Primärproduktion

Primärproduktion bezeichnet in der Ökologie die Produktion organischer Materie aus anorganischem Kohlenstoff durch autotrophe Organismen. Sie bildet die Grundlage des Energieflusses in Ökosystemen und bestimmt, wie viel Biomasse als Nahrungsgrundlage für Konsumenten zur Verfügung steht. Die Primärproduktion lässt sich in Brutto-Primärproduktion (GPP) und Netto-Primärproduktion (NPP) unterscheiden. GPP ist die Gesamtheit der durch Photosynthese oder Chemosynthese erzeugten organischen Stoffe, während die Nettoprimärproduktion die Biomasse angibt, die nach dem Aufwand der autotrophen Atmung Ra für Wachstum übrig bleibt: NPP = GPP − Ra.

Autotrophe Produzenten sind Photoautotrophen wie Landpflanzen, Algen und Cyanobakterien; in bestimmten Lebensräumen sind auch Chemoautotrophe aktiv, die Energie aus chemischen Reaktionen gewinnen. In den meisten Ökosystemen dominiert die Photosynthese. Chemoautotrophe Systeme findet man vor allem in extremen Habitaten wie hydrothermalen Tiefseekesseln.

Die Primärproduktion wird in Einheiten von Biomasse pro Fläche und Zeit gemessen, etwa g C m−2 yr−1 oder mol C m−2 s−1. Werte variieren stark je nach Ökosystem, Klima, Lichtverfügbarkeit, Wasser und Nährstoffen. Zentrale Einflussfaktoren sind Licht, Temperatur, Wasserverfügbarkeit sowie Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor und CO2-Konzentration.

Bedeutung: Primärproduktion setzt den Primärenergiefluss fest, beeinflusst den globalen Kohlenstoffkreislauf und bestimmt die Produktivität von Ökosystemen. Die Messung erfolgt durch Biomassenreihen, CO2-Flussmessungen (z. B. Eddy-Kovarianz) und Fernerkundung (NDVI).