Bir ekosistem, hayvanları, bitkileri, mikropları ve bunların etrafındaki su, hava ve toprak gibi cansız habitat bileşenlerini içerir. Her canlı organizma belirli bir enerji üretimi biçimi gerektirir. Tüm hayvanlar, hayatta kalabilmek için solunuma, oksijenin karbondioksite dönüşmesine ihtiyaç duyar. Bitkiler ayrıca solunum ve oksijene ihtiyaç duyar, ancak aynı zamanda çevredeki karbonu sabitler veya uzaklaştırır ve üretirler. Hayvanlar tarafından kullanılan, özel organelleri kullanarak hasat ettikleri güneş enerjisiyle beslenen hayat veren oksijen kloroplastlar. Net ekosistem değişimi, çevreye ne kadar karbon eklendiğini ve ne kadarının kaldırıldığını gösteren bir formülle hesaplanır. Net ekosistem değişimi bazen "net ekosistem üretimi" olarak da adlandırılır.
Karbon Döngüsü
Dünyadaki yaşamı şu an olduğu gibi sürdürmek için, atmosferdeki karbon ile biyolojik organizmalarda sabitlenmiş karbonun dengelenmesi gerekir. Aksi takdirde, iklim değişikliği ortaya çıkacaktır. Hayvanlar ve insanlar sadece nefes alarak ekosisteme daha fazla karbon ekler. Atmosferik karbon ayrıca, ölü hayvanlar ve bitki maddeleri dokularında depolanan karbonu saldığı için çürüme ve ağaçların, bitkilerin ve fosil yakıtların yakılmasıyla üretilir, örneğin:
- sıvı yağ
- kömür
Bu etkilere karşı koymak için, canlı bitkilere "karbon yutakları" denir, çünkü karbon dioksiti ortamdan uzaklaştırırlar ve onu oksijen ve besin enerjisine dönüştürürler.
Temel Faktörler ve Terimler
Net ekosistem değişimini belirlemek için çeşitli faktörlere ihtiyaç vardır. Birincisi, bitkiler tarafından ekosistemden uzaklaştırılan net organik karbon miktarı olan net birincil üretimdir. Bitkiler ototroflardır; bu, fotosentez adı verilen bir süreç sırasında inorganik maddelerden ve güneş ışığından besin ve enerji oluşturabildikleri anlamına gelir. Fotosentez sırasında ekosistemden uzaklaştırılan toplam sabit karbon miktarına brüt birincil üretim denir. Ancak bitkiler solunum sırasında da karbon verirler. Bu nedenle, net birincil üretim, brüt birincil üretim sırasında sabitlenen karbon miktarından, solunum sırasında bitkiler tarafından salınan karbon miktarı çıkarılarak hesaplanır.
Net Ekosistem Değişiminin Belirlenmesi
Bitkiler ototrof iken, insanlar ve hayvanlar heterotroftur, yani çevreden organik besinlere - gıdaya - ihtiyaç duyarlar ve sindirilmiş yiyeceklerden enerji üretmek için oksijen kullanmaları gerekir. Heterotrofik solunum, ekosisteme giren büyük miktarda karbon üretir. Bu nedenle, net ekosistem değişimi, net birincil üretimden heterotrofik solunum tarafından üretilen karbon miktarının çıkarılmasıyla belirlenir.
Ekosistemlerin Özellikleri
Karbon dengesi, ekosistemlerin sürdürülebilir ve sağlıklı olmasını sağlayan temel bir özelliktir. Net ekosistem değişimi, karbon döngüsünün dengesini ölçmeye yardımcı olur. Bitkilerin ne kadar karbonu sabitlediği veya çıkardığı, ekosisteme ne kadar karbon koyduğunun çıkarılmasıyla hesaplandığı için, en iyi sonuç negatif bir değer olacaktır. Örneğin, 1992'den 2000'e kadar olan veriler, Amerika Birleşik Devletleri'nin doğusundaki ormanların -84 ile -740 arasında değişen net ekosistem alışverişine sahip olduğunu gösterdi. Bu, salındığından daha fazla karbonun çıkarıldığını gösterir. Karbon verimli bir şekilde ortadan kaldırılmazsa, bir ekosistemdeki havanın ve yaşamın kalitesi zarar görecektir. Bir ekosistemde karbon dengesi için dikkate alınması gereken diğer faktörler, fabrikalardan ve araçlardan kaynaklanan kirliliktir, okyanuslar da karbonu atmosferden uzaklaştırır.