Los ecosistemas terrestres dependen de la energía del sol para apoyar el crecimiento y el mantenimiento. Las plantas son productoras primarias que, a través de la fotosíntesis, fabrican moléculas orgánicas como carbohidratos y lípidos a partir de materias primas inorgánicas (CO2, agua, nutrientes minerales). Por lo tanto, la productividad primaria es un determinante fundamental tanto de la estructura como del funcionamiento de los biomas terrestres., La energía y el carbono de la producción primaria suministran a los consumidores, incluidos los seres humanos, el combustible necesario para apoyar su metabolismo, al tiempo que proporcionan compuestos de carbono esenciales que forman los ladrillos y el mortero de las células vivas. Además de la radiación solar, los principales factores abióticos que afectan las tasas de fotosíntesis y la NPP son el agua, la temperatura, la concentración de dióxido de carbono y los nutrientes., A nivel mundial, existe una amplia relación de equilibrio entre la NPP, la temperatura y la precipitación que se ve fuertemente afectada por las limitaciones de nutrientes y, por lo tanto, el conocimiento de la distribución mundial de la NPP es importante para comprender la dinámica de la vegetación en los biomas, los patrones de biodiversidad, el rendimiento agrícola potencial y la predicción de los cambios climáticos globales.Some of the key factors that lead to long-term reductions in NPP are associated with various forms of land degradation., Esto incluye la erosión del suelo (viento, agua), el agotamiento de nutrientes, la salinización, la compactación del suelo y la formación de costras, las pérdidas de la capa superficial del suelo y el agotamiento de nutrientes, las alteraciones de la composición y estructura de la vegetación y el agotamiento del agua. De hecho, la mayoría de los tipos de perturbación del suelo pueden tener impactos devastadores en la productividad de una región. Uno de los ejemplos más extremos de los impactos de la pérdida de suelo en la productividad es Islandia. La agricultura Islandesa se basa principalmente en la cría de ovejas, la producción lechera y la producción avícola., Debido a numerosos factores, pero especialmente la mala gestión del pastoreo y la cosecha de madera, toda la capa superior del suelo se ha perdido en vastas áreas de la isla. Numerosos procesos biogeoquímicos afectan el equilibrio de carbono de los biomas terrestres, incluyendo la fotosíntesis, la respiración de las plantas, la respiración microbiana, las pérdidas por lixiviación, la erosión, la herbivoría, el fuego y las tasas de erosión de las rocas. La apropiación humana de la PNP y la modificación de la superficie de la Tierra en los últimos siglos ha alterado muchos de estos procesos., Net biome production (NBP), which applies to changes in carbon stocks over large spatial areas and long time periods, is helpful to describe changes in carbon balances after losses due to natural or anthropogenic disturbances. NBP equilibra las emisiones de carbono con las pérdidas no respiratorias, como incendios, deforestación, infestación de insectos, Sequías, cosechas agrícolas y flujos de respiración del ecosistema con NPP, e indica la fuerza de la fuente de carbono-sumidero y el posible flujo de retroalimentación positiva a las concentraciones atmosféricas de CO2., Climate change and human-induced degradation may well result in an increased or decreased NBP. El cambio ambiental mundial está alterando rápidamente la dinámica de los biomas terrestres. Esto tiene consecuencias importantes para el funcionamiento y la estructura del Sistema Terrestre, incluida la prestación de servicios de los ecosistemas. Las mediciones satelitales a largo plazo han identificado una ecologización generalizada de la Tierra., Los cuatro factores clave de este cambio son los efectos de fertilización del CO2 atmosférico (esto explica el 70% de la tendencia ecológica observada), la deposición de nitrógeno (9 %), el cambio climático (8 %) y el cambio de la cubierta terrestre (4 %). Las concentraciones mundiales de CO2 han aumentado de unas 280 ppm al comienzo de la revolución industrial a unas 406 ppm en 2017.
Las concentraciones elevadas de dióxido de carbono tienen numerosos efectos en las plantas, como actuar como un fertilizante que estimula aumentos en la fotosíntesis., Las concentraciones elevadas de CO2 también tienden a reducir la pérdida de agua en las plantas, lo que puede ser más importante que el efecto directo del aumento de las tasas de fotosíntesis debido a las tendencias mundiales en la aridez cambiante. Existe evidencia de que el efecto de la fertilización con CO2 puede cambiar la mezcla planta-especie (como mejorar el crecimiento de las plantas leñosas sobre el crecimiento de la hierba), reducir la relación carbono-nitrógeno de las plantas (haciendo que el pastoreo y el material de exploración sean menos apetecibles) y evocar respuestas evolutivas a largo plazo., It is therefore likely that increased NPP due to increased CO2 concentrations may be changing useful ecosystem services in some areas, despite the higher plant productivity. Sin embargo, las generalizaciones son difíciles de hacer porque hay muchas reacciones e interacciones con otras variables, como la temperatura, los nutrientes, la disponibilidad de agua y la competencia planta-Planta.
Las directas de CO2 de efecto sobre las plantas deben ser más fuertemente expresado en caliente, los ambientes áridos donde el agua es la principal limitación para el crecimiento de la vegetación y donde la degradación de la tierra es generalizada., De hecho, se ha demostrado que el aumento del 14% en el CO2 atmosférico (que abarca el período 1982-2010) condujo a un aumento del 5-10% en el follaje verde en ambientes cálidos y áridos. Can global increases in NPP mask the impacts of degradation? Un cambio a largo plazo en el PNP es potencialmente un útil indicador de la degradación de la tierra, pero la interpretación de los cambios a corto plazo en el PNP como la degradación puede ser engañosa, ya que puede ser un reflejo de las fluctuaciones climáticas., Los científicos han intentado utilizar la eficiencia del uso de la lluvia (NPP por unidad de agua) para comprender mejor las tendencias de degradación, que han tenido más éxito durante largos períodos de tiempo. Also, in combination with climate impact, anthropogenic land use can increase NPP but mask other forms of degradation. Los sistemas de cultivo altamente productivos pueden aumentar la NPP, pero afectan a otros servicios de los ecosistemas, como el suministro de agua y nutrientes. La presión del pastoreo puede causar un cambio de especie a, por ejemplo, arbustos leñosos que muestran un aumento en la NPP, pero reducen la palatabilidad y la biodiversidad., Por lo tanto, es importante incluir PNP, cambios en la evaluación de la degradación de la tierra, pero estos cambios solo pueden ser interpretadas correctamente al considerar la dinámica de otros servicios de los ecosistemas y de la situación socio-económica.la producción de biomasa es el proceso más importante de la Biosfera. Afecta directamente a muchos servicios de los ecosistemas, como el ciclo Mundial del carbono, que a su vez afecta al ciclo del agua y al clima., De hecho, muchos servicios ecosistémicos están correlacionados positivamente con la producción primaria neta (NPP), incluida la producción de alimentos, la regulación del clima, la purificación del agua, el mantenimiento de nutrientes, suelos saludables, sumideros de carbono, biodiversidad y función estética del paisaje. La NPP dicta la cantidad de carbono sintetizado dentro de un ecosistema, que en última instancia está disponible para los consumidores, incluidos los humanos. De hecho, asociado con el aumento del crecimiento de la población en el último milenio, una cantidad desproporcionada del PNP del mundo ahora es consumida por los seres humanos.,los seres humanos tienen un impacto importante en la NPP a través del uso de riego y fertilizantes. Es la pérdida de la PNP, a través de acciones tales como el aumento de la erosión del suelo, la deforestación y la salinización de los suelos que forma la base de muchas formas de degradación de la tierra. También hay formas de degradación en las que la PNP puede mantenerse constante, o incluso aumentar, pero en las que cambian importantes servicios de los ecosistemas., Los ejemplos incluyen especies de plantas, cambios de composición en respuesta a la presión de pastoreo, donde las hierbas apetecibles son reemplazadas por otras menos apetecibles, o en algunos casos donde las hierbas apetecibles son reemplazadas por arbustos leñosos desagradables. En tales circunstancias, la capacidad de pastoreo de los pastizales puede reducirse considerablemente, la biodiversidad puede perderse, pero el secuestro de carbono y otros servicios de regulación de los ecosistemas pueden mantenerse o incluso mejorarse. La fertilización con CO2 está teniendo un impacto en el índice de área foliar (LAI) (y, por lo tanto, en el NPP) en vastas áreas de la Tierra., El 70% de los impactos observados en el IAV a los efectos de la fertilización con CO2, siendo responsables de los cambios observados restantes factores como la deposición de nitrógeno, las precipitaciones y la temperatura inducidas por el cambio climático, así como el cambio de la cubierta terrestre.
