Teadustegevus

Eesti keskkonnaobservatooriumi eesmärk on hinnata eluta ja elusa keskkonna seisundit, muutusi ning nende omavahelisi koostoimeid, et mõista ökosüsteemide toimimist ja kohanemist. Meie jaamades uuritakse elurikkust, süsiniku- ja toitaineringeid, atmosfääri keemilist koostist ja aerosoolide teket ning analüüsitakse päikesekiirguse ja taimkatte seoseid, kasutades nii mõõtmisi kui ka kaugseiret.

/

SMEAR jaam atmosfääri-biosfääri vastasmõju uuringuteks

SMEAR Eesti jaama eesmärk on mõõta energia ja aine kontsentratsioone ning voogusid atmosfääri-biosfääri süsteemis. Süsteem hõlmab erinevaid ökosüsteeme ja keskkonnasektoreid, sealhulgas atmosfääri, metsi, järvi, turbaalasid ja põllumajandusmaad, kus jälgitakse aine- ja energiavoogude ning nende kontsentratsioonide muutusi.

Kogutav andmestik võimaldab uurida bioloogilisi, keemilisi ja füüsikalisi protsesse ning kirjeldada süsteemi dünaamikat erinevatel ruumi- ja ajaskaaladel. SMEAR Eesti asub Kagu-Eestis Järvselja katsemetsakonnas. Jaamaga on tihedalt seotud Rõka metsaökosüsteemi niiskusega manipuleerimise katseala (FAHM) ning Valgjärvel paiknev 300 meetri kõrgune meteoroloogiliste uuringute torn.

Rõka FAHM katse metsaökosüsteemi niiskusega manipuleerimiseks

FAHM (Free Air Humidity Manipulation) katseala asub Rõka külas Kastre vallas Tartumaal ning kuulub Tartu Ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituudi teadustaristu koosseisu. Tegemist on eksperimentaalse uurimiskompleksiga, kuhu kuuluvad katseala, laborihoone ja operaatorimaja ning kus välitingimustes manipuleeritakse keskkonna niiskusrežiimi.

2,7 hektari suurusel alal paikneb üheksa katseringi, millest kolm toimivad kontrollaladena, kolmes suurendatakse õhuniiskust ning kolmes mullaniiskust. Katseringid on jaotatud kolme puistutüübi vahel: arukase puhtpuistu, hariliku kuuse puhtpuistu ning kase-kuuse segapuistu.

FAHM pakub võimalusi kliima- ja ökosüsteemikatsete läbiviimiseks ning toetab interdistsiplinaarseid uuringuid. Taristut saavad kasutada kraadiõppurid, Eesti ja välisriikide teadlased ning teised uurimisrühmad. Katseala paikneb Järvselja SMEAR jaama vahetus läheduses, mis võimaldab siduda kahe uurimisjaama andmestikke ning analüüsida atmosfääritingimuste mõju metsaökosüsteemidele.

Soontaga metsaökosüsteemi mõõtejaam

Soontaga metsaökosüsteemi mõõtejaam asub Soontaga looduskaitsealal Lõuna-Eestis pohla kasvukohatüübi palumetsas kuivadel leedemuldadel. Taimkattes domineerivad harilik mänd ja kuusk ning alusmetsas mustikas, pohl, samblikud ja samblad.

Jaama keskseks taristuks on ligikaudu 38 meetri kõrgune eddy covariance mast, kus alates 2012. aastast mõõdetakse kõrgsageduslikke CO₂- ja H₂O-voogusid ning tuuleparameetreid. Lisaks kogutakse meteoroloogilisi, kiirgus- ja mullaparameetreid, sealhulgas õhutemperatuuri, õhuniiskuse, sademete, kiirguse, mullatemperatuuri, mullaniiskuse ja mulla soojusvoo andmeid. Perioodiliselt mõõdetakse ka mulla hingamist.

Jaamas uuritakse puistu struktuuri, juurdekasvu ja võrastiku omadusi ning hinnatakse maapealse ja maa-aluse biomassi muutusi. Pikaajaline andmestik võimaldab analüüsida okasmetsade süsinikuringet ja kliimatundlikkust.

Kauru sooökosüsteemi mõõtejaam

Kauru sooökosüsteemi mõõtejaam asub Jõgevamaal raba- ja siirdesootüüpi märgalal. Alates 2019. aastast teostatakse jaamas eddy covariance mõõtmisi, et määrata CO₂, CH₄ ja H₂O voogusid ning tuuleparameetreid ökosüsteemi ja atmosfääri vahel.

Lisaks kogutakse ööpäevaringselt meteoroloogilisi ja kiirgusandmeid, sealhulgas õhutemperatuuri, õhuniiskuse, sademete, tuule, globaalse ning lühi- ja pikalainelise kiirguse ja fotosünteetiliselt aktiivse kiirguse (PAR) kohta. Mõõdetakse ka mulla keemilisi ja füüsikalisi omadusi, nagu mullatemperatuur, mullaniiskus, mulla CO₂ kontsentratsioon ja soojusvoog. Perioodiliselt tehakse mulla hingamise mõõtmisi ning jälgitakse soo hüdroloogiat ja taimestiku muutusi.

Jaam toetab pikaajalisi uuringuid märgalade kasvuhoonegaasivoogude, turbalasundi seisundi ning kliimamuutuste mõju hindamiseks.

Kauru soojaam

Tahkuse atmosfäärijaam

Tahkuse atmosfäärijaam kuulub Tartu Ülikooli füüsika instituudi atmosfääri- ja keskkonnateaduste labori uurimisjaamade võrgustikku. Jaamas on alates 1984. aastast tehtud pikaajalisi atmosfääri füüsikalisi ja keemilisi mõõtmisi eesmärgiga hinnata õhukvaliteeti ning selle muutusi vähesaastatud maismaapiirkonnas.

Jaam asub Pärnumaal Tohera külas, Soomaa rahvuspargi läheduses, hõredalt asustatud piirkonnas. Siin kogutavad andmed võimaldavad jälgida õhusaaste taustatasemeid ja pikaajalisi trende. Aastatel 1994–2022 kuulusid Tahkuse mõõtmised riikliku keskkonnaseire programmi koosseisu ning jaam panustab jätkuvalt Eesti välisõhu kvaliteedi seiresse.

Valik andmed reaalajas:

https://atmos.ut.ee/et/stations/tahkuse_ts

https://airviro.klab.ee

https://ohuseire.ee/

Mobiilsed kasvuhoonegaaside ja aineringete uurimisjaamad

Palojärve raiesmikujaam on portatiivne uurimisjaam, mis asub Põlvamaal Ihamaru lähedal kuivadel leedemuldadel. Jaamas uuritakse metsaraiest taastuva ökosüsteemi struktuuri, süsinikubilanssi ja energiavahetust.

Eddy covariance meetodil mõõdetakse CO₂- ja H₂O-voogusid ning tuuleparameetreid. Neid täiendavad meteoroloogilised ja kiirgusmõõtmised, sealhulgas globaalse kiirguse, PAR-i, õhutemperatuuri, õhuniiskuse, sademete ja tuule seire. Mullaseire hõlmab mullatemperatuuri, mullaniiskust, soojusvoogu ning perioodilisi mulla hingamise mõõtmisi.

Jaam võimaldab hinnata metsade taastumise dünaamikat, süsinikuvarude muutusi ning häiringujärgsete protsesside mõju ökosüsteemile.

Soome lahe mereuuringute püsijaam (Keri jaam)

Keri saare automaatmõõtmiste püsijaam kuulub Tallinna Tehnikaülikooli Meresüsteemide Instituudi rannikumere operatiivsete mõõtejaamade võrgustikku. Jaam võimaldab koguda ja reaalajas edastada kõrglahutusega andmeid Soome lahe veesamba füüsikaliste, keemiliste ja bioloogiliste näitajate kohta.

Sondeerivate seadmete abil mõõdetakse kogu veesamba ulatuses temperatuuri, soolsuse, hägususe, lahustunud hapniku, klorofüll-a fluorestsentsi ja teiste näitajate vertikaalset jaotust. Valitud sügavustes määratakse ka toitainete, sealhulgas nitraatide, nitritite ja fosfaatide sisaldust. Jaam on varustatud meteoroloogiliste anduritega Keri tuletornis ning võimaldab ühendada täiendavaid mõõteseadmeid erinevate uuringute läbiviimiseks.

Jaamas kogutud andmed edastatakse operatiivselt Copernicuse mereteenuse ja EMODneti andmebaasidesse.

Kõiguste välibaas ja mobiilsed mereuurimisjaamad

Tartu Ülikooli Eesti Mereinstituudi Kõiguste välibaas on rannikumere seire ning mereökoloogia ja kalandusuuringute keskus. Välibaasis viiakse läbi teadus- ja katsetöid laboritingimustes, mesokosmides ning merel.

Jaamas toimuvad automaatsed merekeskkonna mõõtmised ning kogutakse andmeid rannikumere seisundi hindamiseks. 2014. aastal uuendatud välibaas kuulub Läänemere uurimisjaamade võrgustikku ning on Liivi lahe piirkonnas ainulaadne teadustaristu.

Lisaks teadustööle pakub välibaas välitööde koordineerimise teenuseid, sealhulgas vetikavarude seiret ja keskkonnamõjude hindamist Väinamere ning saarte piirkonnas. Välibaas on oluline õppe- ja praktikakeskus kraadiõppuritele ning teistele merevaldkonna spetsialistidele.

Võrtsjärve limnoloogiakeskus ja Eesti järvede automaatjaamad

Eesti Maaülikooli põllumajandus- ja keskkonnainstituudi limnoloogiakeskus asub Võrtsjärve idakaldal Tartumaal. Keskus tegeleb õppetööga hüdrobioloogia ja kalanduse valdkondades ning viib läbi alus- ja rakendusuuringuid siseveekogude ökoloogilise toimimise kohta.

Uurimistöö keskendub veekogude seisundi hindamisele, veerežiimile, saasteainete koormustaluvusele, vee-elustiku seisundile ning veekogude taastamise meetmete väljatöötamisele. Limnoloogiakeskus korraldab Eesti järvede pidevseiret automaatjaamade abil kõigis veepoliitika raamdirektiivi alusel määratud järvetüüpides, välja arvatud Peipsi järves.

Lisaks kasutatakse automaatjaamu projektipõhistes uuringutes järvedes toimuvate keskkonnamuutuste jälgimiseks ja analüüsimiseks.

Automaatjaamade andmed

Laelatu bioloogiajaam

Laelatu uurimiskompleksi kuuluvad Eesti Maaülikooli uurimisjaam Puhtus ning Tartu Ülikooli bioloogiajaam Laelatul Virtsu lähedal Pärnumaal. Kompleks on varustatud laboriseadmetega bioloogiliste, botaaniliste ja zooloogiliste uuringute ning välikatsete läbiviimiseks Eesti läänerannikul.

Laelatu-Puhtu piirkond on Euroopa mastaabis erakordne oma taimkatte koosseisu ja liigirikkuse poolest. Uuringud keskenduvad bioloogilisele mitmekesisusele, võõrliikide levikule ning taimede kasvutingimuste manipuleerimisele. Nii alus- kui rakendusuuringud toetavad liikide ja ökosüsteemide kaitsekorraldust ning aitavad hinnata kliimamuutuste mõju bioloogilisele produktiivsusele ja mitmekesisusele.

Jaam pakub võimalusi õppetööks, praktikumideks ja teaduseksperimentide läbiviimiseks kuni 30 osalejale.

Geomaatika (EMÜ, TÜ ja TalTech) ja kaugseire

Keskkonnaobservatooriumi koosseisu kuuluvad geomaatika ja kaugseire laborid Tartus Eesti Maaülikoolis ja Tartu Ülikoolis ning Tallinnas Tallinna Tehnikaülikoolis. Laborid pakuvad oskusteavet Keskkonnaobservatooriumi tegevusega seotud ruumiandmete kogumiseks, töötlemiseks, analüüsimiseks ja visualiseerimiseks.

Kolme ülikooli vahel jaotatud mõõteseadmed ja tehniline kompetents võimaldavad paindlikult kasutada erinevaid ruumiandmete kogumise lahendusi kogu võrgustiku ulatuses. Laborid toetavad välibaaside tegevust näiteks taimkatte kõrgusprofiilide ja nende muutuste seirel, kaugseire rakenduste arendamisel ning keskkonnamuutuste kaardistamisel.

Lisaks koondavad geomaatika laborid Keskkonnaobservatooriumi välibaasides kogutavaid andmeid ühtsesse andmehalduse ja ligipääsu süsteemi, muutes need kasutajatele kättesaadavaks ühest pöördumispunktist.