Perustuotanto (biologia)

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Tämä artikkeli käsittelee termin merkitystä biologiassa. Teollisuuden käsitteestä kerrotaan artikkelissa Perustuotanto.

Perustuotanto eli biomin primaarituotanto tarkoittaa tuottajien eli vihreiden kasvien yhteyttämisen kautta sitomaa energiamäärää tai niiden valmistamaa orgaanista ainesta. Perustuotanto jaetaan brutto- ja nettoperustuotantoon. Kasviin osuvasta auringon säteilyenergiasta muuttuu vain yhdeksän prosenttia varastoiduksi energiaksi. Tämä määrä on ekosysteemin bruttoperustuotanto, ja on kaikkien tuottajien yhteyttämisessä sitoma energia. Yleensä bruttoperustuotanto ilmaistaan sitoutuneen orgaanisen hiilen määränä neliömetriä kohti vuodessa (g(C)/m2/yr). Hiilen määrä kuvaa orgaanisiin yhdisteisiin varastoitunutta kemiallista energiaa, jonka ekosysteemin organismit voivat myöhemmin käyttää hyödykseen. Kun vähennetään kasvin omiin elintoimintoihin kuluva energia, jää jäljelle systeemin nettotuotanto. Kasviin osuvasta auringon säteilyenergiasta nettotuotannon energiasisältö on noin viisi prosenttia, ja se jää seuraavalle trofiatasolle kuuluvien eliöiden, systeemin kuluttajatasojen, käyttöön.[1] Nettoperustuotanto on siis bruttoperustuotanto, josta on vähennetty tuottajan itsensä käyttämä energia.

Biomin primaarinettotuotanto (engl NPP, net primary production) tarkoittaa yleensä eliöyhteisön eli biomin tuottajien eli lähinnä kasvien, sienten ja vastaavien ei-petojen biomassan, hiilen tai energian keskimääräistä vuosituotantoa pinta-alayksikköä kohti.

Perustuotannon yksikköjä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Perustuotanto voidaan ilmoittaa seuraavina suureina

  • Tuorepaino
  • Kuivapaino, tuotetun biomassan vedetön paino
  • Tuhkaton kuivapaino
  • Hiilen määrä. jota on yleensä 45% kuivapainosta[2]
  • Hiilidioksidin määrä, 1 hiilikilo vastaa 2,7 kg CO2
  • Energiasisältö, eläimillä kuivapainogrammaa kohti 21 J, kasveille 17,7 J

Märkäpaino, kuivapaino, hiilen paino, energia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Biomin nettotuotanto voidaan ilmoittaa esim. märkäpainon, kuivapainon, hiilen painon mukaan ja biomassan ravintoarvon mukaisena energiana. Kasveille keskimäärin kuivapaino 0n 1/4 märkäpainosta, ja hiilen paino 45% kuivapainosta. Tällöin kasvinhiilen paino on noin 11% märkäpainosta[3]. Niinpä 1 kg kuivaa orgaanista ainetta vastaa 450 g hiiltä ja 4200 kcal energiaa. Tällöin 1g vastaa noin 4 kcal. Alkuaineiden mukaan painona C:H:O= 1:(1.3-1.8):(0.5-0.6)[4] ja alkuaineiden runssus maakasveissa H:O:C:N:P:S = 1600:800:800:9:5:1, mutta kaikelle maaelämälle H:O:C:N:P:S = 2960:1480:1480:16:1.8:1 [5][3]. Maapallon maa-alueen kokonaiskuivabiomassa on 1840 gigatonnia, ja nettovuosituotanto 107 gigatonnia/v, tämä on 4.0E15 hiilimoolia/v , 6.3E14 wattia/v ja 4.8E17 kcal/W[3]. Kun lämpötila kasvaa 12 C, kasvien tuotanto kasvaa 100%[3].

Biomien nettotuotantoja[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Biomien nettotuotantoja.


Biomi Nettotuotanto energiana kaloria/m²/v[6][7] Nettoperustuotanto kuivapainona g/m²/v Ala milj km²
Trooppinen sademetsä 9000, 1000-3500[8]
Suot, marskimaa 9000  ? 8000-40000 20000
Savanni 3000 200-2000 2000-20000 7000
Lauhkea lehtimetsä 6000 600-2500 6000-30000, 13000
Pohjoinen havumetsä 3500 400-2000 4000-20000 8000
Lauhkea ruohosto (aro) 2000 200-1500 1500-15000 5000
Napatundra 600 10-400 10-4000, keskim. 1000-2000[9] 14000
Aavikko <200 0-250 tai 10-100
keskim. 30 kg/ha/v[10]
Pensasaavikko  ? 100-2500 7000
Biomi Nettotuotanto tn/ha/v rajat, keskim. esim. Biomassa tn/ha/v rajat, keskim, esim. Ala milj km2
Trooppinen (sade)metsä[10] 10-50, 20, 32,5 60-800, 450 525 24[8]
Lauhkea lehtimetsä/sekametsä 6-30, 13, 9 (tammi) 60-600, 300, 406 (tammi) 12
Savanni, savannimetsä jne. 2-20, 7 2-150, 40 24
Boreaalinen havumetsä 4-20, 8, 7 (kuusi) 60-400, 200 , 266 (kuusi) 12
Ruohoaro 1,5-15, 5 2-150, 40 9
Tundra, alppiniitty 0,1-4, 1,4 , 2,5 1-30, 6, 30,4 8
Pensaikko 2-12, 6 20-200, 60
Pensasaavikko 0,1-2,5 0,7 1-40, 7
Aavikko 0.01-0,1 0,3 0.03-9,5 0.001-2, 0,2 0,2-21,9 yht. 42 (pensasaavikko mukaan)
Järvi, joki 1-15, 5 0.01-1, 0,2 2
Mannerjalusta 2-6, 3,5 0,01-0,4 0,1 27
Valtameri 0,02-4, 1,25 0,001-0,05 0,03 332
Joensuu, ranta, koralliriutta
Pelto, laidun 1-40, 6,5 4-120, 10 14
kosteikko, suo 2

Kasvibiomassa ja nettoperustuotanto ilmastovyöhykkeiden mukaan.


Ilmastovyöhyke Ala milj. km Prosenttia maapallon alasta Nettoperustuotanto 1E9 tn/v Nettoperustuotanto % Kasvibiomassa 1E9 tn/v
Arktinen 8[11] 1,6 1,3 0,6 13,8 0,6
Boreaalinen (viileä) 23 4,5 15,2 6,5 439,1 18,3
Subboreaalinen (lämpimänlauhkea) 22 4,5 18,0 7,7 278,7 11,5
Subtrooppinen 24 4,8 34,6 14,8 323,9 13,5
Trooppinen 56 10,8 44,2 102,5 1347,1 56,0

Metsien biomassasta noin 74 % on monivuotisissa ilmaversoissa eli rungossa ja oksissa. Tundralla taas noin 76% biomassasta on juurissa. Aavikolla 48% on juurissa ja 43% karikkeessa[12].

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Lahti, Kimmo & Rönkä, Antti: Biologia: Ympäristöekologia. Helsinki: WSOY oppimateriaalit, 2006. ISBN 951-0-29702-X.

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Toimiva eliömaailma
  2. Heikki Sisula, Ekologian perusteet, WSOY, Toinen painos sivu 97
  3. a b c d Units, constants and conversions By Dr J Floor Anthoni (2001-?) www.seafriends.org.nz/books/units.htm
  4. McDermitt&Loomis 1981
  5. (E S Deevey Jr)
  6. Primary Productivity Table Units Nine and Ten --- Land Ecologies, 1999, 2003, Elizabeth Anne Viau, Dr. Michael Pidwirny
  7. Pidwirny, M. (2006). "Primary Productivity of Plants". Fundamentals of Physical Geography, 2nd Edition. http://www.physicalgeography.net/fundamentals/9l.htm
  8. a b Ekologian perusteet, Heikki Sisula, WSOY 1980, s 134
  9. Forseth, I. (2010) Terrestrial Biomes. Nature Education Knowledge 1(8):12
  10. a b Maantiede lukioita ja aikuisopiskelijoita varten, Toive Aartolahti...,Weilin+Göös Espoo 1978, ISBN 951-35-1439-0, s. 70
  11. Sisula 1980, s 135
  12. Aartolahti 1978, s 70

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]