Pētījums: klimata pārmaiņas ietekmē gruntsūdens resursu sezonalitāti Latvijā, bet izsīkšana tiem pagaidām nedraud

Klimats mainās. Arī Latvijā vasarās arvien biežāk novērojam karstuma viļņus, kad gaisa temparatūra pat naktī ir virs 20°C, pēcpusdienās pat pārsniedzot 30°C. Laikapstākļi ir kļuvuši nepastāvīgāki, arī ziemā,  kad dažos gados noturīga sega Latvijas teritorijā nav izveidojusies. Pavisam nesen, 2020. gadā, Latvijas rietumu piekrastē ziema faktiski neiestājās – Rucavā un Liepājā sniega sega biezāka par 1 centimetru fiksēta attiecīgi 4 un 3 stundas. Šīs kalendārās ziemas vidējā gaisa temperatūra bija par 5.7°C augstāka kā klimatiskā norma (vidēji periodā no 1981 līdz 2010. gadam). Mainās arī nokrišņu režīms, kam ir būtiska nozīme uz kopējo ūdens aprites ciklu.

Dabā ūdens atrodas nemitīgā kustībā, ko sauc par ūdens aprites ciklu. Mērenā klimata un līdzenumu apstākļos kā Latvijā nokrišņu ūdens pārsvarā iesūcas augsnē. Savukārt augsnē ūdens ceļi sazarojas. Ievērojamu, iespējams, pat lielāko ūdens daļu, kas nonāk augsnē, ar saknēm uzņem augi un tālāk tas atgriežas atmosfērā, iztvaikojot caur augu lapām. Šo parādību sauc par transpirāciju. Cita augsnes ūdens daļa dažu stundu, dienu vai nedēļu laikā atgriežas virszemē, izplūstot mazos strautiņos, upītēs vai meliorācijas sistēmā – drenās un grāvjos. Visbeidzot samērā neliela augsnes ūdens daļa nonāk gruntsūdeņos un pēc tam dziļākos pazemes ūdens nesējslāņos – porās starp smilšakmeņu smilts graudiņiem un dolomītu plaisās. Šis pazemes ūdens virszemē atkal atgriežas pēc vairākiem gadiem, gadu desmitiem vai pat simtiem un tūkstošiem gadu. Jāatzīmē, ka tieši šis ir ūdens avots, ko visbiežāk Latvijā izmantojam ūdens apgādes sistēmās.

Klimata pārmaiņas ietekmē visus ūdens aprites cikla elementus, tomēr, jo dziļāk ieguļ pazemes ūdens nesējslānis, jo ilgāks laiks paiet, kamēr nokrišņu ūdeņi to sasniedz. Attiecīgi dziļi iegulošie pazemes ūdeņi uz klimata pārmaiņām reaģē lēnāk, bet sekas ir ilgstošākas.

Savukārt sekli iegulošo gruntsūdeņu līmeņa svārstības, ko visbiežāk varam novērot kā ūdeni akās, samērā precīzi atspoguļo klimatisko ūdens bilanci 7 līdz 11 mēnešu periodā. Klimatiskā ūdens bilance ir starpība starp mēneša nokrišņu daudzumu un mēneša potenciālo iztvaikošanas apjomu. Tātad pēc īpaši sausas vasaras ir sagaidāms, ka arī nākamajā pavasarī akā būs mazāk ūdens kā parasti. LU Ģeoloģisko procesu izpētes un modelēšanas centra veiktajā pētījumā ir konstatēs, ka kopš 1989. gada gruntsūdens līmenis Baltijas reģionā ir bijis zemāks kā parasti dotajā sezonā no 1992.–1994., 1996.–1997., 2002.–2004. un 2005.–2007. gadam. Pie tam 2018. un 2019. gadā visa Eiropa un arī Latvija piedzīvoja nepieredzētu sausuma periodu, kas būtiski ietekmēja arī gruntsūdeņus.

Kā gruntsūdens režīms saistās ar novērotajām klimata pārmaiņām? Daudzos pētījumos pasaulē un Latvijā ir viennozīmīgi pierādīts, ka gan ziemā, gan vasarā gaisa temperatūra paaugstinās. Siltāks vai pat karstāks laiks nozīmē lielāku iztvaikošanu, tātad – mazāk ūdens augsnē un gruntsūdeņos. Savukārt pētījumu rezultāti par nokrišņu daudzuma izmaiņām nav viennozīmīgi. Nokrišņu daudzuma pieauguma (vai samazināšanās) tendences ir neskaidras. Klimata projekciju un gruntsūdens datu analīze norāda uz to, ka nākotnē gruntsūdens un pazemes ūdens resursiem Latvijā nedraud izsīkšana. Siltākas ziemas, kurās atkārtoti veidojas un nokūst sniega sega, veicinās gruntsūdeņu papildināšanos aukstajā periodā. Tomēr karstas vasaras ar nepastāvīgu nokrišņu režīmu nozīmē ne tikai ekstrēma sausuma risku, kas ietekmē lauksaimniecību un mežsaimniecību, bet arī epizodisku gruntsūdens resursu samazināšanos kā tas tika novērots 2018. un 2019. gadā.

Klimata pārmaiņu ietekmes, to intensitāte ir atšķirīga gan dažādos pasaules reģionos, gan to ietekmē lokālie parametri. LU Ģeoloģisko procesu izpētes un modelēšanas centra vadošais pētnieks pēcdoktorantūras projekta ietvaros Andis Kalvāns (vienošanās nr. 1.1.1.2/VIAA/3/19/524) veica lauka un modelēšanas pētījumus par klimata pārmaiņu ietekmi uz slapjo melnalkšņu mežu (slapjaiņu) augsnes gruntsūdens režīmu un koku gadskārtu pieaugumu divās pilotteritorijās Latvijā divu gadu garumā. Lauka pētījumu dati iezīmē tendenci, ka lielākais koksnes pieaugums saistās ar agrajiem pavasariem – silts pavasaris nozīmē agrāku augšanas sezonas sākumu un optimāla augsnes ūdens režīma veidošanos. Pētījumā aplūkotā meža nogabala ar smilšainu augsni reakcija uz meteoroloģiskajiem apstākļiem bija būtiski atšķirīga no meža uz mālainas augsnes. Smilts augsnes gadījumā ūdens režīmā būtisku lomu spēlēja gruntsūdens papildināšanās no lielākā areāla, savukārt mālainās augsnes gadījumā dominējošā loma bija mikroklimata un meža ekosistēmas mijiedarbībai. Pētījumā veiktais eksperimentālais pētījums, audzējot saldās kukurūzas stādus atšķirīgos augsnes ūdens režīma apstākļos pierādīja, ka mainīga mitruma režīma augšanas apstākļos izšķirošā loma ir sakņu sistēmas spējai pielāgoties jaunajai situācijai.