프라이머리 생산

Primary production
기타 용도는 1차 생산(경제학)을 참조하십시오.
1997년 9월부터 2000년 8월까지 전 세계 해양 및 육지 광자영동물의 풍부.자가영양 바이오매스의 추정치로서 1차 생산가능성의 대략적인 지표일 뿐 실제 추정치는 아니다.SeaWiFS Project, NASA/Goddard Space Flight Center 및 GeoEye가 제공합니다.

생태학에서 일차 생산은 대기 또는 수성 이산화탄소로부터 유기 화합물을 합성하는 것이다.주로 빛을 에너지원으로 사용하는 광합성 과정을 거치지만 무기화합물의 산화나 환원을 에너지원으로 사용하는 화학합성을 통해서도 발생한다.지구상의 거의 모든 생명체는 1차 생산에 직간접적으로 의존하고 있다.1차 생산을 담당하는 유기체는 1차 생산자 또는 자가영양체로 알려져 먹이사슬의 기초를 형성합니다.육생생태지역에서는 주로 식물이지만 수생생태지역에서는 조류가 이 역할을 한다.생태학자들은 1차 생산을 순생산 또는 총생산 중 하나로 구분한다. 전자는 세포 호흡과 같은 과정의 손실을 설명하지만 후자는 설명하지 않는다.

개요

광합성의 칼빈 순환

일차 생산은 유기 화합물에서 유기물이 화학 에너지를 생산하는 것이다.이 에너지의 주요 원천은 햇빛이지만 1차 생산의 미세한 부분은 무기 분자의 화학 에너지를 사용하는 암석 영양 유기체에 의해 추진된다.

그 원천에 관계없이, 이 에너지는 이산화탄소(CO22)와 물과 같은 단순한 무기 화합물로부터 복잡한 유기 분자를 합성하는데 사용됩니다.다음 두 공식은 광합성(위)과 화학합성(아래)의 간단한 표현이다.

CO2 + HO2 + 라이트 → CHO2 + O2
CO2 + O2 + 4 HS2 → CHO2 + 4 S + 32 HO

두 경우 모두 끝점은 환원 탄수화물(CHO2)n의 중합체이며, 일반적으로 포도당이나 다른 당과 같은 분자입니다.이 비교적 단순한 분자들은 단백질, 복합 탄수화물, 지질, 핵산을 포함한 더 복잡한 분자들을 합성하기 위해 사용되거나, 일을 수행하기 위해 호흡될 수 있다.동물과 같은 이종 영양 유기체에 의한 1차 생산자의 소비는 이러한 유기 분자(그리고 그 안에 저장된 에너지)를 먹이 그물 위로 이동시켜 지구의 모든 생물 시스템에 연료를 공급한다.

총 1차 생산량과 순 1차 생산량

GPP(Gross Primary Production)는 일반적으로 탄소 바이오매스로 표현되는 화학 에너지의 양으로, 1차 생산자가 일정 기간 동안 생성하는 양입니다.이 고정 에너지의 일부는 세포 호흡과 기존 조직의 유지(즉, "성장 호흡" 및 "유지 호흡")[1][2]를 위해 일차 생산자에 의해 사용된다.나머지 고정 에너지(즉, 광합성산염 질량)를 순 1차 생산(NPP)이라고 한다.

NPP = GPP - 호흡 [식물별]

순 1차 생산은 생태계의 모든 자가영양체가 순 유용한 화학 에너지를 생산하는 비율이다.순 1차 생산은 1차 생산자의 성장과 재생산으로 향할 수 있다.그래서 초식동물이 먹을 수 있다.

총 1차 생산량과 순 1차 생산량은 일반적으로 단위 시간 간격당 단위 면적당 질량 단위로 표현된다.지상 생태계에서는 단위 면적당 연간 탄소 질량(g−2 C m yr−1)이 측정 단위로 가장 많이 사용된다."생산"과 "생산성"은 때때로 구별되는데, 전자의 재료 수량(g−2 C m), 후자의 재료 생산 속도(g C−2 m yr−1)는 차이가 있지만, 이러한 용어는 일반적으로 상호 교환적으로 사용된다.

지상 생산

이 애니메이션은 2000년부터 2013년까지 지구의 월간 순 1차 생산량을 보여줍니다.값의 범위는 1일 평방미터당 탄소(tan) 약 0그램에서 1일 평방미터당 탄소(dark green) 6.5그램입니다.음의 값은 분해 또는 호흡이 탄소 흡수를 초과함을 의미하며, 식물이 섭취한 것보다 더 많은 탄소가 대기로 방출되었습니다.중위도에서는 생산성이 계절적 변화와 상호 작용하며, 각 반구의 여름에 생산성이 최고조에 달합니다.이 데이터는 나사의 테라 [3]위성에 있는 중간 해상도 영상 분광 방사계(MODIS)에서 나온 것입니다.
다음 항목도 참조하십시오.지구 생물 탄소 순환

육지에서는 현재 거의 모든 1차 생산이 관상 식물에 의해 이루어지며, 조류와 이끼와 간엽과 같은 비혈관 식물에서 소량이 생산된다.혈관식물이 진화하기 전에는 비혈관식물이 더 중요한 역할을 했을 것이다.육상에서의 1차 생산은 많은 요인의 기능이지만, 주로 국지적인 수문학 및 온도(후자는 광합성을 위한 에너지원인 광합성을 위한 광합성 활성 방사선(PAR)과 어느 정도 공존한다).식물은 지구 표면의 많은 부분을 덮고 있지만, 온도가 너무 극단적이거나 사막이나 극지방과 같이 필요한 식물 자원(주로 물과 PAR)이 제한되는 곳이면 강력하게 감소한다.

물은 식물에서 광합성과 증산의 과정을 통해 소비됩니다.후자의 공정(물 사용의 약 90%를 차지한다)은 식물의 잎에서 물이 증발하는 것에 의해 추진된다.증산은 식물들이 물과 미네랄 영양소를 토양에서 성장 지역으로 운반할 수 있게 해주고 또한 식물을 식혀줍니다.잎에서 수증기가 확산되는 것, 즉 증산을 촉진하는 힘은 기공으로 알려진 구조에 의해 조절된다.이러한 구조는 또한 대기에서 잎으로 이산화탄소가 확산되는 것을 조절하여 수분 손실을 줄이면(기공을 부분적으로 닫음으로써) 이산화탄소 증가도 감소시킨다.어떤 식물들은 Crassulacean acid massagency (CAM)와 C4라고 불리는 광합성의 다른 형태를 사용합니다.이것들과 정상적으로 C3식물(식물들의 다수)에 의해 탄소 고정을 제한하는 조건 하에 이루어진 염분에 일차 생산 용수 효율을 높이고자 하고 있으며 해부학적 생리적 각색을 고용하고 있다.

애니메이션에서 보듯 캐나다와 러시아의 한대 숲은 6월과 7월에 생산성이 높다가 가을과 겨울에 걸쳐 서서히 감소한다.남미, 아프리카, 동남아시아, 인도네시아 열대림은 연중 생산성이 높으며, 풍부한 햇빛, 따뜻함, 강우량도 놀랍지 않다.그러나 열대지방에서도 1년 동안 생산성에 변화가 있다.예를 들어 아마존 유역은 건조기인 대략 8월부터 10월까지 생산성이 특히 높다.나무는 장마철에 쌓이는 풍부한 지하수에 접근할 수 있기 때문에 비가 오는 하늘이 맑아지면 더 많은 햇빛이 [3]숲에 닿을 수 있다.

해양 생산

해양 규조류; 플랑크톤 미세조류의 예
주요 기사:해상 1차 생산

육지, 바다에서 일어나는 패턴의 반대로, 거의 모든 광합성은 조류에 의해 이루어지며, 작은 부분은 혈관 식물과 다른 그룹에 의해 기여됩니다.해조류는 단일 부유 세포에서 부착된 해초까지 다양한 범위의 유기체를 포함합니다.그들은 다양한 그룹의 광자영양생물을 포함한다.유박테리아는 해양생태계와 육지생태계 모두에서 중요한 광합성물질이며, 일부 고세균은 광영양성이지만, 산소진화 [4]광합성을 이용하는 것은 알려져 있지 않다.많은 진핵생물들이 녹조, 갈조류, 홍조류, 그리고 다양한 단세포 그룹을 포함한 해양에서의 1차 생산에 중요한 기여를 하고 있다.혈관식물은 또한 해초와 같은 그룹에 의해 바다에서 나타난다.

육지 생태계와 달리, 바다에서의 1차 생산의 대부분은 식물성 플랑크톤이라고 불리는 자유 생물에 의해 이루어진다.해초와 대조류(해초)와 같은 더 큰 자기영양동물은 일반적으로 연안 지역과 인접한 얕은 물에 한정되어 있으며, 그곳에서 기초 기질에 부착될 수 있지만 여전히 광영역 내에 있습니다.Sargassum과 같은 예외는 있지만, 자유 부유 생산의 대부분은 미세한 유기체 안에서 일어납니다.

서로 다른 방사 조도에서 플랑크톤 종 간의 상대적 광합성 차이

해양의 1차 생산을 제한하는 요소들 또한 육지에서의 것과 매우 다르다.물의 가용성은 분명히 문제가 되지 않는다.마찬가지로, 온도는 대사율에 영향을 미치지만(Q 참조10), 바닷물의 열 용량이 온도를 완충하고 해빙의 형성은 낮은 온도에서 단열하기 때문에 육지보다 바다에서 덜 넓게 분포한다.그러나 광합성을 위한 에너지원인 빛의 이용과 새로운 성장을 위한 구성 요소인 미네랄 영양소의 이용은 [5]해양에서의 1차 생산을 조절하는 데 중요한 역할을 한다.이용 가능한 지구 시스템 모델은 해양 생물 화학 변화가 방출 [6]시나리오에 따라 현재 값의 3%와 10% 사이의 해양 NPP 감소를 촉발할 수 있음을 시사한다.

빛

다시마 숲; 부착된 대조류의 예

바다의 일광대는 광대라고 불린다.이것은 광합성이 일어나기에 충분한 빛이 있는 바다 표면 근처에 있는 비교적 얇은 층입니다.실제적인 목적을 위해, 포토 존의 두께는 일반적으로 빛이 표면 값의 1%에 도달하는 깊이로 정의된다.빛은 물 자체의 흡수 또는 산란과 그 내부의 용해 또는 입자 물질(식물성 플랑크톤 포함)에 의해 물기둥에 감쇠된다.

수주의 순광합성은 광대와 혼합층의 상호작용에 의해 결정된다.해양 표면에서 풍력에너지에 의한 난류 혼합은 난류가 소멸될 때까지 물기둥을 수직으로 균질화한다(앞에서 언급한 혼합층을 생성한다).혼합층이 깊을수록 그 층 내의 식물성 플랑크톤에 의해 차단되는 평균 빛의 양은 감소합니다.혼합 층은 광영역보다 얕은 층에서 광영역보다 훨씬 깊은 층까지 다양할 수 있다.광구보다 훨씬 깊으면 식물성 플랑크톤이 어둠 속에서 너무 많은 시간을 보내 순증식이 일어난다.순증식이 발생할 수 있는 혼합 계층의 최대 깊이를 임계 깊이라고 합니다.적절한 영양소를 이용할 수 있는 한 혼합층이 임계 깊이보다 얕을 때마다 순 1차 생산량이 발생한다.

바람 혼합의 크기와 해양 표면에서의 빛의 가용성 모두 다양한 공간 및 시간 스케일에 영향을 받는다.바람의 등급은 추가적으로 강한 공간적 요소를 가지고 있지만, 가장 특징적인 것은 계절적 주기(지구 축 기울기의 결과로 인해 발생)이다.따라서 북대서양과 같은 온대 지역의 1차 생산은 매우 계절적이며, 수면에서의 입사광(겨울에는 감소)과 혼합도(겨울에는 증가)에 따라 변화한다.주요 분지의 중심부에 있는 회오리 같은 열대 지역에서는 빛이 1년에 걸쳐 약간만 변할 수 있으며, 혼합은 큰 폭풍이나 허리케인 때처럼 간헐적으로만 발생할 수 있다.

영양소

세계 해양의 연평균 해수면 질산염입니다.World Ocean Atlas 2009의 데이터.

혼합은 또한 영양소에 의한 1차 생산의 제한에 중요한 역할을 한다.질산염, 인산염, 규산과 같은 무기영양소는 식물플랑크톤이 세포와 세포기계를 합성하는데 필요하다.입자 물질(플랑크톤, 죽은 물질 또는 분변 물질)의 중력 침하로 인해, 영양소는 광구로부터 지속적으로 손실되며, 더 깊은 물을 혼합하거나 상승시킴으로써만 보충됩니다.여름철 태양열 가열과 바람 감소가 수직 성층화를 증가시키고 강한 열전선으로 이어지는 경우, 이는 바람 혼합이 더 깊은 물에 유입되는 것을 더 어렵게 만들기 때문이다.그 결과 혼합 이벤트 사이에 1차 생산(및 그 결과 미립자 물질이 침하되는 과정)은 항상 혼합층의 영양소를 소비하는 작용을 하며, 많은 지역에서 영양소 고갈 및 여름철(풍부한 빛이 존재하는 경우에도) 혼합층 생산 감소로 이어진다.그러나 광대가 충분히 깊은 한, 1차 생산은 광제한 성장률이 종종 영양소가 더 풍부하다는 것을 의미하는 혼합층 이하에서도 계속될 수 있다.

철

해양 1차 생산에서 중요한 역할을 하는 것으로 비교적 최근에 발견된 또 다른 요인은 미량 영양소 [7]철이다.이것은 질산염 환원 및 질소 고정과 같은 과정에 관여하는 효소의 보조 인자로 사용됩니다.바다에 철분을 공급하는 주요 원천은 지구의 사막에서 불어오는 먼지로, 바람에 의해 풍성 먼지로 운반된다.

사막에서 멀리 떨어져 있거나 먼지를 날리는 바람(예: 남태평양과 북태평양)에 의해 도달되지 않는 해양 지역에서는 철분 부족이 발생할 수 있는 1차 생산량을 심각하게 제한할 수 있습니다.철분 부족이 식물성 플랑크톤의 성장을 제한하고 다른 영양소의 잉여를 남기 때문에 이 지역은 때때로 HNLC(High-Nutrient, Low-Clorophil) 지역으로 알려져 있습니다.일부 과학자들은 1차 생산성을 높이고 대기 [8]중 이산화탄소를 격리하는 수단으로 철을 이 지역에 도입할 것을 제안했다.

측정.

1차 생산의 측정 방법은 총생산 대 순생산이 바람직한 측정인지, 그리고 육지 시스템과 수생 시스템 중 어느 쪽에 중점을 두는지에 따라 달라진다.총생산은 거의 항상 순생산에 비해 측정이 어렵다. 호흡은 1차 생산물의 일부를 정확하게 측정하기 전에 소비하는 지속적이고 지속적인 과정이기 때문이다.또한, 총 생산성의 상당 부분이 물류적으로 측정이 어려운 지하 장기 및 조직으로 옮겨지기 때문에 지상 생태계는 일반적으로 더 어렵다.얕은 수생 시스템도 이 문제에 직면할 수 있다.

척도는 측정 기법에도 큰 영향을 미칩니다.식물 조직, 장기, 전체 식물 또는 플랑크톤 샘플의 탄소 동화 속도는 생화학 기반 기술로 정량화할 수 있지만, 이러한 기술은 대규모 지상 현장 상황에서는 확실히 부적절하다.여기서 순 1차 생산은 거의 항상 바람직한 변수이며, 추정 기법에는 시간에 따른 건조 중량 바이오매스 변화를 추정하는 다양한 방법이 포함됩니다.바이오매스 추정치는 종종 경험적으로 결정된 변환 인자에 의해 킬로칼로리와 같은 에너지 측정치로 변환된다.

지상파

오크나무; 전형적인 현대의 육생 자기영양식물

지상 생태계에서 연구자들은 일반적으로 순 1차 생산량(NPP)을 측정한다.정의는 간단하지만, 생산성을 추정하는 데 사용되는 현장 측정은 조사자와 생물군에 따라 다릅니다.현장 추정에서는 지하 생산성, 초본성, 매출액, 쓰레기 투하, 휘발성 유기 화합물, 뿌리 삼출액 및 공생 미생물에 대한 할당을 거의 고려하지 않습니다.바이오매스 기반의 NPP 추정치는 이들 [9][10]성분의 불완전한 계산으로 인해 NPP를 과소평가하게 된다.다만, 많은 필드 측정치가 NPP와 잘 관련지어져 있습니다.NPP [9][10][11]추정에 사용된 현장 방법에 대한 많은 포괄적인 검토가 있다.생태계가 만들어내는 총 이산화탄소인 생태계 호흡 추정치는 가스속 측정으로도 가능하다.

주요 미해결 풀은 지하 생산성, 특히 뿌리의 생산과 이직이다.NPP의 지하 성분은 측정하기 어렵다.BNPP(지하 NPP)는 ANPP의 비율에 근거해 추정되는 경우가 많습니다.직접 측정이 아닌 BNPP(지상 NPP:지하 NPP).

총 1차 생산량은 와 공분산 기법에 의해 만들어진 이산화탄소의 순 생태계 교환(NEE) 측정치를 통해 추정할 수 있다.밤에 이 기술은 생태계 호흡의 모든 구성 요소를 측정합니다.이 호흡은 주간 값으로 스케일링되고 NEE에서 [12]추가로 감산됩니다.

초원

캔자스 북동부 플린트 힐스의 콘자탈그래스 대초원

가장 빈번하게, 피크 상태 바이오매스는 NPP를 측정하는 것으로 가정된다.지속적으로 서 있는 쓰레기가 있는 시스템에서는 일반적으로 살아있는 바이오매스가 보고된다.피크 바이오매스의 측정은 시스템이 주로 연차적인 경우 보다 신뢰할 수 있습니다.그러나 계절적 기후가 강한 동기식 페놀로지가 있다면 다년생 측정은 신뢰할 수 있을 것이다.이러한 방법은 초원의 ANPP를 2배(온도)에서 4배([10]열대)만큼 과소평가할 수 있다.대기 바이오매스 및 사멸 바이오매스의 반복적인 측정은 특히 회전율이 크고 분해 속도가 빠르며 피크 바이오매스의 타이밍이 변화하는 모든 초원에 대해 보다 정확한 추정치를 제공한다.습지 생산성(마쉬 및 펜스)도 비슷하게 측정된다.유럽에서는 연간 벌초를 통해 습지의 연간 바이오매스 증가를 알 수 있다.

포레스트

산림생산성을 측정하는 방법은 초원보다 다양하다.대기 특이적 알로메트릭에 따른 바이오매스 증가는 지상 순 1차 생산(ANPP)[9]의 불완전하지만 적절한 것으로 간주된다.ANPP의 대용물로 사용되는 현장 측정에는 연간 쓰레기 유출, 직경 또는 기저 면적 증가(DBH 또는 BAI), 체적 증가 등이 포함된다.

수생

의 시리즈의 일부
탄소 순환
Forms of organic matter.webp
지역별
이산화탄소
탄소의 형태
대사 경로
탄소호흡
카본펌프
탄소 격리
메탄
생물 지구 화학
다른.

수생 시스템에서 일차 생산은 일반적으로 6가지 주요 기술 [13]중 하나를 사용하여 측정된다.

  1. 밀봉된 병 내의 산소 농도 변화(1927년 가더와 그란에서 개발)
  2. 유기물에[14][15] 무기탄소-14(14중탄산나트륨 형태의 C)의 혼입
  3. 안정적인 산소 16동위원소(O, O, O)[16][17]
  4. 형광속도론(아직도 연구 주제임)
  5. 탄소(12C, C)[18]의 안정 동위원소
  6. 산소/아르곤 비율[19]

Gaarder와 Gran에 의해 개발된 기술은 총 1차 생산량을 추론하기 위해 다양한 실험 조건에서 산소 농도의 변화를 사용한다.일반적으로 동일한 투명 용기 3개에 시료수를 채우고 멈춥니다.첫 번째는 즉시 분석되어 초기 산소 농도를 결정하는 데 사용됩니다. 일반적으로 이 작업은 윙클러 적정 작업을 수행하여 수행됩니다.다른 두 개의 혈관은 각각 밝은 색과 어두운 색상으로 배양되어 있다.일정 시간이 지나면 실험이 종료되고 양쪽 혈관의 산소 농도가 측정됩니다.어두운 혈관에서는 광합성이 이루어지지 않아 생태계 호흡의 척도를 제공한다.가벼운 혈관은 광합성과 호흡을 모두 허용하기 때문에 순 광합성의 측정치를 제공합니다(즉, 광합성을 통한 산소 생산에서 호흡에 의한 산소 소비량을 뺀 것).그 후 어두운 용기 내의 산소 소비량을 추가하여 라이트 용기 내의 산소 순 생산량을 증가시킴으로써 총 1차 생산량을 얻는다.

1차 생산을 추론하기 위해 C 혼입(NaCO 라벨로23 추가)을 사용하는 기법은 민감하고 모든 해양 환경에서 사용될 수 있기 때문에 오늘날 가장 일반적으로 사용된다.C는 (베타 붕괴를 통해) 방사성 물질이기 때문에 섬광 계수기와 같은 장치를 사용하여 유기 물질에 대한 결합을 측정하는 것은 비교적 간단하다.

선택한 배양 시간에 따라 순 또는 총 1차 생산량을 추정할 수 있습니다.총 1차 생산량은 (호흡 및 유기 물질 배설/삼출에 의한) 통합 C의 손실이 더 제한적이기 때문에 비교적 짧은 배양 시간(1시간 이하)을 사용하여 가장 잘 추정된다.순 1차 생산은 이러한 손실 과정이 고정 탄소의 일부를 소비한 후 남은 총 생산량의 비율이다.

손실 과정은 배양기, 주변 환경 조건(특히 온도) 및 사용된 실험 종에 따라 통합된 C의 10 ~ 60%에 이를 수 있습니다.실험 대상 자체의 생리학에 의해 야기되는 것과 별도로, 소비자의 활동에 의한 잠재적 손실도 고려할 필요가 있다.특히 현미경적 자기영양동물의 자연조립체를 이용한 실험에서는 이러한 현상을 소비자들로부터 분리할 수 없다.

안정적인 동위원소와 O2/Ar 비율에 기초한 방법은 어두운 곳에서 배양할 필요 없이 밝은 곳에서 호흡수의 추정치를 제공할 수 있다는 장점이 있다.이중2 삼중산소 동위원소 및 O2/Ar 방법은 밀폐용기 내 배양 없이 평형기 입구 질량분석법(EIMS)[20] 또는 막 입구 질량분석법(MIMS)[21]을 이용해 바다에서 연속적으로 O/Ar를 측정할 수 있다는 장점이 있다.그러나 탄소 사이클과 관련된 결과를 원할 경우 탄소(산소가 아닌) 동위원소에 기초한 방법에 의존하는 것이 더 나을 수 있다.탄소 안정 동위원소에 기초한 방법은 단순히 고전적인 C 방법을 채택한 것이 아니라 광합성 중 탄소 재활용에 대한 설명이 부족하다는 문제를 겪지 않는 완전히 다른 접근법이라는 점에 유의해야 한다.

세계적인

생물권의 1차 생산은 탄소 순환의 중요한 부분이기 때문에 지구 시스템 과학에서는 지구 규모로 추정하는 것이 중요하다.그러나, 지구의 서식지의 범위와 날씨 사건(햇빛, 물의 가용성)이 변동성에 미치는 영향 때문에 이 규모의 1차 생산량을 정량화하는 것은 어렵다.지상 서식지의 정규화 차이 식생 지수(NDVI)와 해양의 해수면 엽록소의 위성 추출 추정치를 사용하여 지구의 총(광자영양) 1차 생산량은 연간 104.9 페타그램(Pg Cr−1; 비 SI Gt CR에−1 [22]상당)이었다.이 중 56.4 Pg C yr−1(53.8%)은 육생 생물이었고, 나머지 48.5 Pg C yr은−1 해양생산에 의한 것이었다.

기후 변수 및 원격으로 감지된 fAPAR 또는 LAI와 같은 다양한 예측 변수의 공간 세부 정보를 사용하여 순 생태계 교환의 와류 공분산 측정(위 참조)에 기초한 생태계 수준 GPP 추정을 지역 및 전역 값으로 확장하면 지상 총 123±8 Gt 탄소(NOT 이산화탄소가 아님) pe의 1차 생산으로 이어졌다.r년(1998-2005)

면적 기준으로 육지 생산량은 약 426 g C m−2 yr−1(영구 얼음 덮개가 있는 지역 제외)인 반면, 해양 생산량은 140 g C−2 m [22]yr인−1 것으로 추정되었다.육지와 해양의 또 다른 중요한 차이는 상비재고에 있다.- 해양 자기영양생물은 총 생산량의 거의 절반을 차지하지만, 해양 자기영양생물은 총 생물량의 약 0.2%만을 차지한다.

견적

주요 생산성은 다양한 프록시로 추정할 수 있습니다.지질학적 기록과 특별한 관련이 있는 것은 바륨으로,[24][25][26] 해양 퇴적물의 농도가 지표면의 1차 생산성과 함께 상승한다.

인력에 의한 영향과 충당

인간 사회는 지구의 NPP 순환의 일부이지만, 그것에 [27]불균형적인 영향력을 행사한다.1996년 호세프 가리 씨는 NPP의 인적 충당 추정에 근거해 지속 가능한 발전의 새로운 지표를 고안했다.그는 그것을 「HANPP」(순 1차 생산의 인적 충당)라고 명명해, 유럽생태경제학회 [28]제1회 회의에서 소개했다.이후 생태경제연구 및 지속가능성을 위한 정책분석에 HANPP가 더욱 개발되어 광범위하게 적용되고 있다.HANPP는 인간이 자연에 미치는 영향을 대표하며 다양한 지리적 척도에 적용할 수 있으며 전 세계적으로도 적용할 수 있습니다.

대부분 토지 이용을 통해 지구의 자원을 광범위하게 사용하는 것은 실제 NPP(NPPact)에 다양한 수준의 영향을 끼친다.나일 계곡과 같은 일부 지역에서는 관개로 인해 1차 생산량이 크게 증가했지만, 대부분의 행성에서는 전 세계 육지 [29]면적에서 9.6%의 토지 변화(δNPPLC)로 인한 NPP 감소 추세가 두드러지고 있다.또한 사람들의 최종 소비는 총 HANPP를 잠재 식생(NPP0)[29]의 23.8%로 증가시킨다.2000년에는 지구 무빙지 면적의 34%(12% 경작지, 22% 목초지)가 인간 [30]농업에 할애된 것으로 추정된다.이 불균형한 양은 생물 다양성, 탄소, 물과 에너지의 흐름, 그리고 [29]생태계 서비스에 현저한 영향을 미치면서 다른 종들이 이용할 수 있는 에너지를 감소시킵니다. 그리고 과학자들은 이러한 서비스가 [31]붕괴되기 전에 이 부분이 얼마나 클 수 있는지 의문을 제기했습니다.기후 변화로 인해 해양에서도 NPP의 감소가 예상되며, 해양 생태계(지구 생물 다양성의 약 10%)와 해양이 [6]제공하는 상품 및 서비스(지구 전체의 1~5%)에 영향을 미칠 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ J.S. 암토르와 D.D. 발도치(2001)지상 고등식물의 호흡과 순 1차 생산.지상파 글로벌 생산성 부문, 학술 프레스, 33-59
  2. ^ Sigman, D.M.; Hain, M.P. (2012). "The Biological Productivity of the Ocean" (PDF). Nature Education Knowledge. 3 (6): 1–16. Retrieved 2015-06-01. "Gross primary production" (GPP) refers to the total rate of organic carbon production by autotrophs, while "respiration" refers to the energy-yielding oxidation of organic carbon back to carbon dioxide. "Net primary production"(NPP) is GPP minus the autotrophs' own rate of respiration; it is thus the rate at which the full metabolism of phytoplankton produces biomass. "Secondary production" (SP) typically refers to the growth rate of heterotrophic biomass.
  3. ^ a b "Net Primary Productivity : Global Maps". earthobservatory.nasa.gov. 26 March 2018. Retrieved 26 March 2018.
  4. ^ Schäfer G, Engelhard M, Müller V (1 September 1999). "Bioenergetics of the Archaea". Microbiol. Mol. Biol. Rev. 63 (3): 570–620. doi:10.1128/MMBR.63.3.570-620.1999. PMC 103747. PMID 10477309.
  5. ^ Sigman, D.M.; Hain, M.P. (2012). "The Biological Productivity of the Ocean" (PDF). Nature Education Knowledge. 3 (6): 1–16. Retrieved 2015-06-01. The deep chlorophyll maximum (DCM) occurs at the contact where there is adequate light for photosynthesis and yet significant nutrient supply from below.
  6. ^ a b Mora, C.; et al. (2013). "Biotic and Human Vulnerability to Projected Changes in Ocean Biogeochemistry over the 21st Century". PLOS Biology. 11 (10): e1001682. doi:10.1371/journal.pbio.1001682. PMC 3797030. PMID 24143135.
  7. ^ Martin, J. H.; Fitzwater, S. E. (1988). "Iron-deficiency limits phytoplankton growth in the Northeast Pacific Subarctic". Nature. 331 (6154): 341–343. Bibcode:1988Natur.331..341M. doi:10.1038/331341a0. S2CID 4325562.
  8. ^ Cooper, D.J.; Watson, A.J.; Nightingale, P.D. (1996). "Large decrease in ocean—surface CO2 fugacity in response to in situ iron fertilization". Nature. 383 (6600): 511–513. Bibcode:1996Natur.383..511C. doi:10.1038/383511a0. S2CID 4325717.
  9. ^ a b c Clark, D.A.; Brown, S.; Kicklighter, D.W.; Chambers, J.Q.; Thomlinson, J.R.; Ni, J. (2001). "Measuring net primary production in forests: Concepts and field methods". Ecological Applications. 11 (2): 356–370. doi:10.1890/1051-0761(2001)011[0356:MNPPIF]2.0.CO;2. ISSN 1051-0761.
  10. ^ a b c Scurlock, J.M.O.; Johnson, K.; Olson, R.J. (2002). "Estimating net primary productivity from grassland biomass dynamics measurements". Global Change Biology. 8 (8): 736–753. Bibcode:2002GCBio...8..736S. doi:10.1046/j.1365-2486.2002.00512.x. S2CID 84344715.
  11. ^ Leith, H.; Whittaker, R.H. (1975). Primary Productivity of the Biosphere. New York: Springer-Verlag. ISBN 978-0-387-07083-4.
  12. ^ Reichstein, Markus; Falge, Eva; Baldocchi, Dennis; Papale, Dario; Aubinet, Marc; Berbigier, Paul; et al. (2005). "On the separation of net ecosystem exchange into assimilation and ecosystem respiration: review and improved algorithm". Global Change Biology. 11 (9): 1424–1439. Bibcode:2005GCBio..11.1424R. doi:10.1111/j.1365-2486.2005.001002.x. ISSN 1354-1013. S2CID 55932276.
  13. ^ 마라, J. (2002), 페이지 78-108.입력: 윌리엄스, P. J. leb,Thomas, D. N., 레이놀즈, C. S. (Eds), Phytoplankton 생산성:해양과 담수 생태계의 탄소 동화영국, 옥스퍼드, 블랙웰
  14. ^ Steeman-Nielsen, E. (1951). "Measurement of production of organic matter in sea by means of carbon-14". Nature. 167 (4252): 684–685. Bibcode:1951Natur.167..684N. doi:10.1038/167684b0. PMID 14826912. S2CID 4299572.
  15. ^ Steeman-Nielsen, E. (1952). "The use of radioactive carbon (C14) for measuring organic production in the sea". J. Cons. Int. Explor. Mer. 18 (2): 117–140. doi:10.1093/icesjms/18.2.117.
  16. ^ Bender, Michael; et al. (1987). "A Comparison of 4 Methods for Determining Planktonic Community Production". Limnology and Oceanography. 32 (5): 1085–1098. Bibcode:1987LimOc..32.1085B. doi:10.4319/lo.1987.32.5.1085.
  17. ^ Luz and Barkan, B; Barkan, E (2000). "Assessment of oceanic productivity with the triple-isotope composition of dissolved oxygen". Science. 288 (5473): 2028–2031. Bibcode:2000Sci...288.2028L. doi:10.1126/science.288.5473.2028. PMID 10856212.
  18. ^ Carvalho and Eyre (2012). "Measurement of planktonic CO2 respiration in the light". Limnology and Oceanography: Methods. 10 (3): 167–178. doi:10.4319/lom.2012.10.167. S2CID 93847401.
  19. ^ Craig and Hayward (1987). "Oxygen supersaturations in the ocean: biological vs. physical contributions". Science. 235 (4785): 199–202. Bibcode:1987Sci...235..199C. doi:10.1126/science.235.4785.199. PMID 17778634. S2CID 40425548.
  20. ^ Cassar, N.; B.A. Barnett; M.L. Bender; J. Kaiser; R.C. Hamme; B. Tilbrooke (2009). "Continuous high-frequency dissolved O2/Ar measurements by equilibrator inlet mass spectrometry". Anal. Chem. 81 (5): 1855–1864. doi:10.1021/ac802300u. PMID 19193192.
  21. ^ Kaiser, J.; M. K. Reuer; B. Barnett; M.L. Bender (2005). "Marine productivity estimates from continuous O-2/Ar ratio measurements by membrane inlet mass spectrometry". Geophys. Res. Lett. 32 (19): n/a. Bibcode:2005GeoRL..3219605K. CiteSeerX 10.1.1.584.1430. doi:10.1029/2005GL023459. S2CID 53465452.
  22. ^ a b Field, C.B.; Behrenfeld, M.J.; Randerson, J.T.; Falkowski, P. (1998). "Primary production of the Biosphere: Integrating Terrestrial and Oceanic Components". Science. 281 (5374): 237–240. Bibcode:1998Sci...281..237F. doi:10.1126/science.281.5374.237. PMID 9657713.
  23. ^ Beer, C.; Reichstein, M.; Tomelleri, E.; Ciais, P.; Jung, M.; Carvalhais, N.; et al. (2010). "Terrestrial Gross Carbon Dioxide Uptake: Global Distribution and Covariation with Climate" (PDF). Science. 329 (5993): 834–838. Bibcode:2010Sci...329..834B. doi:10.1126/science.1184984. ISSN 0036-8075. PMID 20603496. S2CID 206524740.
  24. ^ Prakash Babua, C.; Brumsack, H.-J.; Schnetger, B.; Böttcher, M.E. (2002). "Barium as a productivity proxy in continental margin sediments: a study from the eastern Arabian Sea". Marine Geology. 184 (3–4): 189–206. Bibcode:2002MGeol.184..189P. doi:10.1016/S0025-3227(01)00286-9.
  25. ^ E.D. 골드버그, G.O.S. 아레니우스 원양 퇴적물 지오킴 화학입니다 코스모킴. 액타, 13 (1958), 페이지 153-212
  26. ^ Dymond, Jack; Suess, Erwin; Lyle, Mitch (1992). "Barium in Deep-Sea Sediment: A Geochemical Proxy for Paleoproductivity" (PDF). Paleoceanography. 7 (2): 163–181. Bibcode:1992PalOc...7..163D. doi:10.1029/92PA00181.
  27. ^ a b Vitousek, P.M.; Ehrlich, P.R.; Ehrlich, A.H.; Matson, P.A. (1986). "Human appropriation of the products of photosynthesis" (PDF). BioScience. 36 (6): 368–373. doi:10.2307/1310258. JSTOR 1310258. Archived from the original (PDF) on 2011-03-05.
  28. ^ Garí, J.A. (1996). "HANPP calculated from land cover as indicator of ecological sustainability". Proceedings of the International Conference: Ecology, Society, Economy: 1–18. hdl:10419/183215.
  29. ^ a b c Haberl, H.; Erb, K.H.; Krausmann, F.; Gaube, V.; Bondeau, A.; Plutzar, C.; Gingrich, S.; Lucht, W.; Fischer-Kowalski, M. (2007). "Quantifying and mapping the human appropriation of net primary production in earth's terrestrial ecosystems". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104 (31): 12942–12947. Bibcode:2007PNAS..10412942H. doi:10.1073/pnas.0704243104. PMC 1911196. PMID 17616580.
  30. ^ Ramankutty, N.; Evan, A.T.; Monfreda, C.; Foley, J.A. (2008). "Farming the planet: 1. Geographic distribution of global agricultural lands in the year 2000". Global Biogeochemical Cycles. 22 (1): GB1003. Bibcode:2008GBioC..22.1003R. doi:10.1029/2007GB002952. S2CID 128460031.
  31. ^ Foley, J.A.; Monfreda, C.; Ramankutty, N.; Zaks, D. (2007). "Our share of the planetary pie". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 104 (31): 12585–12586. Bibcode:2007PNAS..10412585F. doi:10.1073/pnas.0705190104. PMC 1937509. PMID 17646656.