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Produção primária

os métodos de medição da produção primária variam dependendo se a produção bruta versus a produção líquida é a medida desejada, e se os sistemas terrestres ou aquáticos são o foco. A produção bruta é quase sempre mais difícil de medir do que a líquida, por causa da respiração, que é um processo contínuo e contínuo que consome alguns dos produtos da produção primária (ou seja, açúcares) antes de poderem ser medidos com precisão., Além disso, os ecossistemas terrestres são geralmente mais difíceis porque uma parte substancial da produtividade total é desviada para órgãos e tecidos abaixo do solo, onde é logisticamente difícil de medir. Sistemas aquáticos de águas rasas também podem enfrentar este problema.a escala de

também afeta grandemente as técnicas de medição. A taxa de assimilação de carbono em tecidos vegetais, órgãos, plantas inteiras ou amostras de plâncton pode ser quantificada por técnicas bioquímicas, mas estas técnicas são decididamente inadequadas para Situações de campo terrestre em grande escala., Lá, a produção primária líquida é quase sempre a variável desejada, e as técnicas de estimativa envolvem vários métodos de estimar as mudanças de peso seco da biomassa ao longo do tempo. As estimativas de biomassa são frequentemente convertidas em uma medida energética, como quilocalorias, por um fator de conversão empiricamente determinado.

TerrestrialEdit

Uma árvore de carvalho; um típico moderno, terrestre autotroph

Em ecossistemas terrestres, pesquisadores, geralmente medir a produção primária líquida (NPP)., Embora a sua definição seja simples, as medições de campo usadas para estimar a produtividade variam de acordo com o investigador e bioma. As estimativas de campo raramente são responsáveis pela produtividade abaixo do solo, herbívoros, rotatividade, folhada, compostos orgânicos voláteis, exsudados de raízes e alocação a microrganismos simbióticos. As estimativas da PPN baseadas na biomassa resultam na subestimação da PPN devido à contabilidade incompleta destas componentes. No entanto, muitas medições de campo correlacionam-se bem com NPP. Há uma série de revisões abrangentes dos métodos de campo utilizados para estimar NPP., Estimativas da respiração do ecossistema, o dióxido de carbono total produzido pelo ecossistema, também pode ser feito com medições do fluxo de gás.o principal agrupamento não contabilizado é a produtividade do solo, especialmente a produção e o volume de negócios das raízes. Componentes de baixo teor de NPP são difíceis de medir. BNPP (NPP abaixo do solo) é muitas vezes estimado com base em uma razão de ANPP:BNPP (NPP acima do solo:NPP abaixo do solo) ao invés de medições diretas.a produção primária bruta pode ser estimada a partir de medições da troca líquida do ecossistema (NEE) de dióxido de carbono efectuadas pela técnica de covariância eddy., Durante a noite, esta técnica mede todos os Componentes da respiração do ecossistema. Esta respiração é dimensionada para valores do dia-Tempo e subtraída de NEE.

GrasslandsEdit

O Konza tallgrass prairie em Flint Hills do nordeste do Kansas

com Mais freqüência, o pico de biomassa em pé é assumido como medida de NPP. Em sistemas com ninhada permanente persistente, a biomassa viva é frequentemente referida. As medidas de biomassa de pico são mais confiáveis se o sistema for predominantemente anual., No entanto, medições perenes poderiam ser confiáveis se houvesse uma fenologia síncrona impulsionada por um clima sazonal forte. Estes métodos podem subestimar o ANPP em prados em até 2 vezes (temperado) a 4 vezes (tropical). As medidas repetidas de biomassa viva e morta em pé fornecem estimativas mais precisas de todos os prados, particularmente aqueles com grande volume de negócios, decomposição rápida e variação interespecífica no momento do Pico da biomassa. A produtividade das zonas húmidas (pântanos e pântanos) é igualmente medida. Na Europa, a ceifa anual torna evidente o aumento anual da biomassa das zonas húmidas.,os métodos utilizados para medir a produtividade florestal são mais diversos do que os dos prados. O incremento da biomassa baseado na alometria específica de stand e na folhada é considerado adequado, embora incompleto, para a produção primária líquida de superfície (ANPP). As medições de campo utilizadas como proxy para o ANPP incluem o incremento anual da folhada, do diâmetro ou da área basal (DBH ou BAI) e o incremento do volume.,:

  1. variações na concentração de oxigênio dentro de uma garrafa selada (desenvolvido pela Gaarder e Gran em 1927)
  2. a incorporação de compostos inorgânicos de carbono-14 (14C na forma de bicarbonato de sódio) em matéria orgânica
  3. isótopos Estáveis de Oxigênio (16O, 18O e 17O)
  4. cinética de fluorescência (técnica ainda é um tópico de pesquisa)
  5. isótopos Estáveis do Carbono (12C e 13C)
  6. Oxigênio/Argônio Rácios

A técnica desenvolvida por Gaarder e Gran usa variações na concentração de oxigênio sob diferentes condições experimentais para inferir bruto da produção primária., Normalmente, três recipientes transparentes idênticos são preenchidos com água de amostra e parados. O primeiro é analisado imediatamente e utilizado para determinar a concentração inicial de oxigénio; normalmente, isto é feito através da realização de uma titulação de Winkler. Os outros dois recipientes são incubados, um em luz e escurecidos. Após um período de tempo fixo, o experimento termina, e a concentração de oxigênio em ambos os vasos é medida. Como a fotossíntese não ocorreu no vaso escuro, ela fornece uma medida de respiração do ecossistema., O vaso luminoso permite tanto a fotossíntese quanto a respiração, por isso fornece uma medida da fotossíntese líquida (ou seja, a produção de oxigénio através da fotossíntese subtrai o consumo de oxigénio através da respiração). A produção primária bruta é então obtida adicionando o consumo de oxigénio no recipiente escuro à produção líquida de oxigénio no recipiente de luz.

a técnica de utilização de incorporação de 14C (adicionado como Na2CO3 rotulado) para inferir a produção primária é mais comumente usado hoje porque é sensível, e pode ser usado em todos os ambientes oceânicos., Como 14C é radioativo (via decaimento beta), é relativamente simples medir sua incorporação em material orgânico usando dispositivos como contadores de cintilação.dependendo do tempo de incubação escolhido, a produção primária líquida ou bruta pode ser estimada. A melhor forma de estimar a produção primária bruta é utilizando tempos de incubação relativamente curtos (1 hora ou menos), uma vez que a perda de 14C incorporado (por respiração e excreção / exsudação de material orgânico) será mais limitada., A produção primária líquida é a fração da produção bruta restante após estes processos de perda terem consumido parte do carbono fixo.os processos de perda podem variar entre 10-60% do 14C incorporado de acordo com o período de incubação, as condições ambientais ambientais (especialmente a temperatura) e as espécies experimentais utilizadas. Para além das causadas pela fisiologia do próprio sujeito experimental, devem também ser consideradas as perdas potenciais devidas à actividade dos consumidores., Isto é particularmente verdade em experimentos que fazem uso de montagem natural de autotróficos microscópicos, onde não é possível isolá-los de seus consumidores.

os métodos baseados em isótopos estáveis e relações O2 / Ar têm a vantagem de fornecer estimativas das taxas de respiração na luz sem a necessidade de incubação na escuridão., Entre eles, o método dos isótopos de oxigênio triplo e O2/Ar tem a vantagem adicional de não precisar de incubação em recipientes fechados e O2/Ar pode até ser medido continuamente no mar usando espectrometria de massa de entrada de equilíbrio (EIMS) ou uma espectrometria de massa de entrada de membrana (MIMS). No entanto, se os resultados relevantes para o ciclo do carbono são desejados, é provavelmente melhor confiar em métodos baseados em isótopos de carbono (e não oxigênio)., É importante notar que o método baseado em isótopos estáveis de carbono não é simplesmente uma adaptação do método clássico 14C, mas uma abordagem totalmente diferente que não sofre com o problema da falta de conta da reciclagem de carbono durante a fotossíntese.

GlobalEdit

Como a produção primária na biosfera é uma parte importante do ciclo do carbono, estimando-lo em uma escala global é importante na ciência do sistema terrestre., No entanto, a quantificação da produção primária a esta escala é difícil devido à variedade de habitats na terra, e devido ao impacto dos eventos meteorológicos (disponibilidade de luz solar, água) na sua variabilidade. Utilizando satélite-estimativas derivadas da Normalizado de Diferença de Índice de Vegetação (NDVI) para habitats terrestres e marítimas de superfície de clorofila para os oceanos, estima-se que o total (photoautotrophic) produção primária para a Terra foi 104.9 petagrams de carbono por ano (Pg C ano−1; equivalente aos não-SI Gt C ano−1). Deste total, 56,4 Pg C yr−1 (53.,8%), era o produto de organismos terrestres, enquanto os restantes 48,5 Pg C yr-1, foi responsável pela produção oceânica.,estimou-se que a produção do solo era de aproximadamente 426 g C m−2 yr−1 (excluindo as áreas com cobertura permanente de gelo), enquanto que a produção do solo era de aproximadamente 426 g C m−2 yr−1 (excluindo as áreas com cobertura permanente de gelo). para os oceanos era 140 G C m-2 yr-1., Outra diferença significativa entre a terra e os oceanos está em seus estoques permanentes – embora representando quase metade da produção total, os autotróficos oceânicos representam apenas cerca de 0,2% da biomassa total.

EstimatesEdit

produtividade primária pode ser estimada por uma variedade de proxies. Um que tem particular relevância para o registro geológico é o bário, cuja concentração em sedimentos marinhos aumenta de acordo com a produtividade primária na superfície.

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