Produzione primaria
In ecologia, il termine produzione primaria si riferisce alla produzione di biomassa da parte dei produttori , ovvero piante , alghe , cianobatteri e altri batteri autotrofi , utilizzando energia luminosa o chimica da sostanze inorganiche . La disciplina dell'ecologia che si occupa della produzione biologica si chiama biologia della produzione .
La produzione primaria è in parte ancora come produzione lorda per la respirazione del soggetto ( respirazione usata), mentre rimane (s. U.) la produzione primaria netta, che viene utilizzata per la crescita e la proliferazione di Phytomasse. Circa l'1% della radiazione solare che raggiunge la terra viene convertita in biomassa. La produzione primaria costituisce la base del ciclo del carbonio organico .
In oceanologia e limnologia , la produzione primaria è la produzione di fitoplancton nell'oceano e acqua dolce, che ottengono la loro energia attraverso la fotosintesi , utilizzando i nutrienti . Queste piccole cellule verdi sono a loro volta consumati dai primo ordine eterotrofi consumatori , piccoli animali come ciliati , copepodi e krill . La produzione primaria è la base di tutta la vita nel pelagico , ad es. H. zona remota degli oceani.
Sul fondo del mare , il benthal marino , ad esempio presso i Black Smokers sulla dorsale medio-oceanica , c'è un ecosistema a sé stante. La sua base non è la fotosintesi, ma la chemiosintesi , ovvero la generazione di energia abbattendo composti inorganici come l' idrogeno solforato . Lì, l' energia geotermica è in definitiva la fonte di tutti i processi vitali, mentre nel processo di fotosintesi questa è l'energia del sole.
In terrestri ecosistemi , produzione primaria avviene tramite la fotosintesi da piante , per esempio gli alberi della foresta . La produzione primaria attraverso la chemiosintesi ( chemiotrofia ) non gioca un ruolo qui.
La produttività è misurata in grammi di peso a secco per metro quadrato all'anno. La più alta produzione primaria avviene nel mare di Wadden e nelle foreste pluviali tropicali .
La produzione primaria viene ampiamente riconvertita in sostanze inorganiche dai consumatori e dai distruttori . L'eccedenza forma torba e fanghi d'acqua, da cui derivano carbone e petrolio greggio in periodi geologici .
Produzione primaria lorda e produzione primaria netta
Come produzione primaria lorda (inglese produzione primaria lorda ) si riferisce alla quantità totale di organismi autotrofi fissati di carbonio in un ecosistema. Ciò dipende dal clima, che a sua volta ha un'influenza sul tasso di fotosintesi e sull'indice di area fogliare . L'energia convertita attraverso la fotosintesi può essere inspirata ( respirazione ) o utilizzata per la crescita nella pianta .
Se si sottrae la respirazione degli organismi autotrofi dalla produzione primaria lorda, si ottiene la produzione primaria netta (NPP). Questa rappresenta l'intera biomassa che è stata ottenuta dalle piante attraverso la fotosintesi. Questa biomassa rappresenta anche un deposito di carbonio nel ciclo del carbonio.Nell'impianto , il carbonio viene utilizzato in modo diverso e utilizzato in modo diverso in diversi tessuti per adattarsi meglio alle condizioni ambientali. Nelle aree povere di nutrienti, ad esempio, c'è una maggiore allocazione di carbonio nelle radici.
La produzione primaria netta è un'importante funzione dell'ecosistema . Inoltre, è la fonte di energia più basilare per gli organismi eterotrofi ed è fortemente legata al ciclo del carbonio.
Metodi di misurazione
La misurazione esatta della NPP non è possibile in natura. Ma sono stati sviluppati metodi che possono fornire buone stime. La produzione primaria netta può essere stimata misurando l'aumento della biomassa. Tuttavia, questo metodo non è molto preciso e particolarmente poco pratico per ecosistemi grandi e molto diversi. La misura della concentrazione di clorofilla viene utilizzata principalmente lì. La clorofilla ha una firma spettrale distintiva che viene percepita dai satelliti. Assorbe la luce nella gamma spettrale rossa e blu e riflette la radiazione infrarossa più fortemente dell'acqua o del terreno asciutto. È quindi possibile effettuare una stima con questo valore. Una terza possibilità è la misurazione della produzione primaria lorda e della respirazione, che può essere determinata mediante la variazione della concentrazione di CO 2 in un sistema chiuso.
Il calcolo della produzione primaria netta si basa sul tasso di assimilazione netto (NAR), l'indice di superficie fogliare (LAI) e il periodo di produzione (t): NPP = NAR * LAI * t
Prove individuali
- ^ P. Sitte, H. Ziegler, F. Ehrendorfer, A. Bresinsky: Libro di testo di botanica nelle università. Fondato da E. Strasburger. 33a edizione. Verlag G. Fischer, Stoccarda 1991, ISBN 3-437-20447-5 .
- ↑ Nell'edizione attuale degli Strasburgers (37a edizione) questa informazione non è più reperibile. Si sta ora prendendo in considerazione una scala significativamente diversa: una foglia invece della biosfera globale. Qui si dice ora che una foglia può utilizzare al massimo l'1–2% della radiazione fotosinteticamente attiva per legare l'energia fotochimica (vedere p. 761).
- ^ DM Sigman, MP Hain: La produttività biologica dell'oceano . (PDF) In: Nature Education Knowledge . 3, n. 6, 2012, pagg. 1-16. Estratto il 1 giugno 2015. "Produzione primaria lorda" (GPP) si riferisce al tasso totale di produzione di carbonio organico da parte degli autotrofi, mentre "respirazione" si riferisce all'ossidazione energetica del carbonio organico in anidride carbonica. La "produzione primaria netta" (NPP) è il GPP meno la frequenza respiratoria degli autotrofi; è quindi la velocità con cui il metabolismo completo del fitoplancton produce biomassa. "Produzione secondaria" (SP) si riferisce tipicamente al tasso di crescita della biomassa eterotrofa. "
- ^ ML Cain, WD Bowman, SD Hacker: Ecology. 2a edizione. Sinauer Assoc., 2011, ISBN 978-0-87893-445-4 .
- ↑ seos-project.eu
- ^ TM Smith, RL Smith: Ecology. 6a edizione. Pearson Studium, 2009, ISBN 978-3-8273-7313-7 .