30. mail kaitsti Eesti Maaülikoolis doktoritööd, mis keskendus järvedele. 

Upendra Bhele kaitstud doktoritööst “Modelling of large shallow lake food web based on long term monitoring data" ("Suure madala järve toiduahelate modelleerimine pikaajaliste seireandmete põhjal") selgus, et kui järve toidupüramiidi alumises osas toimub järsk muutus, ohustab see kogu toiduvõrgustiku toimimist. 

Kliimamuutus on tõsine oht magevee ökosüsteemidele. Rahvastiku kasvuga suureneb nõudlus toidu tootmise järele, mis võib kaasa tuua loodusvarade liigse kasutamise, veekogude suure toiteainete koormuse ja eutrofeerumise ning kalavarude ülepüügi.

Toiduvõrgustiku modelleerimine on hea lahendus järve ökosüsteemi põhiprotsesside ja ökoloogiliste probleemide mõistmiseks, kuna see ei nõua kulukaid eksperimentaalseid uuringuid. Ökoloogilise modelleerimise abil on võimalik uurida ühtses süsteemis keskkonnatingimuste, eutrofeerumist põhjustavate toiteainete koormuse ja püügitegevuse mõjusid veekogu ökosüsteemile.

Mudel Ecopath koos moodulitega Ecosim ja Ecospace (EwE) on laialdaselt kasutatav tööriist veekogu toiduvõrgustiku struktuuri uurimiseks, hõlmates toiduahelate alanevaid (“top-down”) ja ülenevaid (“bottom-up”) kontrollimehhanisme produtsentidest röövkaladeni ja detriidirajani. Käesolevas doktoritöös analüüsitakse võimalike kliimamuutuste ja sellega seotud veetaseme kõikumise mõjusid Võrtsjärve elustikule.

Modelleerimisel lähtuti kõigi peamiste elustiku funktsionaalrühmade biomassidest järves. EwE modelleerimiskomplekti ruumilise mooduli Ecospace kaudu uuriti olukordi, mis põhinevad realistlikel veetaseme kõikumise stsenaariumitel. Modelleerisime ka toiduahela alanevaid ja ülenevaid protsesse, mis põhinevad röövloomade ja saakloomade suhetel ning kaubandusliku kalapüügi andmetel.

Neid mudeleid kasutati fütoplanktoni, selgrootute, kalarühmade ja teiste peamiste funktsionaalrühmade protsessipõhiseks modelleerimiseks, et mõista troofilise kaskaadi toimimist. Modellerimise tulemused näitasid, et zooplankton ei suuda sinivetikate biomassi tõhusalt kontrollida ja see suundub detriidirajale. Globaalne soojenemine ja eutrofeerumine eeldatavasti suurendavad sinivetikate produktsiooni ja veeõitsengute sagedust, eriti madalates järvedes.

Sellest tulenevalt on võimalik, et lähitulevikus suureneb järvede toiduvõrgustike sõltuvus detriidi orgaanilisest ainest. Eutrofeerumist põhjustavate tegurite vähendamine vähendaks ka sinivetikate domineerimist ja parandaks seeläbi zooplanktoni üldist toitumisvõimet (I). Ecospace modelleerimine veetaseme muutuste mõju selgitamiseks funktsionaalsete rühmade biomassile ja ruumilisele jaotusele järves näitas, et pikaajaline veetaseme langus võib esile kutsuda troofilise nihke, suurendades röövtoiduliste rühmade arvu planktoni ja väiksemate kalade arvelt.

Veetaseme languse korral saavutaks toiduvõrgustik maksimaalse kandevõime röövtoiduliste kalade jaoks. Veetaseme tõus soodustaks järve lõunaosas kalapüüki, kuna makrofüütide tihedus väheneks, teiste elustiku rühmade vähenemine oleks mittearvestatav. Üks olulisemaid järeldusi sellest uuringust on, et stabiilne veetase oleks Võrtsjärve elustikule kasulikum kui märgatav veetaseme kõikumine (II).

Töö kolmas eesmärk oli uurida, kas madalate järvede toiduahelat kontrollivad alanevad või ülenevad mehhanismid. Uuring viidi läbi simuleerides biomassi muutusi mitmes funktsionaalrühmas. “Keystoneness” analüüs näitas, et makrozoobentose kui madalama tarbijarühma ja täiskasvanud koha kui tippkiskja mõju toiduvõrgustikule on võrdse tähtsusega.

Mudeli tundlikkuse analüüs näitas, et fütoplanktoni, zooplanktoni ja makrozoobentose biomassi muutused mõjutavad kõigi peamiste funktsionaalrühmade biomassi rohkem kui muutused kalastikus. Mudelid näitasid, et kui toidupüramiidi alumises osas (plankton, makroselgrootud) toimub järsk muutus, näiteks eutrofeerumise või kliimamuutuste tõttu, ohustab see kogu toiduvõrgustiku toimimist, kuna kalastustegevusega on juba saavutatud keskkonna taluvusvõime piir (III).

Doktoritööd juhendas dr Fabien Cremona ja oponent oli dr Jérémy Lobry (INRAE, the National Research Institute for Agriculture, Prantsusmaa). Dissertatsiooniga saab tutvuda Eesti Maaülikooli digitaalarhiivis EMU DSpace.