aladel, kus veetaseme hoidmine on liiga keerukas ja kallis ning turbamaade metsastamine on optimaalseim lahendus.

Troopikas on soode taastamise võimalused küll peaaegu uurimata, kuid teoreetiliselt võiks see kohati edukas olla. Metsa alternatiiviks oleks seal turbaalade kasutamine rohumaana.

Lõpetuseks väike spekulatiivne lootuskiir: kliima soojenemisega kaasnev tohutute tundraalade soostumine võib kiireneda ja üleilmses mõõtmes võivad need asendada või täiendada kaduvaid turbamaid. Kuid ikkagi ei saa me üle ühest tegurist – ajast, mida soode taastumiseks vaja on. Selleks peaks lühiajalisele, mõnekümne- kuni saja-aastasele perspektiivile lisanduma pikaajalisem strateegia.

Artikkel ilmus ajakirja Universitas Tartuensis juuninumbris.