"Lumeta jõulud pole Eestis enam mingi haruldus ja olen neid ka omal nahal mitu korda kogenud. Isegi jaanuaris oli aeg, kui Tartus polnud üldse lund – kogu maa oli must," nentis hiljuti oma doktorikraadi kaitsnud Tartu Ülikooli nooremteadur Fahad Ali Kazmi.

Kui inimestele võib kehv suusailm meelehärmi valmistada, siis hulk baktereid tunneb end kergete plusskraadide juures juba piisavalt hästi, et hakata oma elutegevuse käigus N₂O väljutama. Taoliste ulatuslikumate muutuste taustal muutub erinevate metsatüüpide eripärade uurimine nooremteaduri sõnul üha olulisemaks.

Kazmi tee kasvuhoonegaaside dünaamika uurimiseni sai alguse juba Norras magistriõpingute ajal. Nooremteadurit kannustas soov teha iseseisvat välitööd, ideaalis troopilistes piirkondades. Toona jäi unistus rahapuuduse taha, sest Norras pidid tudengid kulukad ekspeditsioonid ise kinni maksma. Nii valmisidki magistritööks tarvilikud uuringud Kazmi kodumaal Pakistanis. Huvi üleilmsete protsesside vastu jäi aga püsima.

Magistritöö kaitsmise järel tekkis tal võimalus asuda doktorantuuri Tartu Ülikoolis, kus pakutav teema oli seotud just globaalsete mikroobikooslustega. See andis Kazmile võimaluse teha välitöid üle maailma, ent ka Eestis. "Sain käia Réunioni saarel ja kaks korda Peruus," meenutas Kazmi: "Eestis olen aga välitöödel olnud peaaegu kõikjal – kõikvõimalikes ja eri tüüpi metsades." Tehtud töö aitab täita ühte ulatuslikku kasvuhoonegaaside vallas laiutavat lünka, looduslikest allikatest pärit naerugaasi teket ja liikumist.

"N₂O on peaaegu 298 korda tugevam kui süsinikdioksiid," rõhutas Kazmi: "Seda eraldub looduslikest allikatest küll väikestes kogustes, kuid see on võimsam. Lisaks on see osoonikihti lõhkuv aine. Seega on sel kahekordne mõju." Kuigi varem on N₂O heidet seostatud peamiselt lämmastikväetisi kasutava põllumajandusega, vihjavad värskemad uuringud, et ka kuivendatud metsad võivad kujutada endast märkimisväärset saasteallikat.

Kazmi pikaajaline seire Tartumaa kaguosas asuvates Agali metsas näitas, et kuigi need paiskavad naerugaasi õhku aasta läbi, on heitmed kõige suuremad lühikeste talvele ja varakevadele langevate perioodide ajal. Doktoritööst ilmnes, et sel ajal paiskub õhku 70 protsenti Agali metsa iga-aastasest N₂O heitest. "Öösel maapinna ülemine kiht külmub, ent hakkab päeval sulama ning nii mitmeid kordi," kirjeldas Kazmi. Sõltuvalt aastast võib näha seda mitme nädala või isegi kuu vältel.

Probleemi tuum peitub mulla pisielustikus. Sula ajal muutub mikroobidele ootamatult kättesaadavaks hulganisti külmaga lõhkenud rakkudest vabanenud toitained. See käivitab hoogsa mikroobse tegevuse. Kuigi looduses kipuvad olema asjad tasakaalus ehk leidub nii naerugaasi tootvaid kui ka tarbivaid mikroobe, tulevad neist esimesed madala temperatuuriga märksa paremini. Nii jääbki sel ajal hulganisti naerugaasi kahjutuks lämmastikuks (N₂) muundamata. "Tekib tasakaalutus: tootjaid on rohkem kui tarbijaid," selgitas teadlane.

Kliimamuutused võivad siinkohal olukorda halvendada. Umbes viimase 66 aasta jooksul on lumikatte periood Eestis keskmiselt lühenenud umbes 27 päeva võrra. "Kui lumi maas oleks, polekski põhjust nii palju muretseda, aga kui maapind on paljas, öösel -4–(-6) °C, millest piisab pinnase pealiskihi maha jahutamiseks, ja päeval on plusskraadid, on need tingimused täpselt samad kui meie katses," lisas Kazmi.

Tants soometsade ümber

Paaril viimasel aastal on Eesti ühiskonnas kütnud kirgi plaan taastada mitmetel soomuldadel kasvavatel metsaaladel algupärane niiskusrežiim ehk lihtsalt öeldes need taassoostada. Keskse ideena toimib vesi puhvrina, mis kaitseb pinnast kiirete temperatuurikõikumiste eest ja loob pinnases stabiilsemad elutingimused. See omakorda soosiks N₂O-d tarbivaid mikroobe. Fahad Ali Kazmi rõhutas siinkohal, et kõiki kuivendatud soometsi ei saa lüüa aga ühe vitsaga. Võtmerolli mängib siinkohal mulla viljakus ehk selle toitainete sisaldus.

Kazmi selgitas, et kuivendatud soometsi võib laias laastus jagada kaheks: toitainevaesteks ja toitainerikasteks. Toitainevaesed soometsad võivad olla kliimale kasulikud. Nendel aladel eraldub dilämmastikoksiidi (N₂O) pinnasest võrdlemisi vähe. See tähendab, et puude kasvades seotav süsinik võib üles kaaluda mullast lähtuvad heitmed, muutes metsa kokkuvõttes süsiniku neto-sidujaks. Selliste metsade puhul võib metsa säilitamine olla põhjendatud valik.

Toitainerikaste soometsadega on olukord vastupidine. Üks selline toitainerikas ala oli ka uuringu keskmes olnud Agali mets, kus N₂O heitmete hulk on eriti "kuumade hetkede" ajal väga suur. "Agali on endiselt netoheitja just N₂O tõttu," kinnitas Kazmi. Taolistes metsades ei suuda puude seotav süsinik korvata pinnasest eralduvate kasvuhoonegaaside – nii N₂O kui ka CO₂ – võimast kliimat soojendavat mõju.

Seal vähendaks taassoostamine nii süsinikdioksiidi kui ka dilämmastikoksiidi heitmeid. Kuigi taassoostamisega kaasneb paratamatult metaaniheite suurenemine, on see kahest kurjast väiksem. "Metaan ei ole nii kahjulik kui N₂O ja metaani heitkogused ei ole nii suured kui CO₂ heitkogused kuivendatud turba puhul," kinnitas Kazmi: "Kui me soo uuesti märjaks teeme, tekib küll metaani, kuid samal ajal pole enam dilämmastikoksiidi ega süsinikdioksiidi probleemi."

Seega, kuigi metsa kasvatamine kuivendatud sooaladel võib tunduda hea mõttena, sõltub kõik konkreetsest asukohast. "Metsastamine on mõnes kohas hea, kuid mitte kõikjal. Palju sõltub sellest, kuidas N₂O pildile sobitub, sest see on peamine tegur, mis kõike muudab," võttis Kazmi kokku.

Puulatvade tegijad

Oma doktoritöö raames uuris Fahad Ali Kazmi Réunioni saarel lisaks troopilisi pilvemetsi. Sealt avastas ta ootamatult, et kasvuhoonegaaside ringes osalevad mikroobid ei ela ainult pinnases, vaid ka puude maapealsetes osades – lehtedel ja tüvedel. "Metsa maapealsed osad on täiesti uurimata valdkond," tõdes Kazmi. Tema uuring on teadaolevalt esimene, mis tuvastas troopikas N₂O-d tarbivate ja metaani tootvate mikroobide olemasolu puuvõrades.

Nüüd uurib ta kolleegidega proove ka Eesti metsadest, et näha, millised puuliigid võiksid kasvuhoonegaaside sidumisel kõige tõhusamad olla. See avab teaduses täiesti uue suuna. "Kui puuvõra aitab N₂O-d siduda, siis ehk polegi need metsad keskkonnale nii kahjulikud, kui arvame. Kui aga sellest ei piisa, peame kaaluma siiski nende ökosüsteemide taastamist," arutles Kazmi.

Lõplike soovituste andmiseks on aga vaja rohkem andmeid. "Me ei ole loodusest veel täielikult aru saanud," nentis teadlane: "Vajame mitmeaastaseid uuringuid, et näha suuremat pilti. Enne seda ei saa me kindlalt öelda, kas peaksime laskma loodusel endal probleemidega ise tegeleda või on vaja sekkuda ja soid taastada. On liiga vara ühe või teise vankri peale hüpata."

Kazmi peamine sõnum poliitikakujundajatele on seega kaalutletud. "Looduslikke ökosüsteeme ei tohi häirida. Mis puudutab juba kuivendatud ja muudetud alasid, vajame rohkem aega, et välja selgitada, kas need saavad ise hakkama või millised neist vajavad taastamist. Kui meil on tervikpilt olemas, on lihtsam anda ka konkreetselt Eestile sobivaid soovitusi," sõnas nooremteadur.

Fahad Ali Kazmi doktoritööd juhendasid Tartu Ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituudi kaasprofessor Mikk Espenberg ja professor Ülo Mander. Töö oponent oli teadur Marcela Hernández Ida-Anglia Ülikoolist Ühendkuningriigist.