Podstawowa produkcja

Fitoplankton pozyskuje energię poprzez fotosyntezę i produkuje biomasę

W ekologii termin produkcja pierwotna odnosi się do produkcji biomasy przez producentów , tj. Roślin , alg , cyjanobakterii i innych bakterii autotroficznych , przy wykorzystaniu światła lub energii chemicznej z substancji nieorganicznych . Dyscyplina ekologii zajmująca się produkcją biologiczną nazywa się biologią produkcji .

Produkcja pierwotna jest częściowo produkcją brutto ponownie przeznaczoną do oddychania podmiotu ( stosowane oddychanie ), pozostawiając pierwotną produkcję netto, która jest wykorzystywana do wzrostu i namnażania pozostałości Phytomasse (patrz U.). Około 1% promieniowania słonecznego docierającego do ziemi jest przekształcane w biomasę. Produkcja pierwotna stanowi podstawę obiegu węgla organicznego .

W Oceanologii i limnologii , głównym produkcji jest produkcja z fitoplanktonu w oceanie i świeżej wody, która dostać swoją energię poprzez fotosyntezę , używając składników odżywczych . Te małe zielone komórki są z kolei konsumowane przez heterotroficznych konsumentów pierwszego rzędu, małe zwierzęta, takie jak orzęski , widłonogi i kryl . Produkcja pierwotna jest podstawą wszelkiego życia w środowisku pelagicznym , tj. H. odległy obszar oceanów.

Na dnie morskim benthal morski , np. U Black Smokers na grzbiecie śródoceanicznym , ma swój własny ekosystem, którego podstawą nie jest fotosynteza, ale chemosynteza , czyli wytwarzanie energii poprzez rozkład związków nieorganicznych, takich jak siarkowodór . Tam energia geotermalna jest ostatecznie źródłem wszystkich procesów życiowych, podczas gdy w procesie fotosyntezy jest to energia słońca.

W lądowych ekosystemów , produkcja pierwotna odbywa się za pomocą fotosyntezy przez rośliny , na przykład drzewa w tym lesie . Pierwotna produkcja poprzez chemosyntezę ( chemotrofię ) nie odgrywa tutaj roli.

Produktywność mierzy się w gramach suchej masy na metr kwadratowy rocznie. Największa produkcja podstawowa ma miejsce w Morzu Wattowym i lasach tropikalnych .

Podstawowa produkcja jest w dużej mierze przekształcana z powrotem w substancje nieorganiczne przez konsumentów i niszczycieli . Nadwyżka tworzy torf i szlam wodny, z którego w okresach geologicznych powstają węgiel i ropa naftowa .

Produkcja podstawowa brutto i produkcja podstawowa netto

Jako produkcja pierwotna brutto (ang. Gross primary production ) odnosi się do całkowitej ilości węgla w ekosystemie autotroficznych organizmów stałych. Zależy to od klimatu, który z kolei ma wpływ na tempo fotosyntezy i wskaźnik powierzchni liści . Energię przekształconą w procesie fotosyntezy można wdychać ( oddychanie ) lub wykorzystać do wzrostu rośliny .

Jeśli odejmie się oddychanie organizmów autotroficznych od produkcji pierwotnej brutto, otrzymamy produkcję pierwotną netto (NPP). Reprezentuje całą biomasę uzyskaną z roślin w procesie fotosyntezy. Biomasa ta stanowi również magazyn węgla w obiegu węgla, który w roślinie jest wykorzystywany w różny sposób i inaczej w różnych tkankach, aby lepiej dostosować się do warunków środowiskowych. Na przykład na obszarach ubogich w składniki odżywcze następuje zwiększona alokacja węgla w korzeniach.

Produkcja podstawowa netto jest ważną funkcją ekosystemu . Ponadto jest najbardziej podstawowym źródłem energii dla organizmów heterotroficznych i jest silnie powiązany z obiegiem węgla.

Metody pomiaru

Dokładny pomiar elektrowni jądrowej nie jest z natury możliwy. Ale opracowano metody, które mogą dać dobre szacunki. Pierwotną produkcję netto można oszacować, mierząc wzrost biomasy. Jednak metoda ta nie jest zbyt precyzyjna i jest niepraktyczna, zwłaszcza w przypadku dużych i bardzo zróżnicowanych ekosystemów. Stosuje się tam głównie pomiar stężenia chlorofilu. Chlorofil ma charakterystyczny podpis widmowy, który jest odbierany przez satelity. Pochłania światło w czerwonym i niebieskim zakresie widmowym i odbija promieniowanie podczerwone silniej niż woda czy sucha gleba. Następnie można oszacować tę wartość. Trzecią możliwością jest pomiar produkcji pierwotnej brutto i oddychania, które można określić za pomocą zmienionego stężenia CO ₂ w układzie zamkniętym.

Obliczenie produkcji pierwotnej netto opiera się na współczynniku asymilacji netto (NAR), wskaźniku powierzchni liści (LAI) i okresie produkcji (t): NPP = NAR * LAI * t

Indywidualne dowody

1. ^ P. Sitte, H. Ziegler, F. Ehrendorfer, A. Bresinsky: Podręcznik botaniki na uniwersytetach. Założona przez E. Strasburgera. Edycja 33. Verlag G. Fischer, Stuttgart 1991, ISBN 3-437-20447-5 .
2. ↑ W aktualnym wydaniu Strasburgers (wydanie 37) nie można już znaleźć tych informacji. Rozważana jest obecnie znacznie inna skala - liść zamiast globalnej biosfery. Tam obecnie mówi się, że liść może wykorzystać maksymalnie 1–2% aktywnego fotosyntetycznie promieniowania do wiązania energii fotochemicznej (patrz str. 761).
3. ^ DM Sigman, poseł Hain: Biologiczna produktywność oceanu . (PDF) W: Wiedza o edukacji przyrodniczej . 3, nr 6, 2012, s.1-16. Pobrano 1 czerwca 2015 r. „Produkcja pierwotna brutto” (GPP) odnosi się do całkowitej szybkości produkcji węgla organicznego przez autotrofy, natomiast „oddychanie” odnosi się do energochłonnego utleniania węgla organicznego z powrotem do dwutlenku węgla. „Podstawowa produkcja netto” (NPP) to GPP minus tempo oddychania własnego autotrofu; jest to więc tempo, w jakim w pełnym metabolizmie fitoplanktonu powstaje biomasa. „Produkcja wtórna” (SP) zazwyczaj odnosi się do tempa wzrostu heterotroficznej biomasy. ”
4. ^ ML Cain, WD Bowman, SD Hacker: Ekologia. Wydanie 2. Sinauer Assoc., 2011, ISBN 978-0-87893-445-4 .
5. ↑ seos-project.eu
6. ^ TM Smith, RL Smith: Ekologia. 6. edycja. Pearson Studium, 2009, ISBN 978-3-8273-7313-7 .