Примарна продукција

За друге употребе, погледајте Примарна продукција (економија).

Глобална океанска и копнена фотоаутотрофна изобилност, од септембра 1997 до августа 2000. Као процена аутотрофне биомасе, то је само груби индикатор примарног продукционог потенцијала, а не њена стварна процена.

У екологији, примарна продукције је синтеза органских једињење за атмосферског или акватичног угљен-диоксида. Она се превасходно остварује путем прецеса фотосинтезе, који користи светлост као извор енергије, али се исто тако може одвијати путем хемосинтезе, која користи оксидацију или редукцију неорганских хемијских једињења као извор енергије. Скоро сав живот на Земљи је завистан директно или индиректно од примарне продукције. Организми који су одговорни за примарну продукцију су познати као примарни произвођачи или аутотрофи, и они формирају базу ланца исхране. У копненим екорегионима, то су углавном биљке, док у акватичним екорегионима алге предоминантно имају ту улогу. Еколози праве разлику између бруто и нето примарне продукције, при чему нето продукција узима у обзир губитке услед процеса као што је ћелијска респирација.

Преглед

Калвинов циклус фотосинтезе

Примарна продукција је генерисање хемијске енергије у виду органских једињења у живим организмима. Главни извор те енергије је сунчева светлост. Мали део примарне продукције се остварује дејством литотрофних организама који користе хемијску енергију неорганских молекула.

Независно од извора, ова енергија се користи за синтезу комплексних органских молекула из једноставнијих неорганских једињења, као што су угљен-диоксид (${\ce {CO2}}$) и вода (${\ce {H2O}}$). Следеће две једначине су поједностављена репрезентација фотосинтезе (горе) и (једног вида) хомосинтезе (доле):

CO₂ + H₂O + svetlost → CH₂O + O₂

CO₂ + O₂ + 4 H₂S → CH₂O + 4 S + 3 H₂O

У оба случаја, крајња тачка је полимер редукованог угљеног хидрата, (CH₂O)_n, типично молекули као што је глукоза или други шећери. Ови релативно једноставни молекули могу затим да буду кориштени за даљу синтезу компликованијих молекула, укључујући протеине, комплексне угљене хидрате, липиде, и нуклеинске киселине, или да буду утрошени респирацијом да би се обавио рад. Конзумација примарних произвођача хетеротрофним организмима, као што су животиње, затим преноси те органске молекуле (и енергију сачувану у њима) низ прехрамбену мрежу, напајаћи горивом све земаљске живе системе.

Бруто примарна производња и нето примарна производња

Бруто примарна производња (енгл. Gross primary production (GPP)) је количина хемијске енергије у виду биомасе коју примарни произвођачи креирају у датом временском интервалу. (ГПП се понекад погрешно сматра бруто примарном продуктивношћу, која је брзина којом се фотосинтеза или хемосинтеза јављају.) Део ове фиксиране енергије примарни произвођачки користе за ћелијску респирацију и одржавање постојећих ткива (и.е., „респирацију раста” и „респирацију одржавања”). Преостала фиксирана енергија (и.е., маса фотосинтата) се назива нето примарном продукцијом (НПП).

НПП = ГПП - респирација [биљна]

Нето примарна продукција је брзина којом све биљке у екосистему производе нето корисну хемијску енергију; она је једнака разлици између брзине којом биљке у екосистему производе корисну хемијску енергију (ГПП) и брзине којом оне користе део те енергије током респирације. Део нето примарне продукције се троши на раст и репродукцију примарних произвођача, а део конзумирају биљоједи.

Бруто и нето примарна продукција се дају у јединицама масе по јединици површине по јединичном временском интервалу. У копненим екосистемима, маса угљеника по јединици површине по години (g C m⁻² god⁻¹) се најчешће користи као јединица мере.