Männiokaste lagunduskatse Saarejärve pohlamännikus
FOTO: Ivika Ostonen-Märtin

Doktoritöö toetab teaduspõhist kliimapoliitikat

Teadus

Augusti lõpus doktoritöö kaitsnud Kaie Kriiska sattus Eesti kuusikutes ja männikutes süsinikuringet uurides kokku nii jahimeeste kui ka pulmameeleolus sokuga.

Kriiska täpsustas oma doktoritöös peenikeste juurte, okaste ja teepuru abil Eesti kasvuhoonegaaside aruande metsandussektori andmeid ja saadud tulemused toetavad teaduspõhise kliimapoliitika arengut.

Kliimamuutuste põhjus on atmosfääris üha suurenev süsinikukogus (suuresti COkujul), mis põhjustab inimkonnale ebamugavusi. Paljuräägitud fossiilkütuste põletamisel vabanev süsinik on vaid osa globaalsest süsinikuringest. Valdav osa süsinikust asub hoopis mullas – seal on süsinikku rohkem kui atmosfääris ja taimedes kokku.

Metsamullad on ühed suurimad orgaanilise süsiniku reservuaarid. Kõik maailma metsamullad sisaldavad kokku umbes 700 miljardit tonni süsinikku, Eesti metsamuldades leidub seda umbes 0,314 miljardit tonni. See on põhjus, miks juba väikesed muutused mullas võivad mõjutada nii regionaalset kui ka globaalset süsinikuringet ning seeläbi ka kliimat.

Varudest puudub ülevaade

Süsinikuvarude muutusi on vaja teada selleks, et vähendada kasvuhoonegaaside heidet. Rahvusvahelise kliimapoliitika ja Pariisi kliimakokkuleppe järgi on kasvuhoonegaaside vähendamine ja süsinikuvarudest teatamine kohustuslik kõikidele riikidele. Paraku on teavet metsamulla süsinikuvarude muutustest paljudes riikides, sealhulgas Eestis, vägagi puudulikult.

«Minu doktoriõpingute üks ajend oligi täpsustada Eesti kasvuhoonegaaside aruande metsandussektori andmeid, parandades andmete kvaliteeti ja usaldusväärsust, ning toetada seeläbi teaduspõhist kliimapoliitika arengut,» selgitas Kriiska.

Üks tema juhendajatest, TÜ maastikuökoloogia vanemteadur Ivika Ostonen ütles, et kuna Eestil oma mõõtmispõhised andmed puudusid või ei olnud need piisavalt täpsed, kasutati siiani Eesti kasvuhoonegaaside aruande koostamisel metsamulla süsinikuvarude muutuste arvutamiseks Põhjamaade koefitsiente. Eesti metsade olemust arvestades ei ole see aga õige.

«Seega sai selle doktoritöö üheks olulisemaks eesmärgiks leida muutuvates kliima‐ ja keskkonnatingimustes toimivad indikaatorid, mis iseloomustaksid just juurtes ja mullas seotud süsiniku muutust,» kirjeldas Ostonen.

Selleks korraldas Kriiska mitme aasta jooksul terve hulga katseid mineraalmullal kasvavate ja viimase 20 aasta jooksul majandamata Eesti kuuse- ja männienamusega metsade mulla süsinikuringe uurimiseks.

Mis on metsa süsinikuringe?

Metsadest rääkides mõeldakse eelkõige puudest, põõsastest, marjadest ja seentest. Metsa süsinikuringe uuringud on aga keskendunud eelkõige maa-alustele süsinikuvoogudele.

Meie regiooni metsade mullas ja kõdus on hinnanguliselt 85% kogu metsaökosüsteemi süsinikust, maapealses biomassis aga vaid 15%. Näiteks peenjuurte kasv võib moodustada 23–63% metsa aastasest juurdekasvust.

Süsinikuringe ulatust aitab hoomata ka tõik, et umbes pool aasta jooksul kasvanud taimeosadest jõuab mulda tagasi kas maapealse või -aluse varisena (mahavarisenud taimeosadena). Seejuures vabaneb lagunemise käigus umbes 20% varisesse talletunud süsinikust, mis lendub CO2-na atmosfääri.

Kohalike metsade süsinikuringest aitasid Kriiskal ülevaate saada peotäis peenikesi juuri, okkad ja teepuru. Nende abil uuris ta rohkem kui kolme aasta jooksul metsamulla süsinikubilanssi mõjutavaid tegureid ning ajas kiiresti muutuvaid süsinikuvoogusid.

Uurija selgitas, et ühe aasta mõõtmised ei anna usaldusväärseid tulemusi, sest aastad erinevad sademete ja temperatuuri, tormide ja tugevate tuulte poolest – kõik need mõjutavad aga metsa süsinikuvoogusid.

«Näiteks tugeva tuule järel jõuab mulda rohkem süsinikku, sest maha variseb suurem hulk okkaid ja oksi. Põua tõttu sureb aga mullas rohkem peenjuuri. Ka mullahingamine sõltub temperatuurist ja niiskusest – mida soojem ja niiskem on muld, seda rohkem süsihappegaasi sellest eraldub, sest siis on mikroobidel soodsad tingimused orgaanilise aine lagundamiseks,» selgitas Kriiska. 

Nii analüüsis ta aastas varisevate okaste ja alustaimestiku ning alla 2 mm läbimõõduga peenjuurte hulka, mille kaudu süsinik mulda talletub. Peale selle uuris ta laguprotsesside käigus peenjuurtest eralduvat süsiniku hulka ehk mullahingamist.

Kriiska võrdles ka rohelise ja punase tee ning alfatselluloosi (aine, mida leidub ohtralt taimekudedes) lagunemist kuuse- ja männiokaste ning peenjuurte lagunemisega.

«Kui okaste ja peenjuurte omadused sõltuvad keskkonnast – näiteks on viljakamas kasvukohas okastes ja peenjuurtes rohkem lämmastikku –, siis tee ja tselluloos on standardsed ning nende abil saab hinnata just kasvukoha mulla ja teiste tingimuste mõju orgaanilise aine lagunemisele,» rääkis Kriiska.

Teekottide lagunemise uuring kestis samuti kolm aastat, sest just nii kaua aega kulub rohelise tee lagunemiseks. Kriiska uuring oli osa üleilmsest uuringust, kus osales kokku üle 230 töörühma, kes tegid töid 336 katsealal.

«Meie eesmärk oli leida orgaanilise aine lagunemist enim mõjutavad tegurid. Sademete ja temperatuuri kõrval analüüsisime näiteks eraldi maakasutuse, mulla- ja bioomitüübi tegurite mõju,» selgitas Kriiska, kelle sõnul koguti viimased teekotid mullast alles tänavu.

Uuringu tulemused näitasid, et lagunemine oleneb eelkõige materjalist. Temperatuuri ja sademete mõju avaldus ainult ebasoodsates, näiteks väga kuivades tingimustes. Peenjuured lagunesid okastest kolm korda aeglasemalt ja ka lämmastik vabanes peenjuurtest aeglasemalt.

See näitab, et peenjuurte moodustumine ja lagunemine on ühed olulisemad mulla süsinikuvaru määrajad. Peenjuurtel on suur osatähtsus nii süsiniku kui ka lämmastiku mulda akumuleerumisel ning seega ka nende varude moodustumisel.

Seiklusrohked välitööd

Tulemusteni jõudmiseks kasutasid uurijad katsealadel mulla temperatuuri ja niiskuse andureid. Kriiska sõnul tuli andureid mulla ja sambla alla peita korduvalt, sest uudishimulikud sõralised, aga teinekord ka seenelised, kaevasid neid tihti välja.

«Andmeid kaotasime ka hiirte ja teiste metsloomade tõttu, kes närisid isukalt nii anduri juhtmeid kui ka mahakaevatud taimset materjali,» ütles Kriiska.

Kord sattus Kriiska metsa aga sügisesel ajujahihooajal.

«Nägin küll, et minu katseala kõrval maanteel on reas jahimehed, kuid ega üks väike jaht ju teadustööd sega … kuni selle hetkeni, mil põõsa all proove kaevates märkasin mööda kihutavat siga, kellele mõne aja pärast järgnes hasartne jahimees. Viimane oli juba valmis püssi minu suunas tõstma, kui ma hirmuga põõsast välja hüppasin, käed üles tõstsin ja hõikasin, et palun mind mitte maha lasta,» meenutas Kriiska.

Kord Saaremaal oli jällegi juhus, mille kohta Kriiska tögamisi ütleb, et juhendaja jättis ta pulmameeleolus soku meelevalda.

«Olime Kuusnõmme metsas, kui kuulsime aina läheneva soku nn haukumist. Juhendaja läks tee äärde pargitud autosse mullaproove viima, mina aga jäin metsa mullahingamist mõõtma. Lõpuks muutus sokk nii julgeks ja agressiivseks, et juhendaja pidas vajalikuks autost signaali lasta. Seepeale haarasin kogu masinapargi selga ja tegin metsast väljudes elu kiireima sprindi.»


ÜKS KÜSIMUS: Kuidas mõjutab metsa majandamine metsa süsinikuringet? 

Lageraie mõjutab metsamulla süsinikuringet kahtlemata palju, sest süsiniku salvestamine katkeb ning metsakõdusse ja mulda salvestunud süsinik hakkab vabanema.

Kände juurimata on kahju metsamullale väiksem ning ka süsinikku lendub mullast vähem. Mulda jäetud kännud ja juured lagunevad aeglaselt, aitavad säilitada mulla struktuuri ja mullaelustikku, mistõttu hakkab langi taasmetsastamise korral noor mets üsna pea jälle süsinikku siduma.

Pärast lageraiet on süsinikuringe seisukohast olulised häiringujärgsed taimed: ühe- ja mitmeaastased rohttaimed, puhmad, näiteks vaarikad, aga ka põõsad või kiirekasvulised lehtpuud. Need seovad samamoodi süsinikku ning puhverdavad seega lageraie tagajärjel tekkinud süsinikukadu, kuni domineerima hakkavad aeglasema kasvuga okaspuud.

Seejuures aga ei saa mainimata jätta, et metsal on palju rohkem funktsioone kui vaid süsiniku sidumine. Ökoloogilises mõttes on vana mets eelkõige rohke elustiku ja mikroelupaikade mitmekesisuse tõttu noorendikust väärtuslikum. 

Kui noor mets seob süsinikku kiiremini puude intensiivse kasvu tõttu, siis vanas metsas tagab süsiniku sidumise ja seotuse vanuseline ja liigiline mitmekesisus: eri vanusega puud, eri liigid ja vanas puistus tekkivad häilud, kus noored puud tagavad vana metsa elupaikade mitmekesisuse ja süsiniku stabiilse sidumise.

Lisaks tasub meeles pidada, et puu seob süsinikku kogu elu jooksul ning selle nurga alt vaadates on seotud süsiniku kumulatiivne hulk vanemas puus ikkagi suurem kui noores.

Kaie Kriiska

Marko Mägi

ökoloogia ja maateaduste instituudi kommunikatsioonijuht

Katre Tatrik

ERR Novaatori toimetaja

Jaga artiklit