Andmebaasi logo
 

Productivity and nutrient retention of lakes on seasonal, interannual and morphometric scales

Laen...
Pisipilt

Kuupäev

2012

Kättesaadav alates

Autorid

Laas, Alo

Ajakirja pealkiri

Ajakirja ISSN

Köite pealkiri

Kirjastaja

Eesti Maaülikool

Abstrakt

Despite the considerable percentage of inland waters in the temperate zone land cover, their role in the global carbon balance is not clear and the existing data suggest large type specific differences. Respiratory CO2 release from inland waters is a major process in the global carbon cycle, retaining more than half of the carbon flux from terrestrial sources that otherwise would reach the sea. The strongly lake-type-specific balance between primary production and respiration determines whether a lake acts regionally as a net sink or source of CO2. In the global change context even small changes in photosynthesis and respiration rates and/or in the loadings of organic matter or nutrients (e.g. phosphorus) may change the metabolic type of the lake and turn it from autotrophic to heterotrophic system or vice versa. Todays in situ sondes fitted with sensitive and accurate optical oxygen probes have become a useful tool for estimating lake ecosystem metabolism through high frequency continuous measurements. The sonde method provides an alternative to more traditional methods of measuring metabolism that only use discrete samples. Continuous sampling by sondes overcomes many of the limitations of discrete samples and makes it possible to measure metabolism in a wide variety of systems. Long-term observations across many years define the range of natural variability of ecological systems and provide a baseline from which to assess whether a system has changed significantly. Regular hydrological data on large and shallow (area 270 km2; mean depth 2.8 m) Lake Võrtsjärv have been collected for more than 80 years. Regular measurements of nutrients and ecosystem components started in 1960s. Lake Võrtsjärv was intensively studied for more than 50 years before the first monitoring buoy was deployed for high frequency measurements of physical and chemical parameters. Phytoplankton primary production in situ measurements with monthly frequency started in Võrtsjärv already in 1982 but the dataset has many gaps. Present thesis summarizes for Lake Võrtsjärv: the first data on seasonal changes of the ecosystem metabolism based on high frequency measurements; the reconstruction of long term series of phytoplankton primary production by bio-optical modelling; the incoming and outgoing fluxes of carbon, nitrogen, phosphorus, and silicon; and gives an overview of phosphorus retention in Lake Võrtsjärv compared with 54 lakes and reservoirs in different climate regions around the world.
Hoolimata siseveekogude rohkusest parasvöötmes, mis on limnoloogiliselt enim uuritud piirkond Maal, ei ole meil senini selget ülevaadet nende veekogude rollist globaalses süsinikubilansis. Elusorganismide elutegevuse käigus toodetav süsihappegaas (CO2) vabaneb meid ümbritsevasse keskkonda. Magevetes hingamisel vabaneva CO2 kogus omab olulist rolli globaalses süsinikuringes. Tänu mageveekogudes toimuvale fotosünteesile tarbitakse esmatootjate (primaarprodutsentide) poolt ära rohkem kui pool kogu maismaal toodetavast süsihappegaasist, mis vastasel juhul jõuaks meid ümbritsevasse keskkonda. Veekogudes toimuva primaarproduktsiooni ja hingamise alusel saab järved jagada kahte erinevasse ainevahetuse tüüpi: CO2 tootvateks (heterotroofseteks) ja CO2 talletavateks (autotroofseteks). Globaalses kontekstis võib ka väikene nihe nii primaarproduktsiooni kui hingamise tasakaalus, põhjustatuna näiteks orgaanilise aine või toiteainete (näiteks fosforiühendite) sissevoolu muutustest, muuta järve kui terviku ainevahetuse tüüpi. Oma varasematele uurimistele ja teadmistele tuginedes oletasime, et Võrtsjärv võib vahetada oma metabolismi tüüpi jää tuleku ja minekuga. Jää- ja lumekatte all väheneb oluliselt vette jõudev valguse hulk, mis on üks kõige olulisem mõjur fotosünteesi käivitamisel ja läbiviimisel. Valguse ööpäevane ja aastaajaline muutlikkus ongi üheks peamiseks põhjuseks veekogude metabolismitüübi kujundamisel. Muutused erinevate tegurite osas, mis mõjutavad primaarproduktsiooni või hingamisprotsesse, võivad toimuda ajaliselt üsna kiiresti (tundide ja päevade jooksul), mistõttu oli neid seni kord kuus toimunud vaatluste abil väga raske jälgida. Võrtsjärve on regulaarseire raames uuritud juba rohkem kui 80 aastat. Primaarproduktsiooni mõõtmistega tehti algust 1982. aastal, kuid kogutud andmeridades esineb kahjuks mitmeid "auke". 2008. aastal alustati süsinikubilansi koostamiseks vajalikke uuringuid ka Võrtsjärve suurematest sissevooludes ning väljavoolus. Tänu Euroopa Liidu toetusfondidele ja riiklikult sihtfinantseeritavale teadusteemale soetati 2009. ja 2010. aastal mitmeid uurimisplatvorme ning ka järvepoi, millede abil said Võrtsjärvel alguse pidevmõõtmised. Käesolev töö: määratleb Võrtjärve kui suure ja madala eutroofse parasvöötme järve metabolismitüübi ja rolli nii regionaalses kui globaalses süsinikuringes; koondab Võrtsjärve primaarproduktsiooni (PP) pikaajalised muutused ning täidab PP andmestikus olevad lüngad modelleerimise abil; annab ülevaate Võrtsjärve sisse- ja väljavoolude süsinikuühendite ja toiteainete hulkadest; ning hindab fosfori kinnipidamist 54. erinevas maailma järves.

Kirjeldus

Märksõnad

järved, ainevahetus, süsinikuringe, sesoonsus, morfomeetria, eutrofeerumine, veeökosüsteemid, Võrtsjärv, dissertatsioonid

Viide

Kollektsioonid