Mudanças entre as edições de "Produção Primária"
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A produtividade primária é um conceito chave na ecologia que se refere à taxa na qual a energia é capturada e armazenada pelos produtores primários em um ecossistema. Os produtores primários são organismos autotróficos, que têm a capacidade de produzir seu próprio alimento a partir de fontes inorgânicas de energia. Eles podem ser fotossintetizantes (plantas, algas e bactérias) e/ou quimiossintetizantes (bactérias e arqueias). | A produtividade primária é um conceito chave na ecologia que se refere à taxa na qual a energia é capturada e armazenada pelos produtores primários em um ecossistema. Os produtores primários são organismos autotróficos, que têm a capacidade de produzir seu próprio alimento a partir de fontes inorgânicas de energia. Eles podem ser fotossintetizantes (plantas, algas e bactérias) e/ou quimiossintetizantes (bactérias e arqueias). | ||
A produtividade primária é medida em termos de biomassa ou energia produzida por unidade de área e tempo, geralmente expressa em gramas de carbono ou energia (como calorias ou joules) por metro quadrado por ano (e.g., g m-2 dia-1, g m-3 dia-1, kg m-2 ano-1, cal m-2 ano-1, J m-2 ano-1). A taxa de produtividade primária pode variar dependendo das condições ambientais, como a disponibilidade de luz solar, nutrientes e temperatura. | A produtividade primária é medida em termos de biomassa ou energia produzida por unidade de área e tempo, geralmente expressa em gramas de carbono ou energia (como calorias ou joules) por metro quadrado por ano (e.g., g m-2 dia-1, g m-3 dia-1, kg m-2 ano-1, cal m-2 ano-1, J m-2 ano-1). A taxa de produtividade primária pode variar dependendo das condições ambientais, como a disponibilidade de luz solar, nutrientes e temperatura.<ref>Field, C. B., Behrenfeld, M. J., Randerson, J. T., & Falkowski, P. (1998). Primary production of the biosphere: integrating terrestrial and oceanic components. Science, 281(5374), 237-240.</ref> | ||
Diferença entre produção e produtividade primária | '''Diferença entre produção e produtividade primária''' | ||
A produção primária é a quantidade total de biomassa produzida pelos produtores primários, enquanto a produtividade primária é a quantidade líquida de biomassa produzida após subtrair a energia usada pelos produtores primários para suas próprias necessidades metabólicas. A produtividade primária é uma medida mais útil para avaliar a quantidade de energia disponível para a transferência para níveis tróficos superiores e para sustentar o funcionamento do ecossistema como um todo. | A produção primária é a quantidade total de biomassa produzida pelos produtores primários, enquanto a produtividade primária é a quantidade líquida de biomassa produzida após subtrair a energia usada pelos produtores primários para suas próprias necessidades metabólicas. A produtividade primária é uma medida mais útil para avaliar a quantidade de energia disponível para a transferência para níveis tróficos superiores e para sustentar o funcionamento do ecossistema como um todo. | ||
Importância da produtividade primária | '''Importância da produtividade primária''' | ||
A produtividade primária é fundamental para a sustentabilidade dos ecossistemas. Ela fornece a energia necessária para a sobrevivência e crescimento dos organismos, além de ser a base para a transferência de energia ao longo das cadeias alimentares. A produtividade primária também desempenha um papel importante na regulação do equilíbrio dos gases atmosféricos, como a absorção de dióxido de carbono durante a fotossíntese. | A produtividade primária é fundamental para a sustentabilidade dos ecossistemas. Ela fornece a energia necessária para a sobrevivência e crescimento dos organismos, além de ser a base para a transferência de energia ao longo das cadeias alimentares. A produtividade primária também desempenha um papel importante na regulação do equilíbrio dos gases atmosféricos, como a absorção de dióxido de carbono durante a fotossíntese. | ||
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Portanto, a produtividade primária desempenha um papel fundamental na estrutura e funcionamento dos ecossistemas, e seu estudo contribui para a compreensão da dinâmica ecológica e da interação entre os organismos em um ambiente natural. | Portanto, a produtividade primária desempenha um papel fundamental na estrutura e funcionamento dos ecossistemas, e seu estudo contribui para a compreensão da dinâmica ecológica e da interação entre os organismos em um ambiente natural. | ||
Produtores primários | '''Produtores primários''' | ||
Os produtores primários fotossintéticos, como plantas, algas e algumas bactérias fotossintéticas (e.g., cianobactérias, bactérias verdes sulfurosas, bactérias púrpuras, heliobactérias), convertem energia solar em energia química por meio do processo de fotossíntese. Eles utilizam dióxido de carbono, a água, a energia solar e pigmentos fotossintéticos (e.g, clorofila, secundariamente por carotenóides e ficobiliproteínas) para produzir glicose e oxigênio. | Os produtores primários fotossintéticos, como plantas, algas e algumas bactérias fotossintéticas (e.g., cianobactérias, bactérias verdes sulfurosas, bactérias púrpuras, heliobactérias), convertem energia solar em energia química por meio do processo de fotossíntese. Eles utilizam dióxido de carbono, a água, a energia solar e pigmentos fotossintéticos (e.g, clorofila, secundariamente por carotenóides e ficobiliproteínas) para produzir glicose e oxigênio.<ref>BRONMARK,C & HANSSON, L, 2012. A Chemical Ecology in Aquatic systems.</ref> | ||
A equação geral simplificada da fotossíntese pode ser representada da seguinte forma: | A equação geral simplificada da fotossíntese pode ser representada da seguinte forma: 6CO<sub>2</sub>+ 6H<sub>2</sub>O → C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub>+ 6O<sub>2</sub>. Onde: | ||
Onde: | |||
CO<sub>2</sub>= Dióxido de carbono | |||
H<sub>2</sub>O = Água | |||
C<sub>6</sub>H<sub>12</sub>O<sub>6</sub> = Glicose (carboidrato) | |||
O<sub>2</sub> = Oxigênio (liberado como subproduto) | |||
Embora os pigmentos fotossintetizantes não sejam explicitamente mencionados na equação simplificada da fotossíntese, eles são essenciais para a captura da energia solar e seu uso na síntese de compostos orgânicos durante o processo fotossintético. Os pigmentos fotossintéticos permitem que os organismos fotossintéticos absorvam a energia solar necessária para impulsionar as reações químicas e produzir glicose e oxigênio. | Embora os pigmentos fotossintetizantes não sejam explicitamente mencionados na equação simplificada da fotossíntese, eles são essenciais para a captura da energia solar e seu uso na síntese de compostos orgânicos durante o processo fotossintético. Os pigmentos fotossintéticos permitem que os organismos fotossintéticos absorvam a energia solar necessária para impulsionar as reações químicas e produzir glicose e oxigênio. | ||
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Além dos produtores primários fotossintetizantes, existem também os quimiossintetizantes (e.g., bactérias quimiossintetizantes, bactérias nitrificantes e arqueias metanogênicas). Esses organismos obtêm energia a partir da oxidação de compostos inorgânicos, como sulfetos e compostos de amônia, em vez de utilizar a energia solar na fotossíntese. Eles são encontrados em ambientes onde a luz solar é limitada ou ausente, como fontes hidrotermais submarinas e ecossistemas profundos do oceano. Desempenham um papel importante na produtividade primária nessas áreas, convertendo a energia química disponível em moléculas orgânicas: | Além dos produtores primários fotossintetizantes, existem também os quimiossintetizantes (e.g., bactérias quimiossintetizantes, bactérias nitrificantes e arqueias metanogênicas). Esses organismos obtêm energia a partir da oxidação de compostos inorgânicos, como sulfetos e compostos de amônia, em vez de utilizar a energia solar na fotossíntese. Eles são encontrados em ambientes onde a luz solar é limitada ou ausente, como fontes hidrotermais submarinas e ecossistemas profundos do oceano. Desempenham um papel importante na produtividade primária nessas áreas, convertendo a energia química disponível em moléculas orgânicas: | ||
CO<sub>2</sub> + O<sub>2</sub> + compostos químicos oxidáveis → Carboidratos + H<sub>2</sub>O + subprodutos | |||
Onde: | Onde: | ||
Compostos químicos oxidáveis referem-se a substâncias inorgânicas ricas em energia, como sulfetos (por exemplo, | Compostos químicos oxidáveis referem-se a substâncias inorgânicas ricas em energia, como sulfetos (por exemplo, H<sub>2</sub>S), compostos de amônia (por exemplo, NH<sub>3</sub>) ou compostos de ferro (por exemplo, Fe<sup>2+</sup>).<ref>Boyd, P. W., & Ellwood, M. J. (2010). The biogeochemical cycle of iron in the ocean. Nature Geoscience, 3(10), 675-682.</ref> | ||
Tipos de produtividade primária: | '''Tipos de produtividade primária:''' | ||
Existem dois principais tipos de produtividade primária: a produtividade primária bruta (PPB) e a produtividade primária líquida (PPL). A PPB refere-se à taxa total de produção de biomassa pelos produtores primários, enquanto a PPL é a PPB menos a energia gasta pelos produtores primários na respiração celular. | Existem dois principais tipos de produtividade primária: a produtividade primária bruta (PPB) e a produtividade primária líquida (PPL). A PPB refere-se à taxa total de produção de biomassa pelos produtores primários, enquanto a PPL é a PPB menos a energia gasta pelos produtores primários na respiração celular. | ||
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Abaixo são descritas algumas fórmulas relacionadas à produtividade primária. Elas ajudam a quantificar e avaliar a produção e o fluxo de energia nos ecossistemas, contribuindo para o entendimento do funcionamento e equilíbrio ecológico. | Abaixo são descritas algumas fórmulas relacionadas à produtividade primária. Elas ajudam a quantificar e avaliar a produção e o fluxo de energia nos ecossistemas, contribuindo para o entendimento do funcionamento e equilíbrio ecológico. | ||
Produtividade Primária Bruta (PPB): | - Produtividade Primária Bruta (PPB): | ||
A Produtividade Primária Bruta é a taxa total de produção de biomassa pelos produtores primários em um ecossistema. | A Produtividade Primária Bruta é a taxa total de produção de biomassa pelos produtores primários em um ecossistema. | ||
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R = Respiração dos Produtores Primários | R = Respiração dos Produtores Primários | ||
Produtividade Primária Líquida (PPL): | - Produtividade Primária Líquida (PPL): | ||
A Produtividade Primária Líquida é a quantidade de biomassa produzida pelos produtores primários após a dedução da energia gasta pelos produtores primários em suas próprias atividades metabólicas. | A Produtividade Primária Líquida é a quantidade de biomassa produzida pelos produtores primários após a dedução da energia gasta pelos produtores primários em suas próprias atividades metabólicas. | ||
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A = Área | A = Área | ||
Fatores que afetam a produtividade primária | '''Fatores que afetam a produtividade primária''' | ||
Vários fatores ambientais podem influenciar a produtividade primária de um ecossistema. A disponibilidade de luz solar é um fator crítico para os autótrofos, pois a fotossíntese depende da energia solar. A temperatura também é importante, pois afeta a taxa de reações químicas na fotossíntese. O aumento da temperatura pode aumentar a taxa de fotossíntese em certos limites, mas temperaturas extremas podem inibir o processo. | Vários fatores ambientais podem influenciar a produtividade primária de um ecossistema. A disponibilidade de luz solar é um fator crítico para os autótrofos, pois a fotossíntese depende da energia solar. A temperatura também é importante, pois afeta a taxa de reações químicas na fotossíntese. O aumento da temperatura pode aumentar a taxa de fotossíntese em certos limites, mas temperaturas extremas podem inibir o processo. A disponibilidade de nutrientes, como nitrogênio, fósforo, potássio e micronutrientes (e.g., ferro, zinco, manganês, cobre, molibdênio e boro), é essencial para o crescimento dos produtores primários. O nitrogênio é um dos nutrientes mais importantes para as plantas e as algas. É um componente essencial dos aminoácidos, proteínas e clorofila. O fósforo é necessário para a síntese de ATP (adenosina trifosfato), que é a principal molécula de energia usada nas reações químicas da fotossíntese. O fósforo também está envolvido na transferência de energia e na síntese de ácidos nucleicos e fosfolipídios. O potássio desempenha um papel vital na regulação do balanço hídrico nas plantas, na ativação de enzimas e na síntese de proteínas. A disponibilidade de potássio influencia a taxa de fotossíntese, o crescimento das plantas e a resistência a estresses ambientais. Outro micronutriente importante é o ferro dissolvido na água. Em áreas com grande concentração de nutrientes e de luz solar podem apresentar baixa produtividade primária, devido a baixas concentrações de ferro. Exemplo disto são as regiões conhecidas como Altos Nutrientes, Baixa Clorofila (do HNLC - do inglês High Nutrient, Low Chlorophyll), como ocorre em determinadas áreas do oceano Austral 1,2, 3.<ref>PITCHFORD, J. W.; BRINDLEY, J. (1999). Iron limitation, grazing pressure and oceanic high nutrient-low chlorophyll (HNLC) regions. Journal of Plankton Research. Vol 21, nº 3, p. 525 - 547;</ref> Mas, de modo geral, durante o verão, as águas austrais apresentam produtividade primária alta. O ferro é considerado um micronutriente limitante em muitas regiões oceânicas porque desempenha funções vitais em várias etapas da fotossíntese, como durante a) o Fotossistema II (PSII), b) a fixação de CO<sub>2</sub> (ferro está envolvido na envolvido na enzima ribulose-1,5-bisfosfato carboxilase/oxigenase -Rubisco, responsável pela fixação do CO<sub>2</sub> atmosférico durante a fase de fixação de carbono da fotossíntese), c) a síntese de clorofila e de enzimas e processos metabólicos. Outros fatores, como a disponibilidade de água, o pH do ambiente, concentração de dióxido de carbono, interações bióticas, condições climáticas (e.g., eventos extremos – secas, inundações, tempestades e mudanças sazonais) também podem desempenhar um papel na produtividade primária. | ||
A disponibilidade de nutrientes, como nitrogênio, fósforo, potássio e micronutrientes (e.g., ferro, zinco, manganês, cobre, molibdênio e boro), é essencial para o crescimento dos produtores primários. O nitrogênio é um dos nutrientes mais importantes para as plantas e as algas. É um componente essencial dos aminoácidos, proteínas e clorofila. O fósforo é necessário para a síntese de ATP (adenosina trifosfato), que é a principal molécula de energia usada nas reações químicas da fotossíntese. O fósforo também está envolvido na transferência de energia e na síntese de ácidos nucleicos e fosfolipídios. O potássio desempenha um papel vital na regulação do balanço hídrico nas plantas, na ativação de enzimas e na síntese de proteínas. A disponibilidade de potássio influencia a taxa de fotossíntese, o crescimento das plantas e a resistência a estresses ambientais. | |||
Outro micronutriente importante é o ferro dissolvido na água. Em áreas com grande concentração de nutrientes e de luz solar podem apresentar baixa produtividade primária, devido a baixas concentrações de ferro. Exemplo disto são as regiões conhecidas como Altos Nutrientes, Baixa Clorofila ( do HNLC - do inglês High Nutrient, Low Chlorophyll), como ocorre em determinadas áreas do oceano Austral 1,2, 3. Mas, de modo geral, durante o verão, as águas austrais apresentam produtividade primária alta. | |||
O ferro é considerado um micronutriente limitante em muitas regiões oceânicas porque desempenha funções vitais em várias etapas da fotossíntese, como durante a) o Fotossistema II (PSII), b) a fixação de | |||
Outros fatores, como a disponibilidade de água, o pH do ambiente, concentração de dióxido de carbono, interações bióticas, condições climáticas (e.g., eventos extremos – secas, inundações, tempestades e mudanças sazonais) também podem desempenhar um papel na produtividade primária. | |||
Variações na produtividade primária | '''Variações na produtividade primária''' | ||
A produtividade primária pode variar amplamente em diferentes ecossistemas. Ecossistemas aquáticos, como lagos e oceanos, geralmente têm uma produtividade primária maior do que ecossistemas terrestres. Dentro de um ecossistema, a produtividade primária também pode variar sazonalmente, dependendo de fatores como mudanças na disponibilidade de luz e nutrientes. | A produtividade primária pode variar amplamente em diferentes ecossistemas. Ecossistemas aquáticos, como lagos e oceanos, geralmente têm uma produtividade primária maior do que ecossistemas terrestres. Dentro de um ecossistema, a produtividade primária também pode variar sazonalmente, dependendo de fatores como mudanças na disponibilidade de luz e nutrientes. Além disso, observa-se variações latitudinais da produtividade primária. A produtividade primária é elevada em áreas tropicais, próximas à linha do Equador, devido à disponibilidade de luz solar ao longo do ano, temperaturas elevadas e uma maior quantidade de nutrientes trazidos pelas correntes oceânicas. Nas regiões temperadas, localizadas entre as latitudes médias e altas, a produtividade primária marinha é moderada. Essas áreas têm variações sazonais mais pronunciadas devido às mudanças nas condições climáticas, como temperatura e disponibilidade de luz solar. As regiões polares, próximas aos polos Norte, apresentam baixa produtividade primária marinha, principalmente durante o inverno. Isso ocorre devido a condições climáticas extremas, como temperaturas frias, longos períodos de escuridão no inverno e a presença de gelo marinho, que limita a entrada de luz solar e a disponibilidade de nutrientes. Mas, ressalta-se que durante o verão, as regiões polares podem apresentar florescimento fitoplanctônico elevado. Isso se deve a uma combinação de fatores, como disponibilidade de nutrientes, derretimento sazonal do gelo marinho, polínias (áreas de água aberta) e fotossíntese sob o gelo. Esses fatores permitem a entrada de luz solar e a disponibilidade de nutrientes para sustentar a fotossíntese e, consequentemente, a produtividade primária. | ||
Além disso, observa-se variações latitudinais da produtividade primária. A produtividade primária é elevada em áreas tropicais, próximas à linha do Equador, devido à disponibilidade de luz solar ao longo do ano, temperaturas elevadas e uma maior quantidade de nutrientes trazidos pelas correntes oceânicas. | |||
Nas regiões temperadas, localizadas entre as latitudes médias e altas, a produtividade primária marinha é moderada. Essas áreas têm variações sazonais mais pronunciadas devido às mudanças nas condições climáticas, como temperatura e disponibilidade de luz solar. | |||
As regiões polares, próximas aos polos Norte, apresentam baixa produtividade primária marinha, principalmente durante o inverno. Isso ocorre devido a condições climáticas extremas, como temperaturas frias, longos períodos de escuridão no inverno e a presença de gelo marinho, que limita a entrada de luz solar e a disponibilidade de nutrientes. Mas, ressalta-se que durante o verão, as regiões polares podem apresentar florescimento fitoplanctônico elevado. Isso se deve a uma combinação de fatores, como disponibilidade de nutrientes, derretimento sazonal do gelo marinho, polínias (áreas de água aberta) e fotossíntese sob o gelo. Esses fatores permitem a entrada de luz solar e a disponibilidade de nutrientes para sustentar a fotossíntese e, consequentemente, a produtividade primária. | |||
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Edição atual tal como às 14h28min de 14 de junho de 2023
A produtividade primária é um conceito chave na ecologia que se refere à taxa na qual a energia é capturada e armazenada pelos produtores primários em um ecossistema. Os produtores primários são organismos autotróficos, que têm a capacidade de produzir seu próprio alimento a partir de fontes inorgânicas de energia. Eles podem ser fotossintetizantes (plantas, algas e bactérias) e/ou quimiossintetizantes (bactérias e arqueias).
A produtividade primária é medida em termos de biomassa ou energia produzida por unidade de área e tempo, geralmente expressa em gramas de carbono ou energia (como calorias ou joules) por metro quadrado por ano (e.g., g m-2 dia-1, g m-3 dia-1, kg m-2 ano-1, cal m-2 ano-1, J m-2 ano-1). A taxa de produtividade primária pode variar dependendo das condições ambientais, como a disponibilidade de luz solar, nutrientes e temperatura.[1]
Diferença entre produção e produtividade primária
A produção primária é a quantidade total de biomassa produzida pelos produtores primários, enquanto a produtividade primária é a quantidade líquida de biomassa produzida após subtrair a energia usada pelos produtores primários para suas próprias necessidades metabólicas. A produtividade primária é uma medida mais útil para avaliar a quantidade de energia disponível para a transferência para níveis tróficos superiores e para sustentar o funcionamento do ecossistema como um todo.
Importância da produtividade primária
A produtividade primária é fundamental para a sustentabilidade dos ecossistemas. Ela fornece a energia necessária para a sobrevivência e crescimento dos organismos, além de ser a base para a transferência de energia ao longo das cadeias alimentares. A produtividade primária também desempenha um papel importante na regulação do equilíbrio dos gases atmosféricos, como a absorção de dióxido de carbono durante a fotossíntese.
Portanto, a produtividade primária desempenha um papel fundamental na estrutura e funcionamento dos ecossistemas, e seu estudo contribui para a compreensão da dinâmica ecológica e da interação entre os organismos em um ambiente natural.
Produtores primários
Os produtores primários fotossintéticos, como plantas, algas e algumas bactérias fotossintéticas (e.g., cianobactérias, bactérias verdes sulfurosas, bactérias púrpuras, heliobactérias), convertem energia solar em energia química por meio do processo de fotossíntese. Eles utilizam dióxido de carbono, a água, a energia solar e pigmentos fotossintéticos (e.g, clorofila, secundariamente por carotenóides e ficobiliproteínas) para produzir glicose e oxigênio.[2]
A equação geral simplificada da fotossíntese pode ser representada da seguinte forma: 6CO2+ 6H2O → C6H12O6+ 6O2. Onde:
CO2= Dióxido de carbono
H2O = Água
C6H12O6 = Glicose (carboidrato)
O2 = Oxigênio (liberado como subproduto)
Embora os pigmentos fotossintetizantes não sejam explicitamente mencionados na equação simplificada da fotossíntese, eles são essenciais para a captura da energia solar e seu uso na síntese de compostos orgânicos durante o processo fotossintético. Os pigmentos fotossintéticos permitem que os organismos fotossintéticos absorvam a energia solar necessária para impulsionar as reações químicas e produzir glicose e oxigênio.
Nos mares e no oceano existem diversos tipos de organismos que realizam a atividade fotossintética e desempenham um papel ecológico semelhante ao das plantas terrestres. Entre os principais produtores primários no ambiente marinho, destacam-se o fitoplâncton, as macroalgas e as plantas vasculares de regiões costeiras, como as gramíneas marinhas.
Além dos produtores primários fotossintetizantes, existem também os quimiossintetizantes (e.g., bactérias quimiossintetizantes, bactérias nitrificantes e arqueias metanogênicas). Esses organismos obtêm energia a partir da oxidação de compostos inorgânicos, como sulfetos e compostos de amônia, em vez de utilizar a energia solar na fotossíntese. Eles são encontrados em ambientes onde a luz solar é limitada ou ausente, como fontes hidrotermais submarinas e ecossistemas profundos do oceano. Desempenham um papel importante na produtividade primária nessas áreas, convertendo a energia química disponível em moléculas orgânicas:
CO2 + O2 + compostos químicos oxidáveis → Carboidratos + H2O + subprodutos
Onde:
Compostos químicos oxidáveis referem-se a substâncias inorgânicas ricas em energia, como sulfetos (por exemplo, H2S), compostos de amônia (por exemplo, NH3) ou compostos de ferro (por exemplo, Fe2+).[3]
Tipos de produtividade primária:
Existem dois principais tipos de produtividade primária: a produtividade primária bruta (PPB) e a produtividade primária líquida (PPL). A PPB refere-se à taxa total de produção de biomassa pelos produtores primários, enquanto a PPL é a PPB menos a energia gasta pelos produtores primários na respiração celular.
Abaixo são descritas algumas fórmulas relacionadas à produtividade primária. Elas ajudam a quantificar e avaliar a produção e o fluxo de energia nos ecossistemas, contribuindo para o entendimento do funcionamento e equilíbrio ecológico.
- Produtividade Primária Bruta (PPB):
A Produtividade Primária Bruta é a taxa total de produção de biomassa pelos produtores primários em um ecossistema.
PPB = P + R
Onde:
P = Produção de Biomassa pelos Produtores Primários
R = Respiração dos Produtores Primários
- Produtividade Primária Líquida (PPL):
A Produtividade Primária Líquida é a quantidade de biomassa produzida pelos produtores primários após a dedução da energia gasta pelos produtores primários em suas próprias atividades metabólicas.
PPL = PPB - R
Onde:
PPB = Produtividade Primária Bruta
R = Respiração dos Produtores Primários
Eficiência de Conversão de Energia (E):
A Eficiência de Conversão de Energia representa a proporção da energia capturada pelos produtores primários que é convertida em biomassa.
E = (P / I) x 100
Onde:
P = Produção de Biomassa pelos Produtores Primários
I = Energia Incidente (energia solar disponível)
Produtividade Primária por Unidade de Área (PPA):
A Produtividade Primária por Unidade de Área é a quantidade de biomassa produzida pelos produtores primários em um determinado período de tempo por unidade de área.
PPA = P / A
Onde:
P = Produção de Biomassa pelos Produtores Primários
A = Área
Fatores que afetam a produtividade primária
Vários fatores ambientais podem influenciar a produtividade primária de um ecossistema. A disponibilidade de luz solar é um fator crítico para os autótrofos, pois a fotossíntese depende da energia solar. A temperatura também é importante, pois afeta a taxa de reações químicas na fotossíntese. O aumento da temperatura pode aumentar a taxa de fotossíntese em certos limites, mas temperaturas extremas podem inibir o processo. A disponibilidade de nutrientes, como nitrogênio, fósforo, potássio e micronutrientes (e.g., ferro, zinco, manganês, cobre, molibdênio e boro), é essencial para o crescimento dos produtores primários. O nitrogênio é um dos nutrientes mais importantes para as plantas e as algas. É um componente essencial dos aminoácidos, proteínas e clorofila. O fósforo é necessário para a síntese de ATP (adenosina trifosfato), que é a principal molécula de energia usada nas reações químicas da fotossíntese. O fósforo também está envolvido na transferência de energia e na síntese de ácidos nucleicos e fosfolipídios. O potássio desempenha um papel vital na regulação do balanço hídrico nas plantas, na ativação de enzimas e na síntese de proteínas. A disponibilidade de potássio influencia a taxa de fotossíntese, o crescimento das plantas e a resistência a estresses ambientais. Outro micronutriente importante é o ferro dissolvido na água. Em áreas com grande concentração de nutrientes e de luz solar podem apresentar baixa produtividade primária, devido a baixas concentrações de ferro. Exemplo disto são as regiões conhecidas como Altos Nutrientes, Baixa Clorofila (do HNLC - do inglês High Nutrient, Low Chlorophyll), como ocorre em determinadas áreas do oceano Austral 1,2, 3.[4] Mas, de modo geral, durante o verão, as águas austrais apresentam produtividade primária alta. O ferro é considerado um micronutriente limitante em muitas regiões oceânicas porque desempenha funções vitais em várias etapas da fotossíntese, como durante a) o Fotossistema II (PSII), b) a fixação de CO2 (ferro está envolvido na envolvido na enzima ribulose-1,5-bisfosfato carboxilase/oxigenase -Rubisco, responsável pela fixação do CO2 atmosférico durante a fase de fixação de carbono da fotossíntese), c) a síntese de clorofila e de enzimas e processos metabólicos. Outros fatores, como a disponibilidade de água, o pH do ambiente, concentração de dióxido de carbono, interações bióticas, condições climáticas (e.g., eventos extremos – secas, inundações, tempestades e mudanças sazonais) também podem desempenhar um papel na produtividade primária.
Variações na produtividade primária
A produtividade primária pode variar amplamente em diferentes ecossistemas. Ecossistemas aquáticos, como lagos e oceanos, geralmente têm uma produtividade primária maior do que ecossistemas terrestres. Dentro de um ecossistema, a produtividade primária também pode variar sazonalmente, dependendo de fatores como mudanças na disponibilidade de luz e nutrientes. Além disso, observa-se variações latitudinais da produtividade primária. A produtividade primária é elevada em áreas tropicais, próximas à linha do Equador, devido à disponibilidade de luz solar ao longo do ano, temperaturas elevadas e uma maior quantidade de nutrientes trazidos pelas correntes oceânicas. Nas regiões temperadas, localizadas entre as latitudes médias e altas, a produtividade primária marinha é moderada. Essas áreas têm variações sazonais mais pronunciadas devido às mudanças nas condições climáticas, como temperatura e disponibilidade de luz solar. As regiões polares, próximas aos polos Norte, apresentam baixa produtividade primária marinha, principalmente durante o inverno. Isso ocorre devido a condições climáticas extremas, como temperaturas frias, longos períodos de escuridão no inverno e a presença de gelo marinho, que limita a entrada de luz solar e a disponibilidade de nutrientes. Mas, ressalta-se que durante o verão, as regiões polares podem apresentar florescimento fitoplanctônico elevado. Isso se deve a uma combinação de fatores, como disponibilidade de nutrientes, derretimento sazonal do gelo marinho, polínias (áreas de água aberta) e fotossíntese sob o gelo. Esses fatores permitem a entrada de luz solar e a disponibilidade de nutrientes para sustentar a fotossíntese e, consequentemente, a produtividade primária.
- ↑ Field, C. B., Behrenfeld, M. J., Randerson, J. T., & Falkowski, P. (1998). Primary production of the biosphere: integrating terrestrial and oceanic components. Science, 281(5374), 237-240.
- ↑ BRONMARK,C & HANSSON, L, 2012. A Chemical Ecology in Aquatic systems.
- ↑ Boyd, P. W., & Ellwood, M. J. (2010). The biogeochemical cycle of iron in the ocean. Nature Geoscience, 3(10), 675-682.
- ↑ PITCHFORD, J. W.; BRINDLEY, J. (1999). Iron limitation, grazing pressure and oceanic high nutrient-low chlorophyll (HNLC) regions. Journal of Plankton Research. Vol 21, nº 3, p. 525 - 547;