27.3: Birincil Üretim
Bir ekosistemdeki birincil üreticiler tarafından elde edilen toplam enerji miktarına brüt birincil üretim (GPP) denir. Ancak, bu enerji, üreticiler metabolik süreçler için bazı kullanın, ve bazı ısı olarak kaybolur, bir sonraki trofik seviyeye mevcut enerji miktarını azaltarak. Kalan kullanılabilir enerji miktarına net birincil verimlilik (NPP) denir. Karasal ekosistemlerde NPP iklimtarafından yönlendirilirken, Sucul ekosistemlerde ışık penetrasyonu ve besin kullanılabilirliği NPP'yi yönlendirmektedir.
Brüt Birincil Üretim
Enerji organizmalar tarafından fotosentez, kemosentez ve diğer organizmaların tüketimi olmak üzere üç şekilde elde edilebilir. Ototroflar veya üreticiler, yiyeceklerini sentezlerler. Kemooautotroph'lar güneş ışığının kullanılamadığı ekosistemlerde meydana gelir ve derin okyanus hidrotermal bacalarından hidrojen sülfür, H2S gibi bir enerji kaynağı olarak kimyasalları kullanırken, fotoototroflar enerjiyi güneş ışığından ekosistemdeki organizmaların geri kalanı için kullanılabilir enerjiye dönüştürürler. Bu üreticilerin bu enerjiyi elde etme ve dönüştürme hızı, aynı zamanda bir ekosistemdeki birincil üreticilerin birikmiş toplam enerji miktarının bir ölçüsü olan ekosistemin brüt birincil üretimi (GPP) olarak bilinir.
Net Birincil Üretim
Ancak, üreticiler tarafından elde edilen enerjinin tamamı ekosistemdeki diğer organizmalar tarafından kullanılmaya açık değildir. Hem kemosentez hem de fotosentez sırasında, enerji birincil üreticiler tarafından hücresel solunumlarını körüklemek için kullanılır ve bazıları metabolik süreçlerin bir yan ürünü olarak ısı olarak kaybolur. Birincil üreticiler tarafından solunum ve metabolizma dan sonra kalan enerji net birincil üretim (NPP), daha sonra birincil tüketicilerin bir sonraki trofik düzeyde kullanılabilir olarak bilinir.
Ekosistemlerin NPP'si
En yüksek NPP'ye sahip ekosistemler, sıcak sıcaklıklar, yüksek nem ve besin akınından etkilenen tropikal ıslak yağmur ormanları ve haliçlerdir. Düşük verimlilik ekosistemleri çöller ve Arktik, kuru ve ya çok sıcak ya da bitki büyüme yüksek oranları için çok soğuk içerir.
Sucul ekosistemlerde, hem ışık hem de besin miktarları birincil üretimi kontrol eder. Işık penetrasyonunun derinliği hem sığ kıyı sularında hem de derin okyanus ve göllerin yüzeyinde yüksek birincil verimlilik sağlar. Dünya'nın oksijeninin neredeyse %40'ını üreten fitoplankton, derin deniz ve tatlı suların yüzeyinde gelişirken, sığ sularda çok çeşitli mercan resifleri ve su bitkileri gelişir.
Besin giriş alanları birincil üretim son derece yüksek düzeyde var. Buna örnek olarak, azot bakımından zengin tatlı suyun tuzlu suyla karıştığı haliçler veya derin okyanusun organik maddesinin yüzeye yayıldığı okyanus yukarı yayılımları verilebilir. Fosfor ve azot gibi makro besinlerin girişi, fotosentez yapılan organizmaların büyümesinde kısıtlayıcı faktörler olduğu için birincil üretimi artırır. Tarımsal atıklardan bu besinlerin aşırı akını alg ve fitoplankton popülasyonlarında üstel büyümeye neden olabilir, oksijen suyunu nazalması, ve su florasını ve faunasını olumsuz yönde etkileyebilir- ötrofikasyon olarak bilinen bir süreç.