総一次生産量(GPP)と純一次生産量(NPP)の比較

地球は物質と栄養の閉じたシステムですが、エネルギーの開いたシステムでもあります。一次生産とは、水や二酸化炭素などの無機化合物を、生物学的なエネルギー利用により有機化合物に変換する過程のことです。主なエネルギー源は太陽光だが、化学エネルギーを利用して有機化合物を生成する生物もいる。

太陽光をエネルギー源として、有機化合物を生成するプロセスを光合成といいます。独立栄養生物は、光合成の一次生物として知られています。化合物の酸化や還元によって生じる化学エネルギーをエネルギー源とする生物もあり、そのような生物は岩石栄養生物と呼ばれる。固定エネルギーの一部は、呼吸や光呼吸などの内部プロセスに使用される（Taylor, 1998）。

しかし、一次生産時には、単純な無機化合物から糖質などの複雑な有機化合物が合成される。固定されたエネルギーは食物連鎖を経て従属栄養消費者に流れる。

また、地表の緯度の違いにより、エネルギーの総固定量が場所によって異なる場合があり、植生の量も場所によって異なる。反射、放射、熱の蒸発により、一部のエネルギーは失われます。このように、一次生産量は空間的・時間的に変化します。

しかし、生体を流れる総エネルギー量を決定し、バイオマスの収量を左右する重要な現象である。

第一次GDP

総一次生産量は、呼吸に使われるエネルギーを含む、有機化合物として固定されたエネルギーの総量である。さらに、GPPは独立栄養生物によって単位時間あたりに固定される二酸化炭素の総量であると説明されている。したがって、光独立栄養生物と化学独立栄養生物によって固定されるエネルギーも含まれる。GPPの単位は、Maas/area/timeである。

GPPは、無機成分はすべて有機化合物である糖に変換されるため、糖を測定することで理論的に算出することができるのです。

純一次生産量 (NPP)

純一次生産量は、呼吸に使われるエネルギーを除いて、有機化合物または総バイオマスとして固定されたエネルギーである。これは、潜在的に利用可能なエネルギーの次のレベルです。つまり、この原子力発電所は、工場の生産工程や消費者の食を維持するために使われているのです。原子力発電所の単位はGPPと同じで、マース/面積/時間です。

参考文献