Sadržaj
Ekosustav uključuje životinje, biljke, mikrobe i nežive sastojke staništa oko njih, kao što su voda, zrak i tlo. Svaki živi organizam zahtijeva određeni oblik proizvodnje energije. Sve životinje trebaju disanje, razmjenu kisika za ugljični dioksid da bi ostale žive. Biljkama je također potrebno disanje i kisik, ali oni također popravljaju ili uklanjaju ugljik iz okoliša i stvaraju životinjski kisik koji koriste životinje, a to je solarna energija koju prikupljaju pomoću specijalnih organela zvanih kloroplasti. Neto razmjena ekosustava izračunava se formulom koja pokazuje koliko ugljika unosi u okoliš u odnosu na količinu uklanjanja. Neto razmjena ekosustava također se naziva i „neto proizvodnja ekosustava“.
Ciklus ugljika
Da bi se održao život na zemlji kakav je sada, ugljik u atmosferi i ugljik fiksiran u biološkim organizmima moraju biti uravnoteženi. Ako ne, rezultirat će klimatskim promjenama. Životinje i ljudi dodaju više ugljika u ekosustav jednostavnim disanjem. Atmosferski ugljik nastaje i raspadom, jer mrtve životinje i biljne tvari oslobađaju ugljik pohranjen u svojim tkivima i izgaranjem drveća, biljaka i fosilnih goriva, poput nafte i ugljena. Kako bi suzbili ove učinke, žive biljke se nazivaju "ugljični odvodi", jer uklanjaju ugljični dioksid iz okoliša i pretvaraju ga u energiju kisika i hrane.
Ključni čimbenici i uvjeti
Za određivanje neto razmjene ekosustava potrebno je nekoliko čimbenika. Prvo je neto primarna proizvodnja, a to je neto količina organskog ugljika koju biljke uklanjaju iz ekosustava. Biljke su autotrofi, što znači da su u stanju formirati hranjive tvari i energiju iz anorganskih tvari i sunčeve svjetlosti tijekom procesa koji se naziva fotosinteza. Ukupna količina ugljika fiksnog - uklonjenog iz ekosustava - tijekom fotosinteze naziva se bruto primarnom proizvodnjom. Međutim, biljke također ispuštaju ugljik tijekom disanja. Dakle, neto primarna proizvodnja izračunava se oduzimanjem količine ugljika koje biljke ispuštaju tijekom disanja od količine ugljika fiksirane tijekom bruto primarne proizvodnje.
Utvrđivanje neto razmjene ekosustava
Dok su biljke autotrofi, ljudi i životinje su heterotrofi, što znači da im iz okoline trebaju organski hranjivi sastojci - hrana, a oni moraju koristiti kisik za proizvodnju energije iz probavljene hrane. Heterotrofno disanje stvara velike količine ugljika koji se stavlja u ekosustav. Dakle, neto razmjena ekosustava određuje se oduzimanjem količine ugljika proizvedenog heterotrofnim disanjem od neto primarne proizvodnje.
Svojstva ekosustava
Balans ugljika osnovno je svojstvo koje osigurava da su ekosustavi održivi i zdravi. Neto razmjena ekosustava pomaže u određivanju ravnoteže ugljičnog ciklusa. Kako se izračunava oduzimanjem koliko biljaka ugljika popravljaju ili uklanjaju, koliko ugljika ulazi u ekosustav, najbolji bi rezultat bio negativna vrijednost. Na primjer, podaci od 1992. do 2000. godine pokazali su da su šume na istoku Sjedinjenih Država imale neto razmjenu ekosustava u rasponu od -84 do -740. To ukazuje da se uklanja više ugljika nego što se oslobađa. Ako se ugljik ne ukloni učinkovito, gubit će se kvaliteta zraka - i života - u ekosustavu. Ostali čimbenici koje treba uzeti u obzir u ravnoteži ugljika u ekosustavu je zagađenje iz tvornica i vozila, dok oceani također uklanjaju ugljik iz atmosfere.