Inhoud
- De koolstofcyclus
- Belangrijkste factoren en voorwaarden
- Bepaling van de netto-ecosysteemuitwisseling
- Eigenschappen van ecosystemen
Een ecosysteem omvat dieren, planten, microben en de niet-levende habitatcomponenten om hen heen, zoals water, lucht en bodem. Elk levend organisme vereist een bepaalde vorm van energieproductie. Alle dieren hebben ademhaling nodig, de uitwisseling van zuurstof voor kooldioxide, om in leven te blijven. Planten hebben ook ademhaling en zuurstof nodig, maar ze fixeren of verwijderen ook koolstof uit de omgeving en produceren levengevende zuurstof die wordt gebruikt door dieren, gevoed door zonne-energie die ze oogsten met behulp van gespecialiseerde organellen, chloroplasten genoemd. De netto ecosysteemuitwisseling wordt berekend door een formule die laat zien hoeveel koolstof in het milieu wordt gebracht in vergelijking met hoeveel wordt verwijderd. Netto-ecosysteemuitwisseling wordt ook wel "netto-ecosysteemproductie" genoemd.
De koolstofcyclus
Om het leven op aarde te behouden zoals het nu is, moeten koolstof in de atmosfeer en koolstof die is vastgelegd in biologische organismen in balans zijn. Zo niet, dan zal klimaatverandering het gevolg zijn. Dieren en mensen voegen meer koolstof toe aan het ecosysteem door simpelweg te ademen. Atmosferische koolstof wordt ook geproduceerd door verval, omdat dode dieren en plantenmateriaal koolstof vrijgeven dat is opgeslagen in hun weefsels, en door de verbranding van bomen, planten en fossiele brandstoffen, zoals olie en steenkool. Om deze effecten tegen te gaan, worden levende planten "koolstofputten" genoemd, omdat ze koolstofdioxide uit de omgeving verwijderen en in zuurstof en voedselenergie omzetten.
Belangrijkste factoren en voorwaarden
Er zijn verschillende factoren nodig om de netto-ecosysteemuitwisseling te bepalen. De eerste is de netto primaire productie, de netto hoeveelheid organische koolstof die planten uit het ecosysteem verwijderen. Planten zijn autotrofen, wat betekent dat ze voedingsstoffen en energie kunnen vormen uit anorganische stoffen en zonlicht tijdens een proces dat fotosynthese wordt genoemd. De totale hoeveelheid vastgelegde koolstof - verwijderd uit het ecosysteem - tijdens fotosynthese wordt bruto primaire productie genoemd. Planten geven echter ook koolstof af tijdens de ademhaling. Daarom wordt de netto primaire productie berekend door de hoeveelheid koolstof die planten afgeven tijdens de ademhaling af te trekken van de hoeveelheid koolstof die is vastgesteld tijdens de bruto primaire productie.
Bepaling van de netto-ecosysteemuitwisseling
Hoewel planten autotrofen zijn, zijn mensen en dieren heterotrofen, wat betekent dat ze organische voedingsstoffen - voedsel - uit de omgeving nodig hebben en zuurstof moeten gebruiken om energie te produceren uit verteerd voedsel. Heterotrofe ademhaling produceert grote hoeveelheden koolstof die in het ecosysteem wordt gebracht. Daarom wordt de netto-ecosysteemuitwisseling bepaald door de hoeveelheid koolstof geproduceerd door heterotrofe ademhaling af te trekken van de netto primaire productie.
Eigenschappen van ecosystemen
Koolstofbalans is een fundamentele eigenschap die ervoor zorgt dat ecosystemen duurzaam en gezond zijn. Netto-ecosysteemuitwisseling helpt om de balans van de koolstofcyclus te meten. Omdat het wordt berekend door af te trekken hoeveel koolstoffabrieken fixeren of verwijderen, van hoeveel koolstof in het ecosysteem wordt gebracht, zou het beste resultaat een negatieve waarde zijn. Uit gegevens van 1992 tot 2000 bleek bijvoorbeeld dat bossen in de oostelijke Verenigde Staten netto-ecosysteemuitwisselingen hadden variërend van -84 tot -740. Dit geeft aan dat meer koolstof wordt verwijderd dan er vrijkomt. Als koolstof niet efficiënt wordt verwijderd, zal de kwaliteit van lucht - en leven - in een ecosysteem achteruitgaan. Andere factoren waarmee rekening moet worden gehouden voor de koolstofbalans in een ecosysteem is vervuiling door fabrieken en voertuigen, terwijl oceanen ook koolstof uit de atmosfeer verwijderen.