Perustuotanto (biologia)
Perustuotanto eli biomin primaarituotanto tarkoittaa tuottajien eli vihreiden kasvien yhteyttämisen kautta sitomaa energiamäärää tai niiden valmistamaa orgaanista ainesta. Perustuotanto jaetaan brutto- ja nettoperustuotantoon. Kasviin osuvasta auringon säteilyenergiasta vain yhdeksän prosenttia muuttuu varastoiduksi energiaksi. Tämä määrä on ekosysteemin bruttoperustuotanto, ja on kaikkien tuottajien yhteyttämisessä sitoma energia. Yleensä bruttoperustuotanto ilmaistaan sitoutuneen orgaanisen hiilen määränä neliömetriä kohti vuodessa (g(C)/m2/yr). Hiilen määrä kuvaa orgaanisiin yhdisteisiin varastoitunutta kemiallista energiaa, jonka ekosysteemin organismit voivat myöhemmin käyttää hyödykseen. Kun vähennetään kasvin omiin elintoimintoihin kuluva energia, jää jäljelle systeemin nettotuotanto. Kasviin osuvasta auringon säteilyenergiasta nettotuotannon energiasisältö on noin viisi prosenttia, ja se jää seuraavalle trofiatasolle kuuluvien eliöiden, systeemin kuluttajatasojen, käyttöön.[1] Nettoperustuotanto on siis bruttoperustuotanto, josta on vähennetty tuottajan itsensä käyttämä energia.
Biomin primaarinettotuotanto (engl NPP, net primary production) tarkoittaa yleensä eliöyhteisön eli biomin tuottajien eli kasvien ja muiden autotrofien hiilen tai energian keskimääräistä vuosituotantoa pinta-alayksikköä kohti.
Perustuotannon yksikköjä
Perustuotanto voidaan ilmoittaa seuraavina suureina
- Tuorepaino
- Kuivapaino, tuotetun biomassan vedetön paino
- Tuhkaton kuivapaino
- Hiilen määrä. jota on yleensä 45% kuivapainosta[2]
- Hiilidioksidin määrä, 1 hiilikilo vastaa 2,7 kg CO2
- Energiasisältö, eläimillä kuivapainogrammaa kohti 21 J, kasveille 17,7 J
Märkäpaino, kuivapaino, hiilen paino, energia
Biomin nettotuotanto voidaan ilmoittaa esim. märkäpainon, kuivapainon, hiilen painon mukaan ja biomassan ravintoarvon mukaisena energiana. Kasveille keskimäärin kuivapaino 0n 1/4 märkäpainosta, ja hiilen paino 45% kuivapainosta. Tällöin kasvinhiilen paino on noin 11% märkäpainosta[3]. Niinpä 1 kg kuivaa orgaanista ainetta vastaa 450 g hiiltä ja 4200 kcal energiaa. Tällöin 1g vastaa noin 4 kcal. Alkuaineiden mukaan painona C:H:O= 1:(1.3-1.8):(0.5-0.6)[4] ja alkuaineiden runsaus maakasveissa H:O:C:N:P:S = 1600:800:800:9:5:1, mutta kaikelle maaelämälle H:O:C:N:P:S = 2960:1480:1480:16:1.8:1[5][3]. Maapallon maa-alueen kokonaiskuivabiomassa on 1840 gigatonnia, ja nettovuosituotanto 107 gigatonnia/v, tämä on 4.0E15 hiilimoolia/v , 6.3E14 wattia/v ja 4.8E17 kcal/W[3]. Kun lämpötila kasvaa 12 C, kasvien tuotanto kasvaa 100%[3].
Biomien nettotuotantoja
 | Tätä artikkelia tai sen osaa on pyydetty parannettavaksi, koska se ei täytä Wikipedian laatuvaatimuksia. Voit auttaa Wikipediaa parantamalla artikkelia tai merkitsemällä ongelmat tarkemmin. Lisää tietoa saattaa olla keskustelusivulla. Tarkennus: taulukon otsikosta puuttuu kentän nimi, ovatko edes sarakkeet kohdallaan? |
Biomien nettotuotantoja.
| Biomi | Nettotuotanto energiana kaloria/m²/v[6][7] | Nettoperustuotanto kuivapainona g/m²/v | Ala milj km² | ? |
|---|---|---|---|---|
| Trooppinen sademetsä [8] | 9000 | 1000-3500 | ||
| Suot, marskimaa | 9000 | ? | 8000-40000 | 20000 |
| Savanni | 3000 | 200-2000 | 2000-20000 | 7000 |
| Lauhkea lehtimetsä | 6000 | 600-2500 | 6000-30000, | 13000 |
| Pohjoinen havumetsä | 3500 | 400-2000 | 4000-20000 | 8000 |
| Lauhkea ruohosto (aro) | 2000 | 200-1500 | 1500-15000 | 5000 |
| Napatundra | 600 | 10-400 | 10-4000, keskim. 1000-2000[9] | 14000 |
| Aavikko | <200 | 0-250 tai 10-100 keskim. 30 kg/ha/v[10] | ||
| Pensasaavikko | ? | 100-2500 | 7000 |
| Biomi | Nettotuotanto tn/ha/v rajat, keskim. esim. | Biomassa tn/ha/v rajat, keskim, esim. | Ala milj km2 |
|---|---|---|---|
| Trooppinen (sade)metsä[10] | 10-50, 20, 32,5 | 60-800, 450 525 | 24[8] |
| Lauhkea lehtimetsä/sekametsä | 6-30, 13, 9 (tammi) | 60-600, 300, 406 (tammi) | 12 |
| Savanni, savannimetsä jne. | 2-20, 7 | 2-150, 40 | 24 |
| Boreaalinen havumetsä | 4-20, 8, 7 (kuusi) | 60-400, 200 , 266 (kuusi) | 12 |
| Ruohoaro | 1,5-15, 5 | 2-150, 40 | 9 |
| Tundra, alppiniitty | 0,1-4, 1,4 , 2,5 | 1-30, 6, 30,4 | 8 |
| Pensaikko | 2-12, 6 | 20-200, 60 | |
| Pensasaavikko | 0,1-2,5 0,7 | 1-40, 7 | |
| Aavikko | 0.01-0,1 0,3 0.03-9,5 | 0.001-2, 0,2 0,2-21,9 | yht. 42 (pensasaavikko mukaan) |
| Järvi, joki | 1-15, 5 | 0.01-1, 0,2 | 2 |
| Mannerjalusta | 2-6, 3,5 | 0,01-0,4 0,1 | 27 |
| Valtameri | 0,02-4, 1,25 | 0,001-0,05 0,03 | 332 |
| Joensuu, ranta, koralliriutta | |||
| Pelto, laidun | 1-40, 6,5 | 4-120, 10 | 14 |
| kosteikko, suo | 2 |
Kasvibiomassa ja nettoperustuotanto ilmastovyöhykkeiden mukaan.
| Ilmastovyöhyke | Ala milj. km | Prosenttia maapallon alasta | Nettoperustuotanto 1E9 tn/v | Nettoperustuotanto % | Kasvibiomassa 1E9 tn/v | ? |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Arktinen | 8[11] | 1,6 | 1,3 | 0,6 | 13,8 | 0,6 |
| Boreaalinen (viileä) | 23 | 4,5 | 15,2 | 6,5 | 439,1 | 18,3 |
| Subboreaalinen (lämpimänlauhkea) | 22 | 4,5 | 18,0 | 7,7 | 278,7 | 11,5 |
| Subtrooppinen | 24 | 4,8 | 34,6 | 14,8 | 323,9 | 13,5 |
| Trooppinen | 56 | 10,8 | 44,2 | 102,5 | 1347,1 | 56,0 |
Metsien biomassasta noin 74 % on monivuotisissa ilmaversoissa eli rungossa ja oksissa. Tundralla taas noin 76% biomassasta on juurissa. Aavikolla 48% on juurissa ja 43% karikkeessa[12].
Katso myös
Lähteet
- Lahti, Kimmo & Rönkä, Antti: Biologia: Ympäristöekologia. Helsinki: WSOY oppimateriaalit, 2006. ISBN 951-0-29702-X.
Viitteet
Aiheesta muualla
- NET PRIMARY PRODUCTIVITY (NPP) Data Sets ORNL DAAC