Когда растение фиксирует углерод при фотосинтезе, часть созданных органических соединений используется в его собственном обмене. Валовая первичная продукция учитывает весь первоначальный поток, а чистая первичная продукция — остаток после дыхания автотрофов. В углеродных единицах связь записывают как NPP = GPP − Rₐ, где Rₐ обозначает дыхание продуцентов.[1]
Продукция относится к интервалу времени. Её выражают, например, в граммах углерода на квадратный метр за год или в единицах энергии на площадь за сутки. Масса растений в день обследования — другой показатель, биомасса. Быстро обновляющийся фитопланктон способен создавать большой поток органики при небольшом запасе клеток в воде.[2]
Что ограничивает образование органики
Для фотосинтезирующих сообществ существенны свет, температура, поступление воды и минеральных элементов. В густом пологе верхние листья затеняют нижние, а при засухе ограничение газообмена уменьшает поступление CO₂. Поэтому площадь листьев и освещённость влияют на результат совместно с физиологическим состоянием растений.[3]
Автотрофная продукция существует и без солнечного света: хемосинтезирующие организмы используют энергию химических реакций. При описании экосистемы уточняют, какие продуценты и пути фиксации углерода включены в расчёт. Наземные спутниковые продукты GPP обычно характеризуют фотосинтетическую деятельность растительного покрова.[2][3]
Как измеряют поток
Башни наблюдений регистрируют обмен CO₂ между поверхностью и атмосферой. Полученный суммарный поток разделяют на фотосинтетическое поглощение и дыхание с помощью моделей. Спутниковые оценки используют свойства растительного покрова, поглощённую радиацию и метеорологические данные. Это разные способы оценивания одной величины, с различными пространственными масштабами.[1][3]
В условном годовом балансе GPP составляет 1200 г C/м², а дыхание растений — 500 г C/м². Тогда NPP равна 700 г C/м² за год. Эти 700 г ещё не являются долговременным приростом углеродного запаса экосистемы: органика поступает потребителям и разлагателям, а часть углерода выносится за границу участка.
Высокая GPP показывает интенсивную работу продуцентов. Чтобы определить накопление углерода в лесу или водоёме, дополнительно учитывают дыхание гетеротрофов, пожары, вынос, заготовку и изменение запасов в почве и биомассе. Такое разделение необходимо при чтении карт продуктивности и расчёте углеродного баланса.[1]