Perustuotannon

Perustuotanto on ekologian käsite, jolla tarkoitetaan autotrofien epäorgaanisista aineista syntetisoiman orgaanisen aineksen muodostumista. Se muodostaa useimpien ekosysteemien ravintoverkkojen perustan ja on keskeinen osa ympäristön energian ja biomassan kiertoa. Perustuotanto voidaan kuvata sekä kasvien, levien että joidenkin bakteerien fotosynteesin kautta, ja joissakin erikoisympäristöissä myös kemosynteesi voi tuottaa osan tapahtuvasta tuotannosta.

Perustuotanto jaetaan yleensä bruttoperustuotantoon (GPP) ja nettoperustuotantoon (NPP). Bruttoperustuotanto on autotrofien tuottaman orgaanisen aineksen kokonaismäärä tietyllä alueella ajassa, kun taas nettoperustuotanto on sen osan jäljellä, mikä jää kasvien biomassan ja energian muodossa käytettäväksi seuraaville portaaleille. Nettoperustuotanto voidaan määrittää vähentämällä GPP:sta autotrofi- eli kasvien hengitys (Ra). Vähemmän teknisissä yhteyksissä NPP kuvastaa sitä energiamäärää, joka on muiden eliöiden käytettävissä.

Säätelevät tekijät vaihtelevat elinympäristön mukaan. Maaperä-, vesi- ja ilmasto-olosuhteet sekä valo-olosuhteet vaikuttavat merkittävästi perustuotantoon. Maaperän ravinteet ja veden saatavuus korostuvat maantieteellisesti vaihtelevissa ekosysteemeissä, kun taas valo ja lämpötila ovat avaintekijöitä sekä maa- että vesiekosysteemien tuotannossa. Meri- ja vesiekosysteemeissä perustuotantoa rajoittivat usein valon syvyys ja ravinteiden, erityisesti typen ja fosforin, saatavuus sekä karbonaattihappojen vaikutus.

Perustuotanto on keskeinen osa hiilenkiertoa ja ekosysteemien metaboliaa, mikä yhdistää ilmakehän ja maaperän tai vesistöjen hiilivarannot. Sen mittaaminen tapahtuu pääasiassa kaasujenvaihdon mittauksilla (esim. eddy covariance) GPP:n estimoinniksi, biomassan muutosten tai kaukokirjanpidon keinoin sekä joissakin vesistöissä liuenneen hiilen muutosten seurannalla.