mittausmenetelmät alkutuotannon vaihdella riippuen siitä, onko brutto-vs net tuotanto on haluttu mitata, ja onko maalla tai vedessä järjestelmät ovat keskeisiä. Kokonaistuotanto on lähes aina vaikeampi mitata kuin net, koska hengityksen, joka on jatkuva ja jatkuva prosessi, joka kuluttaa joitakin tuotteita, alkutuotannon (eli sokereita), ennen kuin ne voidaan mitata tarkasti., Myös maaekosysteemit ovat yleensä enemmän vaikeaa, koska huomattava osuus yhteensä tuottavuus on palloteltu alle-maahan elimiin ja kudoksiin, missä se on logistisesti vaikea mitata. Myös matalat vesistöt voivat kohdata tämän ongelman.
asteikko vaikuttaa myös suuresti mittaustekniikoihin. Määrä hiilen assimilaatio kasvien kudosten, elinten, koko kasveja, tai plankton näytteitä voidaan kvantifioidaan biokemiallisesti perustuvia tekniikoita, mutta nämä tekniikat eivät selvästi sovellu suuren mittakaavan maanpäällisen alansa tilanteissa., Siellä, net ensisijainen tuotanto on lähes aina haluttu muuttuja, ja arvio tekniikoissa eri menetelmiä arvioitaessa kuiva-paino biomassa muuttuu ajan myötä. Biomassaestimaatit muunnetaan usein energiamittaukseksi, kuten kilokaloreiksi, empiirisesti määritellyllä muuntokertoimella.
TerrestrialEdit
tammen; tyypillinen moderni, maanpäällisen autotroph
maaekosysteemeihin, tutkijat yleensä mitata net alkutuotanto (NPP)., Vaikka sen määritelmä on suoraviivainen, tuottavuuden arvioimiseen käytetyt kenttämittaukset vaihtelevat tutkijan ja biomen mukaan. Kenttä arvioi harvoin huomioon maan alla tuottavuus, herbivory, liikevaihto, karikkeen, haihtuvien orgaanisten yhdisteiden, root eritteitä, ja jako symbioottinen mikro-organismeja. Biomassaan perustuvat NPP-estimaatit johtavat NPP: n aliarviointiin näiden komponenttien puutteellisen kirjanpidon vuoksi. Monet kenttämittaukset korreloivat kuitenkin hyvin NPP: n kanssa. NPP: n arvioimiseen käytetyistä kenttämenetelmistä on useita kattavia arvioita., Arviot ekosysteemin hengitys, yhteensä hiilidioksidi tuotettu ekosysteemin, voidaan tehdä myös kaasun vuon mittauksissa.
suurin jakamaton yhteenliittymä on tuottavuus, erityisesti juurten tuotanto ja liikevaihto. NPP: n Belowground-komponentteja on vaikea mitata. BNPP (alle-maahan NPP) on usein arvioitu perustuva suhde ANPP:BNPP (maanpäällinen NPP:alle-maahan NPP) mieluummin kuin suoria mittauksia.
bruttomääräinen alkutuotanto voidaan arvioida eddy-kovarianssitekniikalla tehdyistä hiilidioksidin netto-ekosysteemin vaihdon (NEE) mittauksista., Yöllä tämä tekniikka mittaa kaikki ekosysteemin hengityksen osat. Tämä hengitys skaalataan päiväajan arvoihin ja vähennetään edelleen NEE: stä.
GrasslandsEdit
Myös Konza tallgrass prairie Flint Hills, koillis-Kansas
useimmin, huippu seisoo biomassa oletetaan toimenpide NPP. Järjestelmissä, joissa on pysyvä roskaantuminen, raportoidaan yleisesti elävää biomassaa. Toimenpiteet huippu biomassa ovat luotettavampia, jos järjestelmä on pääasiassa yksivuotisia., Monivuotiset mittaukset voisivat kuitenkin olla luotettavia, jos käytössä olisi voimakkaan vuodenaikaisilmaston ajama synkroninen fenologia. Nämä menetelmät voivat aliarvioida ANPP ruohomailla jopa 2 (lauhkea) 4 (trooppinen) kertaiseksi. Toistuvat toimenpiteet seisoo elävien ja kuolleiden biomassan antaa tarkempia arvioita kaikki niityt, erityisesti ne, joilla on suuri liikevaihto, nopea hajoaminen, ja lajien välinen vaihtelu ajoitus ruuhka-biomassa. Kosteikkojen tuottavuus (suot ja suot) mitataan samalla tavalla. Euroopassa vuotuinen niitto tekee kosteikkojen vuotuisesta biomassakorotuksesta selvää.,
ForestsEdit
metsien tuottavuuden mittaamiseen käytetyt menetelmät ovat monimuotoisempia kuin nurmet. Biomassan lisäys perustuu seistä erityisiä allometry plus karikkeen katsotaan sopiva, vaikka epätäydellinen kirjanpito edellä maahan net alkutuotanto (ANPP). Kenttämittaukset käyttää proxy ANPP ovat vuosittain karikkeen, läpimitta ja pohjapinta-ala lisäys (DBH tai BAI), ja äänenvoimakkuuden lisäys.,:
- vaihtelu hapen pitoisuus sisällä suljettu pullo (kehittänyt Gaarder ja Gran vuonna 1927)
- epäorgaanisten hiili-14 (14C-muodossa natriumbikarbonaatti) osaksi orgaanisen aineen
- Vakaa Happi-isotoopit (16O, 18O ja 17O)
- fluoresenssi kinetiikka (tekniikka vielä tutkimuksen aihe)
- Vakaa isotooppien Hiilen (12C ja 13C)
- Happi/Argon Tunnusluvut
tekniikka kehittämä Gaarder ja Gran käyttää vaihtelut hapen pitoisuus eri koeolosuhteet päätellä, brutto alkutuotantoon., Tyypillisesti kolme samanlaista läpinäkyvää alusta täytetään näytevedellä ja pysäytetään. Ensimmäinen analysoidaan välittömästi ja käytetään alkuperäisen happipitoisuuden määrittämiseen; yleensä tämä tehdään suorittamalla Winkler-titraus. Kaksi muuta alusta hautovat toisiaan, joista toinen on valon alla ja tummuu. Tietyn ajan kuluttua koe päättyy, ja molempien alusten happipitoisuus mitataan. Koska fotosynteesi ei ole tapahtunut pimeässä astiassa, se antaa mittauksen ekosysteemin hengityksestä., Valo aluksen luvat sekä fotosynteesi ja hengitys, joten tarjoaa mitata net fotosynteesi (eli hapen tuotanto fotosynteesin kautta vähentää hapen kulutusta hengitys). Alkutuotanto saadaan sitten lisäämällä pimeän astian hapenkulutus nettohappituotantoon kevyessä astiassa.
tekniikka 14C yhtiöittäminen (lisätty merkintä Na2CO3) päätellä alkutuotanto on yleisimmin käytetty tänään, koska se on herkkä, ja sitä voidaan käyttää kaikissa valtameren ympäristöissä., Koska 14C on radioaktiivinen (beetahajoamisen kautta), on suhteellisen helppoa mitata sen sisällyttämistä orgaaniseen materiaaliin käyttämällä laitteita, kuten tuikelaskureita.
riippuen valitusta inkubointiajasta voidaan arvioida alkutuotannon netto-tai bruttoarvo. Gross primary production on paras arvioitu, käyttämällä suhteellisen lyhyt inkuboinnin kertaa (1 tunti tai vähemmän), koska menetys sisällytetty 14C (by hengitystä ja orgaanisen aineen erittyminen / tihkumista) on enemmän rajoitettu., Nettomääräinen alkutuotanto on osuus bruttotuotannosta, joka jää jäljelle, kun nämä tappioprosessit ovat kuluttaneet osan kiinteästä hiilestä.
Tappio prosessit voivat vaihdella välillä 10-60% incorporated 14C mukaan itämisaika, ympäristön ympäristön olosuhteet (erityisesti lämpötila) ja kokeellinen käytetty laji. Kokeellisen kohteen fysiologian aiheuttamien vahinkojen lisäksi on otettava huomioon myös kuluttajien toiminnasta aiheutuvat mahdolliset menetykset., Tämä pätee erityisesti kokeissa, joissa hyödynnetään mikroskooppisten autotrofien luonnollisia kokoonpanoja, joissa niitä ei ole mahdollista eristää kuluttajistaan.
menetelmät perustuvat vakaat isotoopit ja O2/Ar tunnusluvut on etu tarjota arvioita hengityksen hinnat valossa ilman inkubaatioiden pimeässä., Niistä menetelmä triple hapen isotoopit ja O2/Ar on myös se etu, että ei tarvitse inkubaatioiden suljetuissa astioissa ja O2/Ar voidaan jopa mitata jatkuvasti merellä käyttäen equilibrator tulo-massaspektrometria (EIMS) tai kalvo tulo-massaspektrometria (MIMS). Jos kuitenkin halutaan hiilisyklin kannalta merkityksellisiä tuloksia, on todennäköisesti parempi luottaa hiilen (eikä hapen) isotooppeihin perustuviin menetelmiin., On tärkeää huomata, että menetelmä, joka perustuu hiilen vakaa isotooppien ei yksinkertaisesti mukauttaminen klassinen 14C-menetelmällä, mutta täysin erilainen lähestymistapa, joka ei kärsi ongelma puute huomioon hiilen kierto fotosynteesin aikana.
GlobalEdit
Kuten alkutuotannon biosfäärissä on tärkeä osa hiilen kierron, arvioimalla sen globaalilla tasolla on tärkeää Earth system science., Kuitenkin määrällisesti alkutuotannon tässä mittakaavassa on vaikeaa, koska erilaisia elinympäristöjä Maan päällä, ja koska vaikutus sääilmiöiden (saatavuus auringonvaloa, vettä) sen vaihtelevuus. Käyttämällä satelliitti-johdettu arviot Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) maanpäällisen luontotyyppien ja meren pinta klorofylli meriä on arvioitu, että yhteensä (photoautotrophic) alkutuotanto Maa oli 104.9 petagrams hiiltä vuodessa (Pg C yr−1, joka vastaa ei-SI Gt C yr−1). Tästä 56,4 Pg C yr-1 (53.,8%), oli tuote maaeliöstöön, kun taas loput 48.5 Pg C yr−1, oli osuus oceanic tuotanto.,
Skaalaus ekosysteemi-tason GPP-arviot perustuvat eddy kovarianssi mittauksia net ecosystem exchange (ks. edellä) alueellisia ja globaaleja arvoja maankäytön yksityiskohtia eri ennustaja muuttujat, kuten ilmaston muuttujat ja kauko-aisti fAPAR tai LAI johti maanpäällisen gross primary production of 123±8 Gt hiiltä (EI hiilidioksidia) vuodessa vuosina 1998-2005
areal ehdot, se oli arvioitu, että maan tuotanto oli noin 426 g C m−2 yr−1 (pois lukien alueet, joilla on pysyvä jääpeite), kun taas meriä oli 140 g C m−2 yr−1., Toinen merkittävä ero maan ja valtamerten piilee niiden pysyvän varastot – kun mikä on lähes puolet koko tuotannosta, oceanic autotrophs osuus on ainoastaan noin 0,2% koko biomassasta.
EstimatesEdit
Ensisijainen tuottavuuden voidaan arvioida erilaisia valtakirjoja. Yksi, joka on erityistä merkitystä geologinen ennätys on Barium, jonka pitoisuus merisedimentit nousee mukaisesti ensisijainen tuottavuuden pinnalla.
