Primärproduzenten

Primärproduzenten sind Organismen, die organische Substanz aus anorganischen Substanzen herstellen und damit die Basis der Nahrungsnetze bilden. Sie fixieren Kohlenstoff und liefern die primäre Biomasse, aus der sich fast das gesamte Ökosystem speist. Die Primärproduktion umfasst die gesamte Menge an organischer Substanz, die von diesen Organismen in einer bestimmten Zeit geschaffen wird.

Es gibt zwei Haupttypen von Primärproduzenten. Photoautotrophe Primärproduzenten nutzen Lichtenergie durch Fotosynthese, chemoautotrophe dagegen chemische Energie aus reduzierten Substanzen. Zu den photoautotrophen gehören Landpflanzen, Algen und Cyanobakterien; in aquatischen Systemen dominieren Phytoplankton, Makroalgen und Seegräser. Chemoautotrophe treten oft in extremen oder lichtarmen Habitaten auf, etwa in Tiefsee-Hydrothermalgebieten, in bestimmten Böden und bei nitrifizierenden Bakterien.

Der Prozess der Fotosynthese lässt sich vereinfacht so beschreiben: CO2 und Wasser werden unter Nutzung von Lichtenergie zu organischen Substanzen und Sauerstoff umgewandelt. Chemoautotrophe Organismen nutzen chemische Reduktionsäquivalente (z. B. H2S, NH3) zur Energiegewinnung und fixieren ebenfalls CO2 zu organischer Substanz.

Primärproduktion wird oft als Brutto-Primärproduktion (GPP) gemessen; die Netto-Primärproduktion (NPP) entspricht GPP minus der autotrophen Atmungsleistung und gibt an, wie viel Biomasse tatsächlich für Konsumenten verfügbar bleibt. Messungen erfolgen über CO2-Fixierung, Biomassezuwachs oder Isotopenmethoden. Umweltfaktoren wie Lichtverfügbarkeit, Temperatur, Wasser und Nährstoffe beeinflussen die Primärproduktion stark; in Ozeanen limieren Lichttiefe und Nährstoffzufuhr, in Böden Feuchte und Bodennährstoffe.

Primärproduzenten tragen entscheidend zum Sauerstoffangebot, zum Kohlenstoffkreislauf und zur Struktur von Ökosystemen bei. Sie sind zentrale Nutzungs- und Forschungsobjekte in Ökologie, Forst- und Landwirtschaftswissenschaften.