Ett ekosystem inkluderar djur, växter, mikrober och de icke-levande livsmiljökomponenterna runt dem, såsom vatten, luft och jord. Varje levande organism kräver en viss form av energiproduktion. Alla djur behöver andas, utbyte av syre mot koldioxid, för att hålla sig vid liv. Växter kräver också andning och syre, men de fixerar eller avlägsnar också kol från miljön och producerar livgivande syre som används av djur, drivs av solenergi som de skördar med hjälp av specialorganeller som kallas kloroplaster. Nettoekosystemutbytet beräknas med en formel som visar hur mycket kol som läggs i miljön jämfört med hur mycket som tas bort. Nätutbyte av ekosystem kallas också ibland för "nettoproduktion av ekosystem".
Kolcykeln
För att upprätthålla livet på jorden som det är nu måste kol i atmosfären och kol som fixeras i biologiska organismer balanseras. Om inte kommer klimatförändringarna att uppstå. Djur och människor tillför mer kol till ekosystemet genom att helt enkelt andas. Atmosfäriskt kol produceras också genom förfall, eftersom döda djur och växtmaterial frigör kol som lagras i vävnaderna och genom förbränning av träd, växter och fossila bränslen, såsom:
- olja
- kol
För att motverka dessa effekter kallas levande växter för "kolsänkor" eftersom de tar bort koldioxid från miljön och förvandlar den till syre och matenergi.
Viktiga faktorer och villkor
Flera faktorer behövs för att bestämma nätutbytet av ekosystem. Den första är primär nettoproduktion, vilket är nettomängden organiskt kol som tas bort från ekosystemet av växter. Växter är autotrofer, vilket innebär att de kan bilda näringsämnen och energi från oorganiska ämnen och solljus under en process som kallas fotosyntes. Den totala mängden kol som fixeras - avlägsnas från ekosystemet - under fotosyntes kallas bruttoprimärproduktion. Men växter avger också kol under andningen. Därför beräknas primärproduktionen netto genom att subtrahera den mängd kol som avges av växter under andning från den mängd kol som fastställts under primärproduktionen.
Bestämning av Net Ecosystem Exchange
Medan växter är autotrofer är människor och djur heterotrofer, vilket innebär att de kräver organiska näringsämnen - mat - från miljön och måste använda syre för att producera energi från smält mat. Heterotrof andning producerar stora mängder kol som läggs i ekosystemet. Följaktligen bestäms nettoekosystemutbytet genom att subtrahera mängden kol som produceras genom heterotrof andning från nettoprimärproduktionen.
Egenskaper hos ekosystem
Kolbalans är en grundläggande egenskap som säkerställer att ekosystemen är hållbara och friska. Nätutbyte av ekosystem hjälper till att mäta balansen i kolcykeln. Eftersom det beräknas genom att subtrahera hur mycket kolväxter som fixar eller avlägsnar, från hur mycket kol som läggs i ekosystemet, skulle det bästa resultatet vara ett negativt värde. Exempelvis visade data från 1992 till 2000 att skogarna i östra USA hade nettobaserade ekosystembyten från -84 till -740. Detta indikerar att mer kol avlägsnas än som släpps ut. Om kol inte avlägsnas effektivt kommer kvaliteten på luft - och liv - i ett ekosystem att drabbas. Andra faktorer att tänka på för koldioxidbalansen i ett ekosystem är föroreningar från fabriker och fordon, medan hav också tar bort kol från atmosfären.