Produção Primária e Decomposição

A produção primária estabelece o orçamento energético de um ecossistema, enquanto a decomposição fecha o ciclo ao decompor a matéria morta e devolver os nutrientes à circulação.

Definition

A produção primária é a síntese de matéria orgânica por autotróficos, e a decomposição é a sua quebra por heterotróficos; juntas, elas determinam o armazenamento e a renovação de carbono e nutrientes nos ecossistemas.

Scope

Este tópico abrange os dois fluxos opostos que governam o carbono e os nutrientes do ecossistema: a produção primária, a fixação de carbono por autotróficos e os fatores que a limitam, e a decomposição, a quebra da matéria orgânica morta por detritívoros e micróbios. Ele trata da produção primária bruta e líquida, dos controles por luz, água, temperatura e nutrientes, das taxas de decomposição e da qualidade da serapilheira, e da formação e renovação da matéria orgânica do solo.

Core questions

• O que limita a taxa de produção primária em diferentes ecossistemas?
• Como a produção primária bruta e líquida diferem?
• O que controla a taxa na qual a matéria orgânica morta se decompõe?
• Como a produção e a decomposição juntas regulam o armazenamento de carbono e nutrientes?

Key theories

Limitação de recursos na produção

A produção primária é restringida pelo suprimento de luz, água, temperatura e, especialmente, nutrientes limitantes como nitrogênio e fósforo, de modo que o recurso mais limitante estabelece o teto para a fixação de carbono.

Controles sobre a decomposição

A taxa de decomposição é governada pelo clima, pela qualidade química da serapilheira e pela comunidade de decompositores, com baixa temperatura, encharcamento ou serapilheira recalcitrante retardando a quebra e promovendo o acúmulo de matéria orgânica.

Mechanisms

Os autotróficos fixam o dióxido de carbono em compostos orgânicos durante a fotossíntese a uma taxa (produção primária bruta) definida pela captação de luz e limitada pela disponibilidade de água, temperatura e nutrientes; subtraindo a respiração da planta, obtém-se a produção primária líquida. O material vegetal e animal morto é fragmentado por detritívoros e decomposto enzimaticamente por fungos e bactérias, liberando dióxido de carbono e mineralizando nutrientes em formas que as plantas podem reutilizar. Quando a decomposição atrasa a produção — devido ao frio, anoxia ou serapilheira recalcitrante — o carbono orgânico acumula-se como matéria orgânica do solo ou turfa.

Clinical relevance

A produção e a decomposição governam a fertilidade do solo, o armazenamento de carbono nos solos e na vegetação, os rendimentos agrícolas e a resposta do ciclo do carbono ao uso da terra e às mudanças climáticas. Este é um contexto educacional, não uma prescrição de manejo.

History

A medição quantitativa da produção primária expandiu-se através do Programa Biológico Internacional nas décadas de 1960 e 1970, e os estudos de decomposição ligaram a qualidade da serapilheira à ciclagem de nutrientes. O sensoriamento remoto por satélite posteriormente permitiu estimativas globais da produção primária líquida em terra e no oceano, conforme sintetizado por Field e colegas em 1998.

Key figures

• Eugene Odum
• F. Stuart Chapin
• Peter Vitousek
• Christopher Field

Seminal works

• chapin2011
• field1998
• begon2006

Frequently asked questions

O que é produção primária líquida?

A produção primária líquida é a quantidade de matéria orgânica que os produtores criam e retêm após subtrair a energia que utilizam em sua própria respiração; ela representa a nova biomassa disponível para o restante do ecossistema.

Por que a matéria orgânica se acumula em alguns solos?

Quando condições como frio, encharcamento ou serapilheira de baixa qualidade retardam a decomposição abaixo da taxa de produção, a matéria orgânica morta se acumula mais rapidamente do que é decomposta, formando solos ricos ou turfa.