See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF8729
ETF8729 (ETF8729) "Suure madala parasvöötmejärve metabolismitüüp ja selle kliimatundlikkus (1.01.2011−31.12.2014)", Peeter Nõges, Eesti Maaülikool, Põllumajandus- ja keskkonnainstituut.
ETF8729
Suure madala parasvöötmejärve metabolismitüüp ja selle kliimatundlikkus
The metabolism type of a large shallow temperate lake and its climate-sensitivity
1.01.2011
31.12.2014
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ValdkondAlamvaldkondCERCS erialaFrascati Manual’i erialaProtsent
1. Bio- ja keskkonnateadused1.4. Ökoloogia, biosüstemaatika ja -füsioloogiaB260 Hüdrobioloogia, mere-bioloogia, veeökoloogia, limnoloogia 1.5. Bioteadused (bioloogia, botaanika, bakterioloogia, mikrobioloogia, zooloogia, entomoloogia, geneetika, biokeemia, biofüüsika jt100,0
PerioodSumma
01.01.2011−31.12.201112 000,00 EUR
01.01.2012−31.12.201212 000,00 EUR
01.01.2013−31.12.201312 000,00 EUR
01.01.2014−31.12.201412 000,00 EUR
48 000,00 EUR

Järjest enam on leidnud kinnitust tõsiasi, et eriti jaheda kliimaga metsastatud boreaalses kliimavöötmes domineerivad järvedes heterotroofsed protsessid autotroofsete üle muutes järved CO2 allikaks. Ulatuslik orgaanilise aine sissevool valglalt suurendab järves hingamise (R) tasemeni, mis ületab autotroofse CO2 assimilatsiooni (GPP). Ökosüsteemi puhasproduktsioon (NEP) näitab CO2 assimilatsiooni ja hingamise tasakaalu (NEP=GPP-R) kaudu ökosüsteemi metabolismitüüpi. Kui NEP >0 on tegemist CO2 siduva autotroofse ökosüsteemiga, kui NEP< 0 siis on ökosüsteem heterotroofne ja eraldab CO2. Suur ja väga madal Võrtsjärv (270 km2, keskmine sügavus 2,8 m) on suurim järv, mis kogu ulatuses jääb Eesti piiridesse. Tema valgala moodustab ca 7% Eesti territooriumist ja seega on tal oluline osa Eesti looduslikus CO2 bilansis. Võrtsjärve eriomaduseks on suur kliimaprotsessidest sõltuv loodusliku veetaseme varieerumine, mis tingib kuni 3 kordse erinevuse järve veemahus. Võrtsjärvele on iseloomulik ka suur lahustunud orgaanilise aine (DOC) sisaldus ja selle varieerumine (7-28 mg l-1), mis viitab järve heterotroofsele metabolismitüübile. Küllaltki kõrged klorofülli (keskmiselt 24 mg m–3) ja üldfosfori (keskmiselt 54 mg m–3) kontsentratsioonid lubavad aga eeldada autotroofset metabolismitüüpi. Võimalik, et seoses veetaseme muutumisega võib Võrtsjärve metabolismitüüp ka muutuda. Grandiprojekti raames soovime mõõta ja modelleerida Võrtsjärve metabolismi tiheda sagedusega (HF) kogutud andmete alusel. Selleks kasutame Võrtsjärve paigaldatavat seirepoid, mille sensori mõõdavad pidevrezhiimis metabolismiarvutusteks vajalikke näitajaid (vees lahustunud hapnik, pH, õhu- ja veetemperatuur, tuule suund ja kiirus) ning ka klorofülli ja DOC hulka vees. Projekti eesmärgiks on määratleda Võrtsjärve metabolismitüüp (GPP ja R tasakaal vees) ning selle muutus nii lühiajaliselt kui aastate lõikes. Püütakse aru saada millised faktorid GPP ja R tasakaalu Võrtsjärves peamiselt mõjutavad. Tööhüpoteesidena eeldame, et aastases skaalas on Võrtsjärve metabolismitüüp valdavalt autotroofne (NEP >0), kuid lühiajaliselt ja erinevates veekogu osades võib järv keskkonnatingimustest tulenevalt käituda ka heterotroofse veekoguna (NEP< 0). Arvame, et metabolismitüüpi mõjutab eelkõige kliimast sõltuv veetaseme muutus, mis kontrollib ka ainete sissekannet ja järve toiduahelates toimuvaid protsesse.
It has been increasingly acknowledged that in many lakes the heterotrophic processes are dominating over autotrophic ones turning the lakes into CO2 sources. This is mainly caused by the extensive inflow of organic matter from the catchment, which may enhance respiration rate (R) in the lake up to a level exceeding autotrophic CO2 assimilation by photosynthesis. The net ecosystem production (NEP), i.e., the balance between gross primary production (GPP) and R, (NEP=GPP-R), can be used to define the metabolism type of a lake. Large (270 km2) and very shallow (mean depth 2.8 m) Lake Võrtsjärvis the largest lake remaining fully within the borders of Estonia. Its catchment area makes up about 7% of Estonian territory and, thus, contributes significantly to Estonian natural CO2 budget. A specific feature for Võrtsjärv is the large natural climate-related variability of water level (WL), which cause up to 3-fold difference of its water volume. Climate-related variation of the discharges and WL are responsible also for a large variation of DOC in Võrtsjärv (7-28 mg l-1). Concerning DOC concentration net heterotrophic metabolism could be assumed while rather high chlorophyll a (average 24 mg m–3) and total P (average 54 mg m–3) concentrations support rather net autotrophy. It is possible that due to the large climate-related variation of WL, the metabolism type of Võrtsjärv might change in different periods. The aim of the project is to advance the monitoring and modelling of the metabolism of this large and shallow temperate lake using high frequency (HF) automatic monitoring systems. Main objectives are to determine the metabolism type and its changes in HF to yearly time scale, and to understand, which factors control the balance of GPP and R in this lake. We hypothesize that at an annual scale Võrtsjärv acts mainly as an autotrophic water body (NEP >0) while spatially and temporally the heterotrophic metabolism (NEP< 0) could prevail depending on the environmental conditions. Nutrient enrichment is expected to push lakes towards net autotrophy, the increasing inputs of DOM stimulate net heterotrophy, and the ecosystem metabolism is also sensitive to changes in food webs. We hypothesise that in Võrtsjärv the balance between GPP and R is sensitive to climate-mediated WL changes that largely controls external loading and ecosystem processes.
Grandiprojekti eesmärk oli selgitada kliimamuutuse seisukohast olulist tõika – kas Võrtsjärve sarnased suured madalad hemiboreaalsed järved valdavalt seovad või vabastavad CO2 ja millistest teguritest auto- ja heterotroofsuse tasakaal sõltub. Koostatud süsiniku massibilanss näitas, et järve peamiseks C-allikaks on valglast lähtuv karbonaatide voog. Suuremal osal aastast, väljaarvatud kevadise suurvee ajal ja hilissügisel, järv eksportis süsinikku. Süsinikuvood jõgedes ületasid oluliselt atmosfäärset C-vahetust. Toiduahela analüüsil põhinev bilanss näitas, et ainevahetusprotsesside lõviosa moodustas fütoplankton, mille elutegevus andis 90% summaarsest primaarproduktsioonist (GPP) ja 43% summaarsest hingamisest (R). Metaboolsed protsessid järves olid hästi kirjeldatavad siinuskõveraga, kusjuures hingamise siinuskõver hilines produktsiooni siinuskõvera suhtes umber 2 nädala võrra. Kokkuvõttes näitasid grandi raames tehtud tööd, et heterotroofsus on Võrtsjärve valdav seisund ja lühike autotroofne periood esineb vaid hiliskevadel. Auto- ja heterotroofsuse tasakaalu mõjutas orgaanilise aine sissekanne vaglast, fütoplanktoni hulk, päikesekiirgus ja temperatuur. Tuule mõju oli väike. Et temperatuuri kasv stimuleeris hingamist enam kui produktsiooni, võib kliima soojenemisel eeldada järve heterotroofsuse kasvu.