Planten, algen en alle fotosynthetische organismen dienen als de primaire energiebron voor het leven op aarde. Door zonlicht te benutten, zetten ze anorganische verbindingen om in organische biomassa. Deze organismen vormen de basis van het voedselweb en staan bekend als producenten , en wetenschappers kwantificeren hun bijdrage aan het functioneren van ecosystemen via de netto primaire productiviteit (NPP).

Hoe fotosynthese biomassa opbouwt

Tijdens fotosynthese vangen planten lichtenergie op en gebruiken deze om water, koolstofdioxide en mineralen om te zetten in suikers, zetmeel en lipiden – nieuwe organische moleculen die de groei stimuleren. Terwijl fotosynthese CO₂ importeert, geeft ademhaling een deel ervan terug aan de atmosfeer, vooral in het donker. Deze uitwisseling is essentieel bij het berekenen van NPP.

De netto primaire productiviteit definiëren

Netto primaire productiviteit is de hoeveelheid koolstof die een plant of plantengemeenschap gedurende een bepaalde periode vasthoudt, na rekening te hebben gehouden met ademhalingsverliezen. Het weerspiegelt de netto winst aan biomassa die beschikbaar is voor hogere trofische niveaus en omvat bijdragen van wortelafscheidingen en eventuele verliezen voor herbivoren.

NPP berekenen

NPP wordt afgeleid door de koolstof die vrijkomt door ademhaling (Ra) af te trekken van de totale koolstof die wordt vastgelegd door fotosynthese (bruto primaire productiviteit, GPP):

NPP =GPP – Ra

Voorbeeld 1:kerncentrales in watersystemen schatten

In laboratoriumonderzoek naar vijveralgen gebruiken onderzoekers vaak afgesloten glazen flessen om een watermonster te isoleren. Door opgeloste zuurstof te meten vóór het afdichten en na een bepaalde incubatieperiode, concluderen ze fotosynthetische koolstoffixatie:de productie van zuurstof correleert met de opname van CO₂. Het verschil tussen de uiteindelijke en initiële zuurstofconcentraties, gecorrigeerd voor ademhaling, geeft een schatting van NPP.

Voorbeeld 2:NPP schatten in terrestrische planten

Voor landplanten is een gebruikelijke aanpak om de hele plant aan het einde van een groeiperiode te oogsten, te drogen tot constant gewicht en de droge massa te registreren. Deze droge biomassa benadert de netto vastgehouden koolstof. Voor gewassen zoals maïs levert deze methode een betrouwbare NPP-schatting op, hoewel kleine variaties als gevolg van herbivoren van insecten of microbiële ademhaling het resultaat enigszins kunnen beïnvloeden.