ecosistemele terestre depind de energia soarelui pentru a susține creșterea și întreținerea. Plantele sunt producători primari care, prin fotosinteză, fabrică molecule organice precum carbohidrații și lipidele din materii prime anorganice (CO2, apă, nutrienți minerali). Productivitatea primară este astfel un determinant fundamental atât al structurii, cât și al funcționării biomaselor terestre., Energia și carbonul din producția primară furnizează consumatorilor, inclusiv oamenilor, combustibilul necesar pentru a susține metabolismul lor, furnizând în același timp compuși esențiali de carbon care formează cărămizile și mortarul celulelor vii. În plus față de radiațiile solare, principalii factori abiotici care afectează ratele de fotosinteză și NPP sunt apa, temperatura, concentrația de dioxid de carbon și substanțele nutritive., La nivel global, există o relație largă de echilibru între CNE, temperatură și precipitații, care este puternic afectată de limitările nutritive și, prin urmare, cunoașterea distribuției globale a CNE este importantă pentru înțelegerea dinamicii vegetației în biomuri, modele de biodiversitate, randament agricol potențial și prezicerea schimbărilor climatice globale.unii dintre factorii cheie care duc la reduceri pe termen lung ale CNE sunt asociate cu diferite forme de degradare a terenurilor., Aceasta include eroziunea solului (vânt, apă), epuizarea nutrienților, salinizarea, compactarea și crustarea solului, pierderile de sol vegetal și epuizarea nutrienților, modificările compoziției și structurii vegetației și epuizarea apei. De fapt, majoritatea tipurilor de perturbări ale solului pot avea efecte devastatoare asupra productivității unei regiuni. Unul dintre cele mai extreme Exemple de impact al pierderilor de sol asupra productivității este Islanda. Agricultura islandeză se bazează în principal pe creșterea ovinelor, producția de produse lactate și de păsări de curte., Din cauza numeroșilor factori, dar mai ales a gestionării deficitare a pășunatului și a recoltării lemnului, întregul sol vegetal a fost pierdut pe suprafețe întinse ale insulei. Numeroase procese biogeochimice afectează echilibrul de carbon al biomurilor terestre, inclusiv fotosinteza, respirația plantelor, respirația microbiană, pierderile de leșiere, eroziunea, ierbivoria, focul și ratele de intemperii ale rocilor. Însușirea umană a centralei nucleare și modificarea suprafeței Pământului în ultimele secole a modificat multe dintre aceste procese., Producția netă de biom( NBP), care se aplică modificărilor stocurilor de carbon în zone spațiale mari și perioade lungi de timp, este utilă pentru a descrie modificările soldurilor de carbon după pierderi datorate tulburărilor naturale sau antropice. NBP soldurile emisiile de carbon cu non-respiratorii pierderi, cum ar fi incendii, defrișări, insecte, seceta, agricole, recolte, și ecosistemului respirația fluxuri cu CNE, și indică sursă de carbon-chiuveta rezistență și posibil feedback-ul pozitiv de flux a concentrațiilor atmosferice de CO2., Schimbările climatice și degradarea indusă de om pot duce la o creștere sau scădere a NBP. Schimbările globale de mediu modifică rapid dinamica biomaselor terestre. Acest lucru are consecințe majore pentru funcționarea și structura sistemului terestru, inclusiv furnizarea de servicii ecosistemice. Măsurătorile prin satelit pe termen lung au identificat o ecologizare pe scară largă a Pământului., Cei patru factori cheie ai acestei schimbări sunt efectele de fertilizare ale CO2 atmosferic (acest lucru explică 70% din tendința de ecologizare observată), depunerea de azot (9 %), schimbările climatice (8 %) și schimbarea acoperirii terenurilor (4 %). Concentrațiile globale de CO2 au crescut de la aproximativ 280 ppm la începutul revoluției industriale la aproximativ 406 ppm în 2017.
concentrațiile ridicate de dioxid de carbon au numeroase efecte asupra plantelor, cum ar fi acționând ca un îngrășământ care stimulează creșterea fotosintezei., Concentrațiile crescute de CO2 tind, de asemenea, să reducă pierderile de apă din plante, ceea ce poate fi mai important decât efectul direct al ratelor crescute de fotosinteză datorită tendințelor globale în schimbarea aridității. Există dovezi că CO2-fertilizare efect poate schimba plantă-specie de amestec (cum ar fi consolidarea woody de creștere a plantelor pe iarba de crestere), reduce carbon-azot raport de plante (realizarea de pășunat și răsfoiți material mai puțin plăcute), și evoca pe termen lung evolutiv răspunsuri., Prin urmare, este probabil ca creșterea NPP datorată creșterii concentrațiilor de CO2 să schimbe serviciile ecosistemice utile în unele zone, în ciuda productivității mai mari a plantelor. Cu toate acestea, generalizările sunt dificil de făcut, deoarece există multe feedback-uri și interacțiuni cu alte variabile, cum ar fi temperatura, nutrienții, disponibilitatea apei și concurența plantă-plantă.
efectul direct al CO2 asupra plantelor ar trebui să fie cel mai puternic exprimat în medii calde și aride, unde apa este limitarea dominantă a creșterii vegetației și unde degradarea terenurilor este larg răspândită., Într-adevăr, s-a demonstrat că creșterea cu 14% a CO2 atmosferic (care acoperă perioada 1982-2010) a dus la o creștere cu 5-10% a frunzelor verzi în medii calde și aride. Creșterea globală a centralelor nucleare poate masca impactul degradării? Schimbare pe termen lung a CNE este potențial un indicator util de degradare a terenurilor, dar interpretarea schimbări pe termen scurt în NPP ca degradarea poate fi înșelătoare, deoarece acesta poate fi o reflectare de fluctuațiile climatice., Oamenii de știință au încercat să utilizeze eficiența utilizării ploii (NPP pe unitate de apă) pentru a înțelege mai bine tendințele de degradare, care au avut cel mai mare succes pe perioade lungi de timp. De asemenea, în combinație cu impactul climatic, utilizarea antropică a terenurilor poate crește NPP, dar poate masca alte forme de degradare. Sistemele de cultivare extrem de productive pot crește centralele nucleare, dar afectează alte servicii ecosistemice, cum ar fi aprovizionarea cu apă și nutrienți. Presiunea de pășunat poate provoca o schimbare a speciilor, de exemplu, arbuști lemnoși care prezintă o creștere a NPP, dar reduc palatabilitatea și biodiversitatea., Prin urmare, este important să se includă modificările CNE în evaluarea degradării terenurilor, dar aceste modificări pot fi interpretate corect doar atunci când se ia în considerare dinamica altor servicii ecosistemice și a situațiilor socio-economice.
producția de biomasă este cel mai important proces al biosferei. Aceasta are un impact direct asupra multor servicii ecosistemice, cum ar fi ciclul global al carbonului, care, la rândul său, afectează ciclul apei și clima., De fapt, multe servicii ecosistemice sunt corelate pozitiv cu producția primară netă (NPP), inclusiv producția de alimente, reglementarea climatică, purificarea apei, menținerea nutrienților, solurile sănătoase, chiuvetele de carbon, biodiversitatea și funcția peisajului estetic. NPP dictează cantitatea de carbon sintetizată într-un ecosistem, care este în cele din urmă disponibilă consumatorilor, inclusiv oamenilor. De fapt, asociată cu creșterea populației în ultimul mileniu, o cantitate disproporționată a centralei nucleare din lume este acum consumată de oameni.,
Oamenii au un impact major asupra NPP prin utilizarea de irigare și îngrășăminte. Pierderea centralei nucleare prin acțiuni precum eroziunea sporită a solului, defrișările și salinizarea solului constituie baza multor forme de degradare a terenurilor. Există, de asemenea, forme de degradare în care centralele nucleare pot rămâne constante sau chiar cresc, dar unde se schimbă serviciile ecosistemice importante., Exemple includ specii de plante, modificări compoziționale ca răspuns la presiunea pășunatului în cazul în care ierburile gustoase sunt înlocuite cu cele mai puțin gustoase sau, în unele cazuri, în cazul în care ierburile gustoase sunt înlocuite cu arbuști lemnoși nepalați. În astfel de circumstanțe, capacitatea de pășunat a rangeland-ului poate fi redusă considerabil, biodiversitatea poate fi pierdută, dar sechestrarea carbonului și alte servicii ecosistemice de reglementare pot fi menținute sau chiar îmbunătățite. Fertilizarea cu CO2 are un impact asupra indicelui suprafeței frunzelor (LAI) (și, prin urmare, NPP) pe suprafețe întinse ale Pământului., 70% din impacturile observate asupra LAI asupra efectelor de fertilizare cu CO2, factori precum depunerea de azot, precipitațiile și temperatura induse de schimbările climatice, precum și schimbarea acoperirii terenurilor fiind responsabili pentru modificările observate rămase.
