Первичная продукция

Карта распределения величины чистой первичной продукции по всему Земному шару. Усредненные данные за период с сентября 1997 г. по август 2000 г. Для океана (шкала внизу слева) и оценки приводятся за содержанием в поверхностных водах хлорофилла (мг/м3). Для суши (шкала внизу справа) использована относительная величина — индекс, показывающий степень развития растительности. Хорошо видно, что центральные районы океана очень бедны фитопланктоном, в то время как районы высоких широт продуктивнее. На суше — самые продуктивные экосистемы тропических лесов.

Первичная продукция — в экологии величина, характеризующая прирост количества органического вещества, образованного за определённое время автотрофными организмами (например, зелеными растениями, или цианобактерями) из простых неорганических компонентов. Поскольку источником углерода для автотрофных организмов служит, как правило, диоксид углерода СО2 (углекислый газ), то первичную продукцию в настоящее время чаще всего оценивают по количеству углерода, связанного за определённое время наземной растительностью или океаническим (озерным) фитопланктоном в расчете на единицу площади. В случае фитопланктона, что характеризуется высокой скоростью образования органического вещества в расчете на единицу биомассы, первичную продукцию оценивают для небольших промежутков времени, чаще всего для суток. Если же речь идет о наземной растительности, в которой скорость образования органического вещества в расчете на единицу биомассы существенно меньше, первичную продукцию оценивают за год или за вегетационный сезон.

Понятие первичной продукции применяют не только относительно фотоавтотрофных организмов (то есть тех, что используют свет как источник энергии), но и хемоавтотрофов (то есть организмов, которые также создают органическое вещество, но за счет энергии, которую они получают, проводя окислительно-восстановительные реакции с простыми веществами, например, окисляя аммоний до нитрита, или сульфиды до сульфатов). К такому способу получения энергии способны только некоторые прокариоты (бактерии в широком смысле слова). В современной биосфере роль хемоавтротрофов незначительна. Наиболее известный пример — это создание ими органического вещества (которая далее используется всеми организмами) в гидротермальных экосистемах — оазисах жизни, что существуют на большой глубине в некоторых местах на дне океана, где сквозь трещины коры выходят горячие воды, богатые восстановленными соединениями.

Почти с самого начала изучения первичной продукции исследователи различали «валовую первичную продукцию» (англ.: Gross Primary Production — GPP) и «чистую первичную продукцию» (англ.: Net Primary Production — NPP). Валовая продукция — это общее количество органического вещества, образуемого организмом-продуцентом, а чистая продукция — это валовая продукция за вычетом расходов самого продуцента на дыхание. Другими словами: NPP = GPP — R, где R — затраты на дыхание. Реальный прирост массы продуцентов — это и есть чистая первичная продукция. Именно это вещество и может использоваться потребителями, именно она и создает основу для поддержки всего трофической цепи.

другие языки