Otavan Opiston logoOtavan OpistoNettilukioNettiperuskouluMuikku

Ekosysteemien perustuotanto

Tuotanto ja sen peruskäsitteitä

Ekosysteemien perustuotantoon pohjautuu koko maapallon biosfäärin toiminta. Ekosysteemin tuottajat (yhteyttävät kasvit) muuttavat epäorgaaniset aineet auringon säteilyenergian avulla orgaanisiksi yhdisteiksi. Yhteyttämisen lisäksi orgaanisia aineita voidaan tuottaa kemiallisen energian (kemosynteesin) avulla. Kaikki kuluttajat (muut eliöt) saavat energiansa perustuotannosta. Tätä koko systeemiä voidaan havainnollistaa aiemmalla ravintoverkko-kuvalla.

Perustuotantoon liittyy tärkeitä käsitteitä, jotka on hyvä tuntea ymmärtääkseen systeemin toimintaa:

A. Biomassa = eliöiden massa pinta-ala- tai tilavuusyksikköä kohti (esimerkiksi metsässä tai vedessä). Suppeasti määriteltynä biomassaa sisältyy vain elävä aines, laajasti määriteltynä myös kuollut eloperäinen aines. Yksikkönä on yleensä kuivapainona pinta-alayksikköä kohti (esimerkiksi kg/ha). Suurimman osan biomassasta muodostavat yhteyttävät vihreät kasvit.

B. Ekosysteemin perustuotanto = kasvien biomassan tuotanto pinta-alayksikköä kohti. Yksikköinä voivat olla energianyksikkö (esimerkiksi joulea/m2/päivä) tai kuivan orgaanisen aineksen tuottona (esimerkiksi kg/ha/vuosi). Perustuotanto voidaan jakaa kahteen osaan kokonaisperustuotantoon ja nettoperustuotantoon.

C. Kokonaisperustuotanto = yhteyttämisen tuottama kokonaisperustuotanto, josta osa häviää kasvien elintoimintoja ylläpitävään soluhengitykseen

D. Nettoperustuotanto = kokonaisperustuotanto – hengitys. Tämä osa tuotannosta on tarjolla kuluttajille.

Maaekosysteemien nettoperustuotanto on 2/3 koko maapallon tuotannosta, vaikka merien pinta-ala on 2/3 koko maapallon pinta-alasta. Nettoperustuotanto kasvaa pohjoisilta (tai eteläisiltä) alueilta kohti päiväntasaajaa. Päiväntasaajan alueella on tyypillisesti suurin perustuotanto, koska siellä auringon säteily on voimakkainta. Toisaalta suurikaan säteilymäärä ei johda suoraan korkeaan tuotantoon, jos muista on pulaa muista resursseista (esimerkiksi vedestä).

Perustuotantoa rajoittavat ekosysteemeissä eri tekijät:

  • maaekosysteemit: kosteus, lämpötila (lämpötila tehostaa yhteyttämistä, mutta jossain vaiheessa soluhengitys alkaa kiihtyä), valo (käyttökelpoinen aallonpituus ja määrä), ravinteet (esimerkiksi typpi)
  • vesiekosysteemit: ravinteet (esimerkiksi fosfori), valo (käyttökelpoinen aallonpituus ja määrä), lämpötila, kasvinsyöjät

Perustuotanto vähentää systeemissä olevia ravinteita. Toisinaan tämä tapahtuu nopeammin kuin mitä ravinteet ehtivät palautua takaisin systeemin käyttöön. Useimmiten joku yksittäinen ravinne loppuu ensimmäisenä. Tätä kutsutaan minitekijäksi. Jos muita ravinteita lisätään, ne eivät pysty lisäämään systeemin toimintaa, koska niitä on jo ennestään riittävästi. Vasta kun puuttuvaa ravinnetta lisätään, se saa aikaan systeemin toiminnan normaalisti.

Minimitekijä rämeellä. Räme on karu kasvupaikka. Kun räme ojitetaan, kasvu kiihtyy. Tällaisilla rämeillä minimitekijänä on tyypillisesti boori. Sen vuoksi metsätaloudessa rämeet lannoitetaan ojituksen yhteydessä. Lannoitus täytyy uusia noin 20 vuoden kuluttua.

© Otavan Opisto / Juha Siekkinen

© 2015 Otavan Opisto