6. Klimatisko faktoru ietekme uz dzīvajiem organismiem

Baltijas jūras ekosistēmu ietekmē četri galvenie faktori to mijiedarbībā – ūdens temperatūra, sāļums, ūdens pH, skābekļa saturs un cilvēka darbības rezultātā radītā eitrofikācija – piesārņojums ar augu barības vielām. Klimata izmaiņas skar visu šo faktoru kompleksu. Baltijas jūra ir gandrīz pilnībā noslēgta; ūdens apmaiņa ar pasaules okeānu notiek caur šaurumiem Ēresundu, Lielo un Mazo Beltu. Jūrai ir raksturīga izteikta ūdens slāņu stratifikācija. Virsējā siltākā slāņa ūdeņi pa minētajiem šaurumiem plūst ārā no Baltijas jūras, bet tajā ieplūst sāļie, aukstie, ar skābekli bagātie ūdeņi no Ziemeļjūras. Šie ūdens slāņi praktiski nesajaucas un saglabā atšķirīgu temperatūru un sāļumu. Svaigo, ar skābekli bagāto ūdeņu ieplūšana caur šaurumiem no Ziemeļjūras tomēr notiek reti un neregulāri. Pēdējoreiz šāds notikums novērots 1993. gadā. Toties Baltijas jūrā pastāvīgi ieplūst liels daudzums saldūdeņu no Baltijas baseina upēm, kas nes sev līdzi gan duļķes gan augu barības vielas. Tāpēc veidojas izteikts sāļuma izmaiņu gradients no gandrīz saldūdens apstākļiem lielo upju grīvu tuvumā līdz dziļākā slāņa sāļajiem ūdeņiem 70–100 m dziļumā jūras centrālajā daļā. Šis slānis ir gandrīz nekustīgs, tas nesatur skābekli, tādēļ tur nav dzīvo organismu, kam skābeklis ir nepieciešams elpošanai. Tā kā Rīgas līča dziļums nepārsniedz 60 m, atšķirībā no daudzām citām Baltijas jūras daļām, tā ūdeņi tiek regulāri samaisīti visā ūdens staba dziļumā. Rīgas līcī ir novērojams sāļuma samazinājums. Pēdējo trīsdesmit gadu laikā ūdens sāļums samazinājies vidēji par vienu promili. Turpmākajos gados Baltijas reģionā tiek prognozēts nokrišņu daudzuma pieaugums, tāpēc attiecīgi palielināsies arī upju noteces apjoms. Ziemeļjūras ūdeņu ieplūšanas gadījumi kļūs vēl retāki, samazināsies ūdens virsējā slāņa temperatūra, sāļums samazināsies par 7–49%, bet dziļākajos slāņos saglabāsies stagnantie apstākļi. Tas būtiski ietekmēs Baltijas jūrā dzīvojošo sugu struktūru, ekoloģiskās barības ķēdes un organismu dzīves ciklus.

Sarežģītas mijiedarbības starp atmosfēru, sateces baseinu un jūru rada grūtības atšķirt antropogēnā faktora radītās izmaiņas, to skaitā jūras eitrofikāciju, no izmaiņām, ko radījušas pārmaiņas klimatā. Klimata ietekme uz jūras ekosistēmu var būt tieša un netieša. Tiešā ietekme izpaužas kā ūdens slāņu temperatūras, ķīmiskā sastāva, sāļuma un citu īpašību ietekme uz dzīvo organismu vielmaiņu, augšanu un attīstību, izdzīvotību un vairošanās spējām. Netiešā ietekme izpaužas caur biokopu struktūras izmaiņām, kad vienas sugas indivīdu skaita izmaiņas, kas notikušas, mainoties ūdens temperatūrai, ietekmē kādu citu sugu, kura ir trofiski saistīta ar pirmo.

Organisko vielu ienese ar upju ūdeņiem un sāļuma samazināšanās rada specifiskas izmaiņas mikroskopisko ūdens aļģu – fitoplanktona sugu struktūrā. Palielinoties ūdens duļķainībai, pasliktinās apgaismojums, un aļģēm ir traucēta fotosintēze. Šādos apstākļos fitoplanktonā virsroku gūst ciānbaktērijas, kas savairojoties izraisa ūdens „ziedēšanu” un atbrīvo citiem dzīvajiem organismiem toksiskus savienojumus. Sāļuma samazināšanās un fitoplanktona struktūras izmaiņas negatīvi ietekmē zooplanktonu – sīkus vēžveidīgos, kas barības ķēdē ir viens no galvenajiem fitoplanktona biomasas patērētājiem. Baltijas jūrā sastopamo ekonomiski nozīmīgāko zivju sugu, to skaitā mencas, brētliņu un reņģu, reakcija uz šīm izmaiņām ir atšķirīga. Organisko vielu un augu barības vielu, arī fosfora ienese ar saldūdeņiem, intensificē bakterioplanktona attīstību, kas piedalās šo organisko vielu noārdīšanā. Taču šajā procesā tiek patērēts daudz skābekļa un tā koncentrācija ūdenī samazinās. Mencām, kuru ikru attīstībai nepieciešams sāļāks ūdens ar augstu skābekļa saturu, veidojas attīstībai nepiemēroti apstākļi. Tādēļ to skaits samazinās. Ja šādos apstākļos tiek palielināta mencu nozveja, to populācija samazinās līdz kritiskam līmenim. Brētliņu ikru attīstībai, gluži otrādi, siltums ir labvēlīgs. Cita citai sekojošās siltās ziemas un mencu skaita samazināšanās, kurām brētliņas ir viens no barības objektiem, , izraisīja vairākkārtēju brētliņu populācijas skaita pieaugumu.

Reņģu sekmīgam nārstam svarīgas ir brūnaļģu – fikusu audzes, kas daudzviet Rīgas līča piekrastes ūdeņos veido plašas zemūdens pļavas. Prognozēts, ka reņģu populācija, paaugstinoties ūdens temperatūrai maijā, kad notiek šo zivju nārsts, palielināsies. Gan brētliņu gan reņģu galvenā barība ir zooplanktona vēžveidīgie, kuru skaita samazināšanās uzskatāma par negatīvu faktoru šo zivju populāciju attīstībā. Taču, kā rāda pētījumi, mencu skaita samazināšanās šajā gadījumā darbojas kā kompensējošs faktors brētliņu un reņģu populācijas skaitliskajās izmaiņās.

Baltijas jūru neapšaubāmi skars arī Pasaules okeānā novērojamā ūdens paskābināšanās problēma. Pēc viena no modeļu scenārijiem līdz 2100. gadam šis process Baltijas jūrā palielinās ūdens skābumu par 0,2–0,4 pH vienībām. Analizējot šo izmaiņu potenciālo ietekmi uz jūras ekosistēmu, jāņem vērā Baltijas jūras kā daļēji noslēgtas un saldūdeņu ienešu ietekmētas ūdenstilpes īpatnības. Piemēram, Kategata centrālajā daļā laika periodā no 1992. līdz 2007. gadam reģistrētās pH svārstības bija 8,06–8,42. Savukārt Baltijas jūras centrālajā daļā 8,02–8,70, kamēr saldūdeņu ietekmētajā Botnijas līcī pH svārstījās 7,40–8,37 robežās. Ūdens skābuma izmaiņām Baltijas jūrā raksturīgas arī sezonālas izmaiņas pat par 0,7 pH vienībām un diennakts fluktuācijas ±0,15 pH vienību robežās. Kaut arī līdz šim trūkst tiešu pētījumu par Baltijas jūrā mītošo organismu reakciju uz pH izmaiņām, pieejamie dati ļauj secināt, ka vairumam no jūras ekoloģisko barības ķēdi veidojošām fitoplanktona, zooplanktona, makrozoobentosa, kā arī zivju sugu – mencu un brētliņu – tolerances diapazoni attiecībā uz ūdens pH izmaiņām ir samērā plaši. Vienlaikus tomēr būtu jāņem vērā iespējamā pH izmaiņu mijiedarbība ar citiem vides faktoriem, kas praktiski līdz šim nav pētīta.

Dažādas ar jūru saistītas dzīvnieku sugas klimata izmaiņas ietekmē atšķirīgi. Piemēram, pogaino roņu populāciju negatīvi ietekmē ledus trūkums ziemā, jo roņu mātītes mazuļus dzemdē uz ledus. Klimatam pasiltinoties, ūdens temperatūra salīdzinājumā ar 20. gs. sākumu jūrā cēlusies par 0,5 °C. 1942. gadā viss Rīgas līcis un lielākā daļa Baltijas jūras bijusi klāta ar ledu. Pēdējos gadu desmitos ledus sega nav izveidojusies, tikai dažās ziemās ledus pārklāja Rīgas līci.

Klimata izmaiņu radītās problēmas ir arī ūdens līmeņa paaugstināšanās Baltijas jūrā. Tas katru gadu pieaug vidēji par diviem milimetriem.