Eesti maismaast hõlmavad sood ligikaudu viiendiku. Soid on väga intensiivselt kasutatud: umbes 70% on kuivendusest mõjutatud. Kuivendades katkeb turba ladestumine, sealhulgas süsiniku talletamine. Nõnda on turbaaladest saanud hoopis süsinikuheite allikas.

Maailma sood katavad maismaast umbkaudu 3% (4 miljonit km2) ja nendes on talletunud hinnanguliselt 550 x 109 t süsinikku. See on kolmandik muldades sisalduvast süsinikust ja pool atmosfääri süsinikust. Samas eraldub kuivendusega kaasneval turba oksüdeerumisel atmosfääri 887 x 106 t CO2 aastas. Sellest 4% Euroopa soodest, ent kogunisti 58% ühest piirkonnast – Indoneesiast [7]. Eelkõige on Indoneesia hiigelsuured emissioonid põhjustatud kuivendusest ja metsaraiest ning kaasnevatest põlengutest. Suuri põlengukoldeid on meile lähemalgi: tänavu suvel põlesid Venemaa lääneosas ka kuivendatud sood, sh. mahajäetud turbakaevandamisalad. Ehkki uudised kajastavad toimuvat suuresti metsapõlengutena, annab olulise osa tulekahjudest lähtuvast õhureostusest kuivendatud turbaalade pinnase põlemine.
Seega on rikutud turbaaladel esmatähtis taastada looduslik veereþiim ja turba, sh. süsiniku ladestumine. Eestis on endistes rabades ja siirdesoodes asuvate kaevandatud alade suurus pindalalt küll väike, kuid nende roll kasvuhoonegaaside heites on märkimisväärne. Eesti geoloogiakeskuses tehtud mahajäetud turbakaevandamisalade revisjoni esialgsete tulemuste järgi on mahajäetud ja tegutsevate freesväljade pindala vastavalt 9371 ja 19 574 ha [8].
Aastail 2009–2010 inventeeritakse Eestimaa looduse fondi eestvõttel kõigi Eesti soode seisundit. 13 000 väliinventuuri hõlmav töö võimaldab saada täieliku ülevaate nende geobotaanilisest seisundist ning üksiti kuivenduse mõjudest Eesti soodele ja ka kasvuhoonegaaside bilansist.

Taastamiskatsed Eesti märgaladel. Kaks kolmandikku Eesti soodest on kuivendatud ning paljudel aladel on kaevandamine nüüdseks lõppenud. Nii tuleb hakata otsima lahendusi, mil moel neid alasid taastada või kasutada. Ühtlasi on asutud tähelepanelikumalt uurima soode taastamisega kaasnevaid protsesse.
Tänavu suvel hakkas Tartu ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituudi geograafia osakonna töörühm kasvuhoonegaaside emissioone mõõtma kolmel kaevandamisest välja jäänud turbaalal. Ühel neist, Lavassaares paikneval uurimisalal, alustati energiakultuuri kasvatamise katset: ammendunud turbakaevandusalale külvati päideroogu (Phalaris arundinacea). Katse võimaldab hinnata, milline on kasvuhoonegaaside heide juhul, kui enne märgala taastamist kasutatakse turbaalasid energiakultuuride kasvualana.
Teised kaks taastamisala paiknevad Seli ja Ohtu rabas, kus emissioonide mõõtmise kõrval uuritakse Tallinna ülikooli teadlaste eestvõttel ka koosluse muutusi ajas. Üksiti proovitakse neil aladel veetaseme tõstmise ja turbasammalde külvamise abil taastada märgala kuivenduseelsed tingimused.
Ka Kuresoo raba loodusliku veereþiimi taastamine annab hea võimaluse hinnata kasvuhoonegaaside heite muutusi. Kunagine ligi 70 hektari suurune kuivendusobjekt asub soolaama kaguservas. 2007. aastal koostatud taastamiskava järgi hakatakse 2011. aasta alguses riigi metsamajandamise keskuse eestvedamisel ala taastama. Teadmaks, milline on taastamistööde mõju kasvuhoonegaaside heitele, alustati 2008. aasta sügisel mõõtmisi nii Kuresoo kuivendatud kui ka kuivendamata alal.

Kasvuhoonegaasid soodest. Turbaalad mõjutavad kliimat globaalselt. Sood seovad CO2 ning vabastavad atmosfääri CH4 ja vähesel määral N2O [4]. Soode kuivendamine võib kaasa tuua olulisi muutusi soode kasvuhoonegaaside bilansis: eelkõige väheneb ökosüsteemi võime siduda CO2, mistõttu võib soost saada süsiniku talletaja asemel süsiniku allikas.
Süsinikdioksiid (CO2). Loodusliku sooökosüsteemi tähtsaim talituslik iseärasus on turba teke ja ladestumine [6]: atmosfäärist seotakse fotosünteesi kaudu CO2 ja süsinik ladestub anaeroobses turbakihis – katotelmis. Samas eraldub ökosüsteemi elutegevuse kaudu olulisel määral CO2 atmosfääri tagasi. Tähtsamad protsessid on taimede hingamine (elavate taimede, tüvede ja juurte kaudu eralduv CO2) ja mulla hingamine (CO2, mis eraldub eluta orgaanilise aine lagundamisel mikroobide toimel). CO2 teke võib suureneda ka pinnasepõlengu tõttu.
Metaan (CH4). Märgalad on metaani suurimad looduslikud allikad, sealt lendub umbkaudu 20% koguemissioonist [5]. Metaan tekib ja seda tarbitakse pinnases toimuva mikroobse tegevuse tagajärjel. Anaeroobses pinnasekihis ehk katotelmis tekib metaan arhede (Archaea) elutegevuse tulemusena − see on viimane etapp orgaanilise ainese mineraliseerumisel. Tekkinud metaan vabaneb atmosfääri difusiooni, pulbitsemise (gaasimullidena) või soontaimede õhkkoe kaudu [10]. Kuid atmosfääri ei vabane kogu tekkinud metaan: osa sellest kasutavad ära metaani oksüdeerivad bakterid metanotroofid, kes paiknevad nii anaeroobse ja hapnikurikka lasundi kokkupuutekihis kui ka turbasammalde kudedes.
Dilämmastikoksiid (N2O). Naerugaasi emissioon oleneb eelkõige vajalike toitainete – nitraatide kättesaadavusest. Seetõttu on toitainevaestes rabades N2O teke väiksem, ent toitainerikkamatel (sh. madalsoodes) või kuivendatud aladel suurem [4]. N2O (ja N2) tekivad pinnases nitrifitseerimis-denitrifitseerumisprotsessis osalevate bakterite elutegevuse tulemusel [3]. Looduslikel turbamaadel on täheldatud ka mõningast N2O sidumist.

Kasvuhoonegaaside bilanss Eesti siirdesoodes ja rabades. Kirjandusest kogutud andmete ja nende analüüsi [9] põhjal on CO2, CH4 ja N2O gaaside koguheide Eesti siirdesoodest ja rabadest 278 000 – 1 056 000 tonni CO2 ekvivalenti aastas. Nõnda suur varieeruvus eri uurimistulemuste vahel on tingitud paljudest näitajatest, sh. veereþiim konkreetsel uurimisalal, ilmastikuolud jne. Kuivendatud aladelt lähtuv emissioon on 419 000 – 676 000 CO2 ekvivalenti, kuivendamata ja/või kuivendussüsteemide andmebaasides mitte arvel olevatelt aladelt aga 141 000 – 380 000 CO2 ekvivalenti.
Siirdesoode ja rabade pindala kindlakstegemisel kasutati CORINE Land Cover projekti raames koostatud kogu Eestit hõlmavat digitaalset maakatte andmebaasi (1997; mõõtkava 1 : 100 000), Tartu ülikooli geograafia osakonna paigastike kaarte (mõõtkava 1 : 100 000) ja põllumajandusministeeriumi hallatavat kuivenduskihtide kaarti (2007; mõõtkava 1 : 10 000). Nende lähtematerjalide põhjal hinnati siirdesoode ja rabade, sh. kuivendatud alade suurust (¤ 1) ja nende olukorda.
Hinnanguliselt on Eestis rabade ja siirdesoode kuivendamise tagajärjel kasvuhoonegaaside CO2, CH4 ja N2O koguheide CO2 ekvivalentidesse ümberarvutatuna 2,3–2,7 korda suurem kui juhul, mil siinsed rabad ja siirdesood oleksid endiselt looduslikus olekus. Need näidud kinnitavad ka Mati Ilometsa arvamust, et kuna suur osa Eesti rabadest on kuivendatud, on nende roll CO2 ladestajana vahetunud CO2 emiteerija rolliga [2].

Uus uurimistöö Eesti märgaladel. 2008. aastal alustas Tartu ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituudi geograafia osakonna töörühm kasvuhoonegaaside CO2, CH4 ja N2O mõõtmisi kuivendatud ja looduslikel aladel ning aktiivsetel ja kasutusest välja jäänud turbakaevandamisaladel. Eesmärk on hinnata kohalikel mõõtmisandmetel põhinevat kasvuhoonegaaside heidet Eesti soodes ja turbakaevandusaladel. Uurimisalad paiknevad kolmes piirkonnas: Ida-Virumaal (Kasesoo, Oru turbaväli Puhatu soos ja Hiiesoo), Soomaa rahvuspargis (Kuresoo ja Valgeraba) ning Tartumaal (Sangla soos). Alad on valitud soode eri kasutusviiside ja neist tulenenud muutuste järgi ning rühmitatud: looduslikud ja/või kuivendatud alad (Soomaal ja Kasesoos), turbakaevandused ja mahajäetud turbakaevandusalad (Ida-Virumaal) ning kaevandusalade kuivendusest mõjutatud ala (Sangla soo).

Gaasiemissioone mõõdetakse suletud kambri meetodil. Proovide kogumiseks kasutatakse valgeid (vältimaks temperatuuri tõusu proovi kogumisel) ja läbipaistmatuid (vältimaks fotosünteesi) 65,5-liitriseid, umbes 50 cm diameetri ja kõrgusega PVC-kambreid. Mõõtmisel asetatakse kambrid varem maapinda paigaldatud, tasakaalustatud ja veega täidetud 0,2 m2 pindalaga rõngastele (¤ 2).
Proovid kogutakse kõikidelt uurimisaladelt viielt rõngalt enne õhust tühjendatud 100 ml klaaspudelitesse ühe tunni jooksul 30-minutilise intervalliga, s.t. kokku 15 proovi: igalt rõngalt kolm. Mõõtmisi tehakse kord kuus.
Gaasiproovid analüüsitakse TÜ geograafia osakonna laboris Shimadzu GC-2014 gaaskromatograafi süsteemi alusel (¤ 3). Gaaside voog (µg või mg m-2 h-1) pinna- ja ajaühiku kohta arvutatakse välja ühetunnise gaaside sisalduse muutuse järgi kambris (¤ 4).
Proovivõtukohas mõõdetakse ka põhjaveetaset ja pinnase temperatuuri (0, 10, 20 ja 30 cm sügavusel). Igalt turbatootmisalal ja mahajäetud turbaväljal asuvalt proovialalt võetakse lisaks kaks korda aastas samadelt sügavustelt pinnaseproov ning tehakse selle keemiline ja mineraloogiline analüüs. Tartu keskkonnauuringute laboris tehakse neli korda aastas igale proovialale paigaldatud lüsimeetritest kogutavate veeproovide järgi kindlaks süsiniku-, lämmastiku- ja fosforisisaldus. Välitingimustes mõõdetakse veeproovide põhjal ka pH, redokspotentsiaal ja hapnikusisaldus.

CO2-heite mõõtmistulemuste põhjal võib väita, et kõige enam eraldub süsinikku atmosfääri mahajäetud turbatootmisaladelt ja kaevandamisalade kuivendusest mõjutatud alalt (¤ 5). Mõõtmisandmed ei kinnita teiste, varasemate uurimistööde tulemusi, mille kohaselt on CO2- emissioon kõige suurem eelkõige metsakuivendusest mõjutatud aladelt, võrrelduna looduslike alade sama näitajaga [9]. Arvatavasti erinevad Eestis saadud andmed teistest seetõttu, mõõtmisperioodil oli kuivendatud alade veetase suhteliselt kõrge ning ühtlasi võis kuivendus avaldada toimet looduslikele aladele.
Aktiivsetel, taimestikuta turbakaevandamise aladel on CO2 lendumine mõõtmisandmete põhjal väiksem. Põhjus võib olla selles, et seal puudub värske varis, mis hoogustaks mikroobide tegevust orgaanilise aine lagundamisel. Loodusaladel on aga gaasiteke suurem, sest pinnase pealmises kihis leidub olulisel määral labiilset süsinikku, tagades värske varise olemasolu. Kaevandusväljadel enamasti taimi ei kasva ja mahajäetud kaevandusaladel on taimestik üldjuhul hõre. Samuti on neil aladel pealmine turbakiht eemaldatud, mistõttu moodustab pinnase ülemise kihi turvas, mis on lagunemisele vastupidavam ja kehvema substraadiga. Samas loovad madal pinnaseveetase ja aeroobsed tingimused soodsa keskkonna mikroobidele orgaanilise aine lagundamiseks.
Nii teiste teadlaste kui ka nüüdse uurimistöö tulemused kinnitavad, et CO2 vood olenevad pinnasetemperatuurist. Kõrgem temperatuur loob paremad tingimused lagundavatele mikroorganismidele ja kiirendab keemilisi reaktsioone, mis omakorda suurendavad gaasiteket.
Mõõtmistulemused kinnitavad ka gaasiheite aastaajalisi muutusi. Emissioonid suurenevad aprillis ja mais – vegetatsiooniperioodi alguses, kui sood vabanevad lume ja jääkatte alt. Kuna lumi hoiab temperatuuri turbalasundis külmumispunktist soojemana, lagundavad mikroobid orgaanilist ainet pinnases ka talvel. Sel ajal vabaneb CO2 difusiooni abil heterotroofse hingamise tulemusel.
Eri kasvukohatüüpide ja mõjutatud alade süsinikubilansi hindamisel tuleb arvestada ka fotosünteesi käigus seotava CO2-C osakaaluga, mida selle uurimuse raames ei mõõdetud. Eri uurimistööde analüüsi põhjal võib väita, et looduslike alade keskmine CO2-C lendumine võrdub ligilähedaselt süsiniku sidumise määraga rabades. Seevastu taimestikuta turbakaevandusaladel on süsiniku sidumine lakanud ja nende alade süsinikubilanss atmosfääri suhtes on negatiivne. Süsinikubilansi hindamine kuivenduse tõttu metsastatud või metsastunud aladel nõuab lisaanalüüsi, muu hulgas puidutarvituse kohta.

Metaaniheite määr oleneb veetasemest ja selle muutustest tulenevalt või kuivematest ja soojematest ilmastikuoludest. Mõõtmistulemused kinnitasid, et turbakaevandamise tarbeks kuivendatud aladel on metaanivood väiksemad kui teistel aladel (¤ 6). Turbakaevandusaladel ja mahajäetud turbaväljadel oli veetase tunduvalt madalam kui kuivendatud ja looduslikel aladel. Seevastu täheldati väikseid erinevusi metaani emissioonis teiste kuivendatud alade ja looduslike soode vahel.
Samas registreeriti mõlemal kuivendatud alal Soomaal – kaevandusalal ja mahajäetud kaevandusalal – looduslikuma alaga võrreldes suuremad vood. See on tõenäoliselt tingitud taimestiku rollist: mida rohkem soontaimi, seda suurem on metaani koguheide, sest juurestiku ja varise tekkimisel satub suurem kogus orgaanilist ainest katotelmi. Suureneb ka taimede õhkkoe kaudu tekkiva gaasi transport katotelmist akrotelmi (turbakihi aeroobne osa) [1]. Ka mõõtmisaladel võeti proovid paigust, kus kasvas soontaimi, eelkõige villpead (perekond Eriophorum).
Aastaajati registreeriti väiksemad vood jaanuarist aprillini, kui pinnas oli enamasti külmunud, mis omakorda võis takistada metaani liikumist pinnasest õhkkonda. Samas näitavad eri uuringud, et metaani tekib aasta ringi, sellest vegetatsioonivälisel perioodil 15–22% [5]. Heide suureneb tunduvalt aprillis, kui pinnas hakkab sulama.
Uurimistöö ei käsitlenud võimalikke CH4-C voogusid kuivenduskraavidest. Kuivenduskraavid hõlmavad suure osa kaevandusalade pindalast ning just neid kraave on mitmeski uurimuses peetud kasvuhoonegaaside, eelkõige metaani „kuumadeks punktideks”.

N2O-heide on mõõtmisaladel väike, kuid teistest eristuvad turbakaevandusalad ja kaevandusalade kuivendusest mõjutatud ala (Sangla soo; (¤ 7). Suurema emissiooni põhjustab veetaseme alandamisega kaasnenud orgaanilise ainese kiirem lagunemine ning N2O tekkeks vajalike lämmastikuühendite sisalduse kasv ja kiirenev nitrifikatsioon-denitrifikatsioon. Turbakaevandusaladel pole taimestikku, mis konkureeriks mikroobidega ja seetõttu on nende tegevuse tagajärjel vabanev N2O-heide suurem kui looduslike alade oma. Eestis saadud tulemused ühtivad mitmete teiste mõõtmistulemustega: kuivendatud aladel on N2O emissioon suurem kui loodusaladel.
Looduslikel ja kuivendatud mõõtmisaladel registreeriti ka N2O sidumist. Seda asjaolu on toodud esile ka teistes uurimustes.

Tähelepanu mahajäetud kaevandusaladele. Senise aastase mõõtmisperioodi keskmistatud tulemused näitavad, et kõigil uurimisaladel oli valdav kasvuhoonegaaside heide, kuid üksikutel kuudel registreeriti ka gaaside sidumist (negatiivset voogu). Talvekuudel olid CO2- ja CH4-vood väikesed või nullilähedased ning suurenesid alates aprillist lume ja pinnase sulades. N2O-heide oli suurim aktiivsetelt kaevandusaladelt ja turba kaevandamisest tugevasti mõjutatud alalt. Suurim CO2-voog mõõdeti kasutusest välja jäänud turbatootmisaladelt ja kaevandusalade kuivendusest mõjutatud alalt. CH4-vood olid suuremad kõrge veetasemega looduslikel ja kuivendatud aladel ning väiksemad muudetud veereþiimiga turbakaevandusaladel. N2O-heide on nii looduslikelt kui ka kuivendatud rabadest ja siirdesoodest väikese osakaaluga võrreldes CO2- ja CH4-voogudega.
Kõige enam kasvuhoonegaase lendub mahajäetud turbakaevandusaladelt. Hinnanguliselt võivad ligikaudu 10 000 hektarit mahajäetud turbatootmisalasid anda ligikaudu 0,2 miljonit tonni CO2 ekvivalenti aastas, samavõrra annavad lisa aktiivselt kaevandatavad turbaalad (¤ 8). Seetõttu tuleks mahajäetud kaevandusaladel turvas lõpuni kaevandada või taastada neid alasid viisil, mis vähendaks gaaside heidet õhku. Üks võimalusi võib olla energiakultuuride kasvatamine, kuid nende süsinikubilansi hindamiseks vajalikke mõõtmisandmeid alles kogutakse.
Looduslikelt ja kuivendatud aladelt lähtuvad gaasivood on mõõtmisandmete põhjal suhteliselt võrdsed. Selleks, et hinnata uurimisalade kasvuhoonegaasi bilanssi, tuleb siiski koguda lisaandmeid puidu juurdekasvu ja taimestiku hingamise osatähtsuse kohta uuritavatel aladel ning samalaadsetes ökosüsteemides. Kirjandusest saadud andmed taimestiku poolt seotava süsiniku kohta lubavad siiski järeldada, et süsinikubilanss looduslikus olekus siirdesoodes ja rabades on pigem tasakaalus.

Uurimistöö on tehtud EV haridus- ja teadusministeeriumi rahastatava teema SF0180127s08 (2008–2013), EFT uurimistoetuse nr. 7527, Norra ja EEA finantsmehhanismiga rahastatava projekti (2007–2011) ning ASi Tootsi Turvas ja Vapo OY rahastatava projekti „Kasvuhoonegaaside mõõtmine Puhatu, Kasesoo ja Hiiesoo (Ida-Virumaa) turbatootmisväljadelt (2008–2009)” abil. Uurimisrühm tänab abi eest kõiki kaasaaitajaid: ASi Tootsi Turvas, keskkonnaametit, Tartu ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituudi geograafia osakonda, Eestimaa looduse fondi.

1. Frenzel Peter; Karofeld, Edgar 2000. CH4 emission from a hollow-ridge complex in a raised bog: the role of CH4 production and oxidation. – Biogeochemistry 51: 91–112.
2. Ilomets, Mati 2005. Turba juurdekasv Eesti soodes. Tallinna ülikool, ökoloogia instituut.
3. Mander, Ülo; Lõhmus, Krista 2003. Kasvuhoonegaaside emissioonist globaalsel, regionaalsel ja lokaalsel tasandil. – Looduskaitsealaseid töid VII. Tartu üliõpilaste looduskaitsering. Tartu: 35–44.
4. Minkkinen, Kari et al. 2002. Carbon balance and radiative forcing of Finnish peatlands 1900−2100 – the impact of forestry drainage. − Global Change Biology 8: 785–799.
5. Nilsson, Mats et al. 2001. Methane emission from Swedish mires: National and regional budgets and dependence on mire vegetation. – Journal of Geophysical Research 106 (D18): 20847–20860.
6. Paal, Jaanus et al. 1999: Eesti märgalade inventeerimine 1997. a. Projekti „Eesti märgalade kaitse ja majandamise strateegia” aruanne. Eesti Loodusfoto, Tartu.
7. Page, Susan E. et al. 2002. The amount of carbon released from peat and forest fires in Indonesia during 1997. − Nature 420: 61−65.
8. Ramst, Rein; Orru, Mall 2009. Eesti mahajäetud turbatootmisalade taastaimestumine. − Eesti Põlevloodusvarad ja -jäätmed 1–2: 6–7.
9. Salm, Jüri-Ott et al. 2009. Global warming potential of drained and undrained peatlands in Estonia: a synthesis”. – Wetlands 29 (4): 1081–1092.
10. Strack, Maria et al. 2003. Methane storage and emissions at a natural and drained fen in central Quebec. – Proceedings of the International Conference on Ecohydrological Processes in Northern Wetlands. Tallinn: 227–232.


Jüri-Ott Salm (1976) on Tartu ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituudi geograafia osakonna doktorant, Eestimaa looduse fondi juhatuse esimees.
Kaido Soosaar (1981) on Tartu ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituudi geograafia osakonna doktorant ja erakorraline teadur.
Martin Maddison (1981) töötab Tartu ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituudi geograafia osakonnas teadurina.
Sille Tammik (1986) on Tartu ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituudi geograafia osakonna magistrant.
Ülo Mander (1954) on loodusgeograafia ja maastikuökoloogia korraline professor ning Tartu ülikooli ökoloogia ja maateaduste instituudi geograafia osakonna juhataja.