Ett ekosystem omfattar djur, växter, mikrober och de icke-levande habitatkomponenterna kring dem, såsom vatten, luft och mark. Varje levande organism kräver en viss form av energiproduktion. Alla djur kräver andning, utbyte av syre för koldioxid, för att hålla sig vid liv. Växter kräver också andning och syre, men de fixar eller avlägsnar också kol från miljön och producerar livsgivande syre som används av djur, drivna av solenergi som de skördar med specialiserade organeller som kallas kloroplaster. Nätets ekosystemutbyte beräknas med en formel som visar hur mycket kol som sätts i miljön jämfört med hur mycket som tas bort. Netekosystemutbyte kallas också ibland "netekosystemproduktion."

Kolsyrekoncentrationen

För att behålla livet på jorden som det är nu måste kol i atmosfären och koldioxid som är fast i biologiska organismer balanseras. Om inte, kommer klimatförändringar att resultera. Djur och människor lägger till mer kol i ekosystemet genom att helt enkelt andas. Atmosfäriskt kol produceras också genom förfall, då döda djur och växtämnen släpper ut kol som lagras i sina vävnader och genom förbränning av träd, växter och fossila bränslen, såsom olja och kol. För att motverka dessa effekter kallas levande växter som "kolsänkor" eftersom de tar bort koldioxid från miljön och omvandlar den till syre och mat energi.

Nyckelfaktorer och villkor

Flera faktorer behövs för att bestämma nätets ekosystemutbyte. Den första är netto primärproduktion, som är nettobeloppet organiskt kol avlägsnat från ekosystemet av växter. Växter är autotrofer, vilket innebär att de kan bilda näringsämnen och energi från oorganiska ämnen och solljus under en process som kallas fotosyntes. Den totala mängden kol som är fast - avlägsnat från ekosystemet - under fotosyntes kallas bruttoproduktion. Men växter ger också av kol vid andning. Följaktligen beräknas nettopriproduktion genom att subtrahera mängden kol som avges av växter under andning från den mängd kol som fastställs under bruttoproduktionen.

Bestämning av ekosystemutbyte

Medan växter är autotrofer , människor och djur är heterotrofer, vilket innebär att de kräver organiska näringsämnen - mat - från miljön och måste använda syre för att producera energi från smält mat. Heterotrofisk andning ger stora mängder kol som sätts in i ekosystemet. Därför bestäms nettosekosystemutbytet genom att subtrahera mängden kol som produceras genom heterotrofisk andning från nettopriproduktionen.

Egenskaper hos ekosystem

Kolbalans är en grundläggande egenskap som säkerställer att ekosystemen är hållbara och hälsosam. Nätekosystemutbyte bidrar till att mäta balansen i kolcykeln. Eftersom det beräknas genom att subtrahera hur mycket kolväxter fixar eller tar bort, från hur mycket kol som sätts i ekosystemet, skulle det bästa resultatet vara ett negativt värde. Exempelvis visade data från 1992 till 2000 att skogar i östra USA hade nettosekosystemutbyten från -84 till -740. Detta indikerar att mer kol tas bort än det släpps. Om kol inte avlägsnas effektivt, kommer kvaliteten på luft och liv i ett ekosystem att drabbas. Andra faktorer att överväga för kolbalans i ett ekosystem är föroreningar från fabriker och fordon, medan oceanerna också tar bort kol från atmosfären.