เนื้อหา
ระบบนิเวศรวมถึงสัตว์พืชจุลินทรีย์และส่วนประกอบของที่อยู่อาศัยที่ไม่มีชีวิตรอบตัวเช่นน้ำอากาศและดิน สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดต้องใช้พลังงานรูปแบบหนึ่ง สัตว์ทุกชนิดต้องการการหายใจการแลกเปลี่ยนออกซิเจนสำหรับคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อให้มีชีวิต พืชต้องการการหายใจและออกซิเจน แต่พวกมันยังสามารถแก้ไขหรือกำจัดคาร์บอนออกจากสิ่งแวดล้อมและผลิตออกซิเจนที่ใช้ชีวิตโดยสัตว์โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่พวกมันเก็บเกี่ยวโดยใช้ออร์แกเนลล์พิเศษที่เรียกว่าคลอโรพลาสต์ การแลกเปลี่ยนระบบนิเวศสุทธิคำนวณโดยสูตรที่แสดงจำนวนคาร์บอนที่ถูกใส่เข้าไปในสิ่งแวดล้อมเมื่อเทียบกับจำนวนที่ถูกลบออกไป การแลกเปลี่ยนระบบนิเวศสุทธิบางครั้งเรียกว่า "การผลิตระบบนิเวศสุทธิ"
วัฏจักรคาร์บอน
เพื่อรักษาชีวิตบนโลกอย่างที่เป็นอยู่ตอนนี้คาร์บอนในชั้นบรรยากาศและคาร์บอนที่ถูกตรึงอยู่กับสิ่งมีชีวิตทางชีวภาพจำเป็นต้องมีความสมดุล หากไม่มีการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะส่งผลให้ สัตว์และผู้คนเติมคาร์บอนเข้าไปในระบบนิเวศด้วยการหายใจ คาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศก็เกิดจากการสลายตัวเช่นเดียวกับสัตว์ที่ตายแล้วและสสารของพืชปล่อยคาร์บอนที่เก็บไว้ในเนื้อเยื่อและจากการเผาไหม้ต้นไม้พืชและเชื้อเพลิงฟอสซิลเช่นน้ำมันและถ่านหิน เพื่อต่อสู้กับผลกระทบเหล่านี้พืชมีชีวิตถูกเรียกว่า "อ่างคาร์บอน" เพราะกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์จากสิ่งแวดล้อมและเปลี่ยนเป็นออกซิเจนและพลังงานอาหาร
ปัจจัยสำคัญและเงื่อนไข
มีหลายปัจจัยที่จำเป็นในการพิจารณาการแลกเปลี่ยนระบบนิเวศสุทธิ สิ่งแรกคือการผลิตขั้นต้นสุทธิซึ่งเป็นปริมาณสุทธิของคาร์บอนอินทรีย์ที่ถูกลบออกจากระบบนิเวศโดยพืช พืชเป็น autotrophs ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถสร้างสารอาหารและพลังงานจากสารอนินทรีย์และแสงแดดในระหว่างกระบวนการที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง ปริมาณคาร์บอนคงที่ทั้งหมด - ถูกลบออกจากระบบนิเวศ - ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงเรียกว่าการผลิตขั้นต้นขั้นต้น อย่างไรก็ตามพืชยังปล่อยคาร์บอนออกมาในระหว่างการหายใจ ดังนั้นการผลิตขั้นต้นสุทธิถูกคำนวณโดยการลบจำนวนคาร์บอนที่พืชได้รับจากการหายใจระหว่างการหายใจจากปริมาณของคาร์บอนคงที่ในระหว่างการผลิตขั้นต้น
การพิจารณาการแลกเปลี่ยนระบบนิเวศสุทธิ
ในขณะที่พืชเป็น autotrophs มนุษย์และสัตว์ต่างก็เป็น heterotrophs ซึ่งหมายความว่าพวกมันต้องการสารอาหารอินทรีย์ - อาหาร - จากสิ่งแวดล้อมและต้องใช้ออกซิเจนในการผลิตพลังงานจากอาหารที่ย่อย การหายใจแบบเฮเทอโรโทรฟทำให้เกิดคาร์บอนจำนวนมากที่ถูกนำไปใช้ในระบบนิเวศ ดังนั้นการแลกเปลี่ยนระบบนิเวศสุทธิจะถูกกำหนดโดยการลบปริมาณของคาร์บอนที่ผลิตโดยการหายใจ heterotrophic จากการผลิตขั้นต้นสุทธิ
คุณสมบัติของระบบนิเวศ
ความสมดุลของคาร์บอนเป็นคุณสมบัติพื้นฐานที่ทำให้ระบบนิเวศยั่งยืนและมีสุขภาพที่ดี การแลกเปลี่ยนระบบนิเวศสุทธิช่วยในการวัดสมดุลของวัฏจักรคาร์บอน เมื่อคำนวณโดยการลบจำนวนพืชคาร์บอนที่จะแก้ไขหรือลบออกจากจำนวนคาร์บอนที่ใส่เข้าไปในระบบนิเวศผลที่ดีที่สุดจะเป็นค่าลบ ตัวอย่างเช่นข้อมูลจากปี 1992 ถึงปี 2000 แสดงให้เห็นว่าป่าในสหรัฐอเมริกาตะวันออกมีการแลกเปลี่ยนระบบนิเวศสุทธิตั้งแต่ -84 ถึง -740 สิ่งนี้บ่งชี้ว่ามีการลบคาร์บอนมากกว่าที่ปล่อยออกมา หากคาร์บอนไม่ถูกกำจัดอย่างมีประสิทธิภาพคุณภาพอากาศ - และสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศจะประสบ ปัจจัยอื่นที่ต้องพิจารณาเพื่อรักษาสมดุลของคาร์บอนในระบบนิเวศคือมลพิษจากโรงงานและยานพาหนะในขณะที่มหาสมุทรก็กำจัดคาร์บอนออกจากบรรยากาศด้วย