Calculadora de productividad primaria neta (PPN): con PPB, biomasa o botellas clara y oscura

Cómo funciona

PPN = PPB − Ra · PPN = PPB × EUC · PPN (cosecha) = (B_final − B_inicial + hojarasca + herbivoría) ÷ años × fracción de carbono · PNE = PPN − Rh · CO₂ = C × 44/12 · Botellas: PPB = (clara − oscura) × 375 ÷ PQ, R = (inicial − oscura) × 375 × RQ, en mg C/m³ por incubación

La productividad primaria bruta (PPB) es todo el carbono que fijan las plantas o las algas por fotosíntesis. Una parte la gastan enseguida en su propia respiración (respiración autótrofa, Ra); lo que queda es la productividad primaria neta (PPN), el carbono que forma hojas, madera y raíces nuevas y que alimenta a todos los consumidores. La fracción de la PPB que termina como PPN es la eficiencia en el uso del carbono (EUC), que suele rondar el 50%, así que si solo conoces la PPB puedes estimar la PPN con esa razón. En campo, la PPN se mide a menudo por el método de cosecha: se pesa la biomasa viva en dos fechas y se suma lo que se produjo pero se perdió entre ambas (hojarasca y pastoreo); si no, el resultado sale bajo. La materia vegetal seca tiene cerca de 47% de carbono (valor predeterminado del IPCC), así que la masa seca se multiplica por esa fracción. Cada gramo de carbono equivale a 44/12 = 3.67 g de CO₂ retirado del aire y a unos 2.67 g de O₂ liberado. Si restas la respiración heterótrofa (microbios del suelo y animales) obtienes la productividad neta del ecosistema (PNE), que indica si el sitio es sumidero o fuente de carbono. En lagos y en el mar, el método de botellas clara y oscura mide oxígeno: la botella oscura solo registra respiración, la clara registra fotosíntesis menos respiración, y la diferencia entre ambas es la producción bruta. El oxígeno se pasa a carbono con 12/32 = 0.375 y el cociente fotosintético (cerca de 1.25 para el fitoplancton). La tabla de ecosistemas usa las medias de Whittaker y Likens, que están en materia seca; la columna de carbono aplica tu fracción de carbono.

Ejemplo resuelto

Con los valores predeterminados, la PPB es 2,500 g C/m²/año y la respiración autótrofa 1,300 g C/m²/año. La PPN es 2,500 − 1,300 = 1,200 g C/m²/año, con una eficiencia en el uso del carbono de 1,200 ÷ 2,500 = 48%. Con 47% de carbono, eso equivale a 1,200 ÷ 0.47 = 2,553 g de materia seca/m²/año, lo más parecido a una selva tropical húmeda (media de unos 2,200). El CO₂ fijado es 1,200 × 44/12 = 4,397 g CO₂/m²/año y se liberan unos 3,197 g de O₂. Por hectárea son 12.00 t C/ha/año o 44.0 t CO₂/ha/año (3.29 g C/m² al día), y las 10 ha fijan 120.0 t C (439.7 t CO₂) al año.

Fuentes: Field et al. (1998), global NPP 104.9 Pg C/yr — BioNumbers · Biome productivity table (Whittaker & Likens means) — Portland State University · IPCC 2006 Guidelines, Vol. 4 Ch. 4: carbon fraction 0.47 · Light and dark bottle productivity calculations — Kennesaw State University

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