Ekosysteemi sisältää eläimet, kasvit, mikrobit ja niiden ympärillä olevat elämättömät luontotyyppikomponentit, kuten veden, ilman ja maaperän. Jokainen elävä organismi vaatii tietynlaista energiantuotantoa. Kaikki eläimet tarvitsevat hengitystä, hapen vaihtoa hiilidioksidiksi pysyäkseen hengissä. Kasvit vaativat myös hengitystä ja happea, mutta ne myös kiinnittävät tai poistavat hiiltä ympäristöstä ja tuottavat Eläinten käyttämä elävä happi, jota aurinkoenergia tuottaa kloroplastit. Nettoekosysteemin vaihto lasketaan kaavalla, joka osoittaa, kuinka paljon hiiltä pääsee ympäristöön verrattuna siihen, kuinka paljon poistetaan. Nettoekosysteemien vaihtoa kutsutaan joskus myös "nettoekosysteemin tuotannoksi".
Hiilisykli
Elämän ylläpitämiseksi maan päällä sellaisenaan, ilmakehässä olevan hiilen ja biologisiin organismeihin sitoutuneen hiilen on oltava tasapainossa. Jos ei, ilmastonmuutos johtaa. Eläimet ja ihmiset lisäävät ekosysteemiin enemmän hiiltä yksinkertaisesti hengittämällä. Ilmakehän hiiltä syntyy myös hajoamisella, kun kuolleet eläimet ja kasviaineet vapauttavat kudoksiinsa varastoitunutta hiiltä sekä palamalla puita, kasveja ja fossiilisia polttoaineita, kuten:
- öljy
- hiili
Näiden vaikutusten torjumiseksi eläviä kasveja kutsutaan "hiilinieluiksi", koska ne poistavat hiilidioksidia ympäristöstä ja muuttavat sen hapeksi ja ruoka-energiaksi.
Avaintekijät ja ehdot
Ekosysteemien nettopörssin määrittämiseksi tarvitaan useita tekijöitä. Ensimmäinen on nettotuotanto, joka on kasvien ekosysteemistä poistaman orgaanisen hiilen nettomäärä. Kasvit ovat autotrofeja, mikä tarkoittaa, että ne pystyvät muodostamaan ravinteita ja energiaa epäorgaanisista aineista ja auringonvalosta fotosynteesinä kutsutun prosessin aikana. Kiinteän - ekosysteemistä poistetun - hiilen kokonaismäärää fotosynteesin aikana kutsutaan bruttotuotantoksi. Kasvit päästävät kuitenkin hiiltä myös hengityksen aikana. Näin ollen nettotuotanto lasketaan vähentämällä hiilen määrä, jonka kasvit antavat hengityksen aikana, alkutuotannon aikana kiinteän hiilen määrästä.
Ekosysteemin nettopörssin määrittäminen
Vaikka kasvit ovat autotrofeja, ihmiset ja eläimet ovat heterotrofeja, mikä tarkoittaa, että ne tarvitsevat orgaanisia ravintoaineita - ruokaa - ympäristöstä ja niiden on käytettävä happea tuottamaan energiaa pilkotusta ruoasta. Heterotrofinen hengitys tuottaa suuria määriä hiiltä, joka kulkeutuu ekosysteemiin. Siksi ekosysteemin nettovaihto määritetään vähentämällä heterotrofisella hengityksellä tuotetun hiilen määrä nettotuotannosta.
Ekosysteemien ominaisuudet
Hiilitasapaino on perusominaisuus, joka varmistaa ekosysteemien kestävyyden ja terveyden. Nettoekosysteemin vaihto auttaa arvioimaan hiilisyklin tasapainoa. Koska se lasketaan vähentämällä kuinka paljon hiilikasveja kiinnittää tai poistaa, kuinka paljon hiiltä syötetään ekosysteemiin, paras tulos olisi negatiivinen arvo. Esimerkiksi vuosien 1992 ja 2000 väliset tiedot osoittivat, että Yhdysvaltojen itäosassa sijaitsevien metsien ekosysteemin nettovaihto vaihteli välillä -84 - -740. Tämä osoittaa, että hiiltä poistuu enemmän kuin vapautuu. Jos hiiltä ei poisteta tehokkaasti, ilmanlaatu ja elämän laatu ekosysteemissä kärsivät. Muita tekijöitä, jotka on otettava huomioon ekosysteemin hiilitasapainossa, ovat tehtaiden ja ajoneuvojen aiheuttama saaste, kun taas valtameret poistavat myös hiiltä ilmakehästä.
