Fotosynthese biedt planten, schimmels, algen en zelfs eencellige organismen met de energie die ze nodig hebben om te leven. Die energie wordt doorgegeven aan andere levende wezens die ze consumeren. Om deel te nemen aan fotosynthese maken organismen gebruik van water en koolstofdioxide uit hun omgeving. Fotosynthese is echter niet alleen afhankelijk van de beschikbaarheid van deze materialen. De hoeveelheid zonlicht en de hoeveelheid andere aanwezige voedingsstoffen beïnvloeden hoe productief een organisme is door fotosynthese.

Primaire productiviteit

Door fotosynthese zetten levende organismen omgevingskoolstof en water om in glucose, een suiker dat voedt levensprocessen. Glucose kan worden opgeslagen en later worden afgebroken en opgenomen in de weefsels van een organisme, waardoor het kan groeien. Het idee van hoe productief een levend wezen is door fotosynthese weerspiegelt hoeveel organisch materiaal het kan produceren. Omdat andere levende wezens deze energie benutten door fotosynthesizers te eten, wordt deze productiviteit als fundamenteel beschouwd en wordt ze primaire productiviteit genoemd.

Het belang van zonlicht

Licht levert de energie die deze glucoseproducerende reactie aandrijft. Hoewel kunstlicht de fotosynthese kan activeren, zoals kassen aantonen, is zonlicht in natuurlijke omgevingen de primaire bron van deze energie. Om deze reden wonen de meeste algen en fotosynthetische bacteriën in de oceanen in de bovenste 200 meter (656 voet) water, en hogere bomen kunnen een voordeel hebben bij het kweken van gebladerte over kortere bomen eronder. Er is echter een limiet; na te veel blootstelling aan zonlicht produceren sommige algen abnormale verbindingen die hun weefsels beschadigen.

Het effect van voedingsstoffen

Terwijl zonlicht de fotosynthese stimuleert, ondersteunen andere voedingsstoffen het proces als componenten van de verbindingen die absorberen de energie van het zonlicht bijvoorbeeld, of versnellen de reactie. Het is aangetoond dat het gebrek aan voedingsstoffen zoals ijzer, magnesium en zwavel de fotosynthesesnelheid vermindert. Lage hoeveelheden stikstof en fosfor later zullen voorkomen dat een plant glucose metaboliseert. Nutriënten zijn zo zeldzaam in delen van tropische oceanen dat deze oceanen als biologische woestijnen worden beschouwd, ondanks het zonlicht dat ze ontvangen.

De factoren die de beschikbaarheid van nutriënten beïnvloeden

De voedingswaarde van bodem of water, ongeacht medium waarin een fotosynthese groeit, kan afhankelijk zijn van een aantal externe factoren. Vuur en decomposers zoals insecten en schimmels breken organisch materiaal af en brengen voedingsstoffen terug naar de bodem, terwijl in water, stromingen veroorzaakt door temperatuurverschillen de verdeling van voedingsstoffen tussen de diepere en ondieperste delen van de oceaan kunnen beïnvloeden. Een reeks factoren heeft dus invloed op omstandigheden die rechtstreeks van invloed zijn op fotosynthese.