การผลิตขั้นต้นขั้นต้น (GPP) เทียบกับการผลิตขั้นต้นสุทธิ (NPP)
แม้ว่าโลกจะเป็นระบบปิดสำหรับวัสดุและสารอาหาร แต่ก็เป็นระบบเปิดสำหรับพลังงาน การผลิตขั้นต้นเป็นกระบวนการที่สารประกอบอนินทรีย์เช่นน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ถูกแปลงเป็นสารประกอบอินทรีย์ผ่านสิ่งมีชีวิตโดยใช้แหล่งพลังงาน แม้ว่าแหล่งพลังงานหลักคือแสงแดด แต่สิ่งมีชีวิตบางชนิดก็ใช้พลังงานเคมีเพื่อผลิตสารประกอบอินทรีย์
กระบวนการที่ใช้แสงแดดเป็นแหล่งพลังงานในการผลิตสารประกอบอินทรีย์เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงสิ่งมีชีวิตที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ด้วยแสงเรียกว่า autotrophs หรือผู้ผลิตหลัก สิ่งมีชีวิตบางชนิดใช้พลังงานเคมีจากการเกิดออกซิเดชันหรือการลดลงของสารประกอบเคมีเป็นแหล่งพลังงาน จึงเรียกว่าสิ่งมีชีวิตลิโธโทรฟิก พลังงานคงที่ส่วนหนึ่งใช้ในกระบวนการภายใน เช่น การหายใจและการหายใจด้วยแสง (Taylor, 1998)
อย่างไรก็ตาม ในกระบวนการผลิตขั้นต้น สารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อน เช่น คาร์โบไฮเดรต ถูกสังเคราะห์จากสารประกอบอนินทรีย์ธรรมดา พลังงานคงที่ไหลผ่านห่วงโซ่อาหารไปยังผู้บริโภคที่เป็นเฮเทอโรโทรฟ
เนื่องจากพื้นผิวโลกละติจูดที่แตกต่างกัน การตรึงพลังงานทั้งหมดอาจแตกต่างกันไปในแต่ละสถานที่ และตำแหน่งที่แตกต่างกันจะแตกต่างกันไปตามปริมาณของพืช พลังงานบางส่วนสูญเสียไปเนื่องจากการสะท้อน การแผ่รังสี และความร้อนของการระเหย ดังนั้นการผลิตขั้นต้นจึงแตกต่างกันไปตามพื้นที่และเวลา
อย่างไรก็ตาม นี่เป็นปรากฏการณ์สำคัญในการกำหนดการไหลของพลังงานทั้งหมดผ่านสิ่งมีชีวิตและการกำหนดการผลิตชีวมวล
การผลิตขั้นต้นขั้นต้น (GPP)
การผลิตขั้นต้นคือพลังงานทั้งหมดที่ตรึงอยู่กับสารประกอบอินทรีย์รวมทั้งพลังงานที่ใช้สำหรับการหายใจ อธิบายเพิ่มเติมว่า การผลิตรวมคือคาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมดที่กำหนดโดย autotrophs ต่อหน่วยเวลา ดังนั้นจึงรวมพลังงานที่ตรึงอยู่กับโฟโตออโตโทรฟและเคมีเอาโตโทรฟ หน่วยของ GPP คือ Maas/Area/Time
GPP สามารถคำนวณตามทฤษฎีได้เนื่องจากส่วนประกอบอนินทรีย์ทั้งหมดจะถูกแปลงเป็นสารประกอบอินทรีย์ กล่าวคือ น้ำตาล ดังนั้นโดยการวัดน้ำตาลจึงสามารถคำนวณ GPP
การผลิตขั้นต้นสุทธิ (NPP)
การผลิตขั้นต้นสุทธิคือพลังงานที่ตรึงอยู่กับสารประกอบอินทรีย์หรือชีวมวลรวม ไม่รวมพลังงานที่ใช้สำหรับการหายใจ ซึ่งเป็นพลังงานที่มีศักยภาพในระดับต่อไป ดังนั้น NPP นี้จึงใช้เพื่อรักษากระบวนการพืชและอาหารสำหรับผู้บริโภค หน่วยของ NPP เหมือนกับ GPP; เช่น Maas/Area/Time.
การผลิตขั้นต้นขั้นต้น (GPP) และการผลิตขั้นต้นสุทธิ (NPP) แตกต่างกันอย่างไร
• ความแตกต่างหลักระหว่าง GPP และ NPP คือ การผลิตขั้นต้นขั้นต้นคือพลังงานทั้งหมดที่ตรึงอยู่กับสารประกอบอินทรีย์รวมถึงพลังงานที่ใช้สำหรับการหายใจ ในขณะที่การผลิตขั้นต้นสุทธิคือพลังงานที่ตรึงอยู่กับสารประกอบอินทรีย์หรือชีวมวลทั้งหมด ไม่รวม พลังงานที่ใช้ในการหายใจ
• GPP คำนวณได้ยากเพราะยากต่อการระบุพลังงานที่ใช้สำหรับกระบวนการเผาผลาญ เช่น การหายใจอย่างแม่นยำ เนื่องจากเป็นกระบวนการต่อเนื่อง ในขณะที่ NPP คำนวณได้ง่ายเพราะไม่รวมการหายใจ
• GPP ถูกวัดในตอนกลางคืนโดยใช้ระบบ Eddy covariance เนื่องจากมันวัดการหายใจของวัตถุที่มีชีวิตในระบบนิเวศ ในขณะที่ NPP ไม่ต้องการการคำนวณนั้นเนื่องจากไม่รวมการหายใจของพืช
• การวัด NPP มักใช้ในระบบภาคพื้นดินมากกว่า GPP เนื่องจากความแม่นยำต่ำ