Troofsusklassifikatsioon

Troofsusklassifikatsioon on eelkõige järvede jaotussüsteem, kus järved liigitatakse troofsuse ehk toitelisuse alusel eri klassidesse. Tuntumad Eesti järvede tüpoloogiad on välja töötanud Helle Simm ja Aare Mäemets. Toitained on sisevetes väga tähtsal kohal olles limiteerivaks või soodustavaks teguriks elustiku hulga, nende liigilise koosseisu ja produktiivsuse määramisel. Seda fakti arvesse võttes tekkis idee veekogud toitainetesisalduse järgi klassidesse jagada. 20. sajandi alguses võtsid August Thienemann ja Einar Naumann kasutusele veekogude troofsuse ja sellega seonduvad mõisted, kasutades neid esialgselt vaid järvede klassifitseerimisel, kuna seal oli kõige paremini näha toitainete kuhjumist ning sellest tuleneva troofsuse kasvu. Tänapäeval kasutatakse troofsuse mõistet ka muude veekogude (jõgi või meri) kirjeldamisel, kuid nende puhul on eelnevalt nimetatud muutusi keerulisem jälgida. Tihti rakendatakse klassifitseerimisel fosfori ja lämmastiku, harvem ka räni sisaldust, sest need ühendid on määravaks faktoriks bioproduktsioonil. Siiski on hakatud sellisest lihtsast klassifikatsioonist loobuma, sest vähesed näitajad ei anna järve olemusest ja seisundist tõetruud üldpilti. Klassifitseerimisel oleks hea arvestada ka valgala, toitumistüübi, elustiku ja paljude muude teguritega. Kuna järved on sageli vahe- või lõpp-peatuseks valgalast tulnud toitainetele, siis areneb aja möödudes oligotroofsest järvest eutroofne järv. Järve troofsust mõjutab ka mullatüüp, aluspinna settekivim, taimkate ning inimtegevus. Oligotroofsus ehk vähetoitelisus on teatud ökosüsteemidele iseloomulik seisund, kus on minimaalse toitainetesisalduse tõttu madal bioproduktsioon. Oligotroofsete ökosüsteemide alla kuuluvad rabad ja oligotroofsed järved. Oligotroofne ehk vähetoiteline järv on väga väikese toitainete sisaldusega ja üldjuhul vähese taimestikuga ökosüsteem. Üks tuntumaid oligotroofseid järvi on 4 kilomeetri sügavusel Antarktika jääs asuv mageveeline Vostoki järv. Enamus Eesti alal olevatest järvedest on ajalooliselt olnud oligotroofsed. Selliste järvede hulka loetakse inimmõju tagajärjel muundunud järvi, mis veel 20. sajandi keskpaigas olid oligotroofsed ning mis on teatud määrani oma iseloomulikku seisundit säilitanud. Oligotroofseid järvi võib enim leida jaheda kliima ja hõreda asustusega piirkondades, millel on ühtlasi graniitne aluskivim. Vähene toit- ja mineraalainete sisaldus oligotroofses järves mõjutab mitmeid olulisi tegureid. Elustik väikese biomassiga ja nende produktiivsus on madal. Seetõttu on orgaanilise aine kuhjumine järvenõo põhja väga aeglane. Vähese toitainete olemasolu tõttu on järve puhverdusvõime nõrk ning väiksemgi inimmõju võib järve tasakaalust välja viia. Fütoplanktoni vähene biomass ja liikide arv on taganud oligotroofse järve väga hea läbipaistvuse ning vee helerohelise või sinakasrohelise värvuse. Lisaks on järved sügavad ning madala pH-ga. Hapnikuolud on terve veesamba ulatuses head ka külmematel aastaaegadel, sest sügisel takistab epilimnioni jahtumine järve kihistumist võimaldades veel seguneda ning transportida hapnikku ka sügavamatesse kihtidesse. Kuigi madala bioproduktsiooni tõttu on kalastik napp ning nende arvukust ja kasvutempot mõjutavad kehvad varje- ja kudemisvõimalused, soodustab hapnikuga hästi varustatud vesi järveforelli elutsemist. Oligotroofses järves on ülekaalus rohevetikad, koldvetikad ja vaguviburvetikad. Rohevetikatest on arvukamad ikkesvetikad. Ujujate nahka libedaks tegev tativetikas on samuti mitmes oligotroofses järves esindatud. Haruldastest taimedest kasvavad järves vesilobeelia ja järv-lahnarohi. Oligotroofset järve ohustab kaldajoone muutumine, meelelahutuslik liigkasutus mootorpaatide ja kalastamise näol ning külgneva maastiku muutumine liigse maapuhastuse, reovee eraldumise või valgala pindala muutumise tõttu. Samuti ohustavad järve paisud, veekogu süvendamine ning vee kvaliteedi halvenemine, mida põhjustab reostus, järve mudastumine ning mikroobide ja toitainete äravool. Eesti oligotroofsed järved on näiteks Nohipalu Valgjärv, Viitna Pikkjärv, Paukjärv, Misso Saarjärv ning Kise järv. Mesotroofsus ehk kesktoitelisus on ökosüsteem, kus toiteainete hulk on suurem kui oligotroofses ja väiksem kui eutroofses ökosüsteemis. Sinna alla kuuluvad mesotroofsed rabad ja järved. Mesotroofne ehk kesktoiteline järv on oligotroofse järvega võrreldes toiteainerikkam, kuid toiteainevaesem kui eutroone järv. Seal on suurem liigirikkus ja biomass, kui oligotroofsel järvel. Gaasirežiim on hea. Kesktoitelises järves on vesi enamasti selge ja ülekaalus võivad olla koldvetikad ja vaguviburilised, kui vesi on neutraalse pH tasemega. Eutroofsus ehk rohketoitelisus on ökosüsteemi seisund, kus veekogus esineb toitainete ja mineraalide (eriti lämmastiku ja fosfori) rohkus. Eutroofne ehk rohketoiteline järv on suure toitainetesisalduse ja suure liigilise mitmekesisusega järv. Üldjuhul on järved madalad ja nende nõgu on suurel määral täitunud setetega. Eutroofsed järved on tekkinud vähetoitelistest järvedest, kuhu lisandus suur hulk mineraalaineid, mille tulemusena on järvedes suur produktiivsus. Järvedes, kus on suur produktiivsus, domineerib peamiselt tsüanobakter. Elustik on peamiselt veetaimed ja vetikad. Kui vesi on selge, siis üldjuhul domineerivad veetaimed, tumedama veega domineerivad vetikad. Aeg-ajalt esineb veeõitsenguid, mille tõttu võivad hukkuda vees olevad kalaliigid. Mineraalainesisalduse põhjal jagatakse eutroofsed järved kaheks: pehmeveelisteks ja kareda- ehk kalgiveelisteks. Üldaluselisust 80 mg/l loetakse neid tüüpe eristatavaks piiriks, sest siis toimub muutus suurtaimede ja ränivetikate liigilises koosseisus. Talvel võivad järve hapnikutingumised olla halvad ning põhjakihtidesse võib koguneda süsihappegasi, vesiniksulfiidi ja metaani. Eutroofsetel järvedel on rikkalik põhjaelustik. Järve madaluse tõttu jõuab rohkem materjali vee põhja, mis võib akumuleeruda 10-20% esmasproduktsioonist. Eutroofsetes järvedes on alati suur pH, sest vohavate vetikate fotosüntees tõstab vegetatsiooniperioodil järve pH-d. Rohketoitelistes järvedes võib see tõusta 9-10-ni. Eutroofsed järved moodustavad Eestis uuritud järvedest umbes 36%. Need on kõige eripalgelisemad ning nende hulka kuuluvad Eesti parimad kalajärved. Eestis on rohketoitelised järved näiteks Pangodi järv ja Võrtsjärv. Hüpertroofsus ehk liigtoitelisus on kunstlik süsteem, kus toiteainete sisaldus on suurem, kui eutroofsel järvel. Tavaliselt on see inimtekkeline. Hüpertroofne ehk liigtoiteline järv (ka ülirohketoiteline) on kunstlik süsteem, kus toiteainete sisaldus on suur ja esineb ülemäärane taimestik. Looduslikult pole toiteainete akumuleerumine nii lühikese ajaga ja suures hulgas võimalik, seega on hüpertroofne järv inimmõjutuste tõttu tekkinud ning asub loodusliku arengurea lõpus (oligotroofne - mesotroofne - eutroofne - hüpertroofne). Liigtoitelisuseni viib näiteks valgalas väetiste kasutamine. Tavaliselt kuulub liigtoiteline järv eutroofse järve alamtüüpi ja eraldi järvetüübina välja ei tooda. Sellises järvetüübis on suur esmasproduktsioon ja toitelisuse kasv on enamasti tingitud orgaanilisest ainest, mis on allohtoonne, bioloogiliselt kergesti lagunev ja autohtoonsest orgaanilisest ainest, mis satub järve punktreostusallikatest. Suure vetika- või taimemassi tõttu ei jõua valgus sügavamasse veekihtidesse ja see piirab edasist produktsiooni kasvu. Esineb ka tugevaid veeõitsenguid ja selle tõttu ka kalade suremisi, mis tähendab, et ökosüsteem on ebastabiilne. Kiiresti väheneva liigirikkuse tõttu, moodustuvad sageli monodominantsed kooslused. Hüpertroofsed järved paiknevad peamiselt Kõrg-Eestis, nt Otepää, Sakala ja Vooremaa kõrgustiku ürgorgudes, moreenkõrgendikel ja voortega külgnevates orgudes. Tavaliselt on järve naabruses põllumajandusmaastik või asulad. Vesi on rohekaskollast värvi ja vähese läbipaistvusega. Järvevee pH võib kesksuvel olla 9-10. Gaasirežiim on halb aasta ringi ja hapnikusisalduse ööpäevane kõikumine võib olla väga suur. Seda tuleb arvestada hapnikku mõõtes, et kellaajast sõltub veeproovi tulemus. Põhjaloomastik ja kalastik on halva gaasirežiimi tõttu vaesunud. Hüpertroofsel järvel esineb nii talviseid kui ka suviseid ummuksisse jäämisi. Suvine ummuksisse jäämine tekib hapnikupuudusest, mis on põhjustatud taimestiku suremise,  lagunemise ja selle surnud massi kihistumise tõttu. Ummuksisse jäämisel võib kaduda hapnik juba 2-3 meetri sügavusel ja hüplimnionis on sage vesiniksulfiidi esinemine. Järve toiteainete allikaks on õhureostus ja sissevoolud ning toiteainete vabanemine põhjasetetest tugevalt kihistunud järvede puhul. Liikide keskmine arv on märkimisväärselt suur (proovis 60-80 liiki); vaesunud liigiline koosseis hüpertrofeerumise tagajärel on vaid mõnes järves. Suure biomassiga järvedes annavad tooni sinivetikad, mõõduka biomassi korral rohevetikad, mis on väikeste mõõtmetega. Suurtaimestik on liigivaene pikaajalise ülitugeva toiteainetega rikastumise tõttu. Ainus hea lahendus hüpertroofse järve või paisjärve suure välise koormuse seisundi parandamiseks võib olla keemiline elustikutõrje, sest see on kiire toimega ja odav. Troofsus Oligotroofne järv Mesotroofne järv Eutroofne järv Hüpertroofne järv Järvalt, Ain; Järvekülg, Rein; Kisand, Anu; Mäemets, Helle; Ott, Ingmar; Panksep, Kristel; Pedusaar, Tiia; Tammert, Helen; Timm, Henn; Tuvikene, Arvo; Tuvikene, Lea; Tõnno, Ilmar; Vilbaste, Sirje (2020). Siseveekogud : õpik kõrgkoolidele. Pärnumaa: Eesti Loodusfoto. Lk 166–174. ISBN 9789949956883. "Low-intensity land use in grassland catchments: Effects on a large, oligotrophic lake". www.wikidata.org (inglise). Vaadatud 24. aprillil 2023. Kaevats, Ülo; Varrak, Toomas (1994). Eesti Entsüklopeedia nr 7 (EE 7) NÕUK-RAH. Tallinn: Eesti Entsüklopeediakirjastus. ISBN 5899000295. Vainjärv, Ando (2011). "Pinnaltpääste võimekusega komandode riskipõhine paiknemine" (PDF). Sisekaitseakadeemia (Thesis). Edinger, Gregory J. "Oligotrophic dimictic lake". New York Natural Heritage Program. New York Natural Heritage Program. Vaadatud 24. aprillil 2023. Pärnsalu, Pille-Riin (2014). "Kagu- ja Lõuna-Eesti pehmeveeliste väikejärvede kaldaõõtsikute taimkate ja selle klassifikatsioon" (PDF). Tartu Ülikool (Thesis). Masing, Viktor; Tooming, Heino; Reintam, Loit; Aruksaar, H.; Frey, T. (1979). Botaanika. 3. osa, Taimeökoloogia, taimegeograafia, geobotaanika : õpik kõrgkoolidele. Tallinn: Valgus. ISBN 9789949319442. Kaevats, Ülo; Naan, Gustav (1995). Eesti Entsüklopeedia nr 6 LÕUNA-NÕUD (2nd ed.). Tallinn: Valgus. ISBN 5-89900-003-1. Chapin, F. Stuart; Matson, P. A.; Vitousek, Peter Morrison; Chapin, Melissa C. (2011). Principles of terrestrial ecosystem ecology. P. A. Matson, Peter Morrison Vitousek, Melissa C. Chapin (2nd ed.). New York: Springer. ISBN 978-1-4419-9504-9. Moss, Brian (1983). "THE NORFOLK BROADLAND: EXPERIMENTS IN THE RESTORATION OF A COMPLEX WETLAND". Biological Reviews (inglise). 58 (4): 521–561. DOI:10.1111/j.1469-185X.1983.tb00399.x. ISSN 1464-7931. Breitburg, Denise; Levin, Lisa A.; Oschlies, Andreas; Grégoire, Marilaure; Chavez, Francisco P.; Conley, Daniel J.; Garçon, Véronique; Gilbert, Denis; Gutiérrez, Dimitri; Isensee, Kirsten; Jacinto, Gil S.; Limburg, Karin E.; Montes, Ivonne; Naqvi, S. W. A.; Pitcher, Grant C. (5. jaanuar 2018). "Declining oxygen in the global ocean and coastal waters". Science (inglise). 359 (6371): eaam7240. DOI:10.1126/science.aam7240. ISSN 0036-8075. "Eesti järved". Eesti entsüklopeedia. "Võrtsjärv". Avasta Võrtsjärv MTÜ. Naan, Gustav (1988). Eesti nõukogude entsüklopeedia 3. Film - issõ (2nd ed.). Tallinn: Valgus. ISBN 5-89900-003-1.