Un ecosistema incluye animales, plantas, microbios y los componentes del hábitat inanimado que los rodea, como el agua, el aire y el suelo. Cada organismo vivo requiere una determinada forma de producción de energía. Todos los animales requieren respiración, el intercambio de oxígeno por dióxido de carbono, para mantenerse con vida. Las plantas también requieren respiración y oxígeno, pero también fijan o eliminan el carbono del medio ambiente y producen oxígeno que da vida utilizado por los animales, alimentado por energía solar que cosechan utilizando orgánulos especializados llamados cloroplastos. El intercambio neto del ecosistema se calcula mediante una fórmula que muestra la cantidad de carbono que se deposita en el medio ambiente en comparación con la cantidad que se elimina. El intercambio neto de ecosistemas también se denomina a veces "producción neta de ecosistemas".
El ciclo del carbono
Para mantener la vida en la tierra como es ahora, es necesario equilibrar el carbono en la atmósfera y el carbono fijado en los organismos biológicos. De lo contrario, se producirá un cambio climático. Los animales y las personas agregan más carbono al ecosistema simplemente respirando. El carbono atmosférico también se produce por descomposición, ya que los animales muertos y la materia vegetal liberan carbono almacenado en sus tejidos y por la combustión de árboles, plantas y combustibles fósiles, como:
- petróleo
- carbón
Para contrarrestar estos efectos, las plantas vivas se denominan "sumideros de carbono" porque eliminan el dióxido de carbono del medio ambiente y lo transforman en oxígeno y energía alimentaria.
Términos y factores clave
Se necesitan varios factores para determinar el intercambio neto de ecosistemas. La primera es la producción primaria neta, que es la cantidad neta de carbono orgánico extraído del ecosistema por las plantas. Las plantas son autótrofas, lo que significa que pueden formar nutrientes y energía a partir de sustancias inorgánicas y la luz solar durante un proceso llamado fotosíntesis. La cantidad total de carbono fijado (eliminado del ecosistema) durante la fotosíntesis se denomina producción primaria bruta. Sin embargo, las plantas también emiten carbono durante la respiración. Por lo tanto, la producción primaria neta se calcula restando la cantidad de carbono que desprenden las plantas durante la respiración de la cantidad de carbono fijado durante la producción primaria bruta.
Determinación del intercambio neto de ecosistemas
Si bien las plantas son autótrofas, los humanos y los animales son heterótrofos, lo que significa que requieren nutrientes orgánicos (alimentos) del medio ambiente y deben usar oxígeno para producir energía a partir de los alimentos digeridos. La respiración heterotrófica produce grandes cantidades de carbono que se introduce en el ecosistema. Por lo tanto, el intercambio neto de ecosistemas se determina restando la cantidad de carbono producido por la respiración heterotrófica de la producción primaria neta.
Propiedades de los ecosistemas
El balance de carbono es una propiedad fundamental que asegura que los ecosistemas sean sostenibles y saludables. El intercambio neto de ecosistemas ayuda a medir el equilibrio del ciclo del carbono. Como se calcula restando la cantidad de carbono que las plantas fijan o eliminan, de la cantidad de carbono que se coloca en el ecosistema, el mejor resultado sería un valor negativo. Por ejemplo, los datos de 1992 a 2000 mostraron que los bosques del este de los Estados Unidos tenían intercambios netos de ecosistemas que oscilaban entre -84 y -740. Esto indica que se elimina más carbono del que se libera. Si el carbono no se elimina de manera eficiente, la calidad del aire y la vida en un ecosistema se verán afectadas. Otros factores a considerar para el balance de carbono en un ecosistema es la contaminación de fábricas y vehículos, mientras que los océanos también eliminan carbono de la atmósfera.