Salute e malattia
Gli ecologi hanno molti modi per misurare il comportamento di un ecosistema. Uno dei fattori più importanti in qualsiasi ecosistema è quali sostanze entrano nel sistema e quali ne escono. Gli ecosistemi sani hanno una quantità prevedibile di materiali che entrano ed escono costantemente mentre li scambiano con altri ambienti vicini, accumulando talvolta certe sostanze come il carbonio mentre il sistema cresce e si sviluppa. Gli ambienti malsani perdono troppe sostanze vitali o non riescono a eliminare efficacemente le tossine. Lo scambio netto dell'ecosistema è un concetto usato per valutare queste differenze.
Lo scambio netto dell'ecosistema, comunemente noto come NEE (Net Ecosystem Exchange), è una misura di quanto carbonio entra ed esce dall'ecosistema. A prima vista può sembrare semplice, ma il carbonio è un elemento molto comune e si trova in tutti i tipi di vita. Una delle fonti più comuni di variazione del carbonio nello scambio netto dell'ecosistema è la CO2 o anidride carbonica, che come gas può muoversi più facilmente tra gli ambienti.
GPP sta per Gross Primary Productivity, ovvero la quantità totale di materiali carboniosi creati da fonti di carbonio come l'anidride carbonica. Quando piante e animali creano questi materiali, aumentano il GPP del sistema, perché questo carbonio rimane nell'ambiente. Il GPP include anche altre fonti di carbonio, come la respirazione o i flussi naturali, che non significano che il sistema abbia effettivamente guadagnato carbonio, ma solo che il carbonio si sta muovendo naturalmente da un luogo all'altro. Il GPP influisce direttamente sul NEE.
In tutti gli ecosistemi studiati dagli ecologi, il NEE rimane normale — in altre parole, questi sistemi guadagnano costantemente materiali carboniosi. Ci sono diverse possibilità per questo effetto: potrebbe essere che gli ecologi non abbiano ancora studiato completamente i sistemi che perdono carbonio. Potrebbe anche essere che gli ecosistemi accumulino naturalmente carbonio, specialmente quando si verificano cambiamenti importanti. Potrebbe anche essere che il carbonio stia aumentando naturalmente nella biosfera a causa di livelli più alti di anidride carbonica.
Il NEE tiene conto di tutti gli scambi verticali di carbonio. Questo include i flussi di gas naturali che entrano ed escono dall'ecosistema a causa delle condizioni atmosferiche e della respirazione. Alcuni eventi, come un incendio, possono rimuovere facilmente una grande quantità di carbonio verticalmente. Il NEE tiene anche conto dell'advezione e del drenaggio del carbonio tramite cambiamenti di temperatura, movimenti di habitat e acque correnti.
Il NEE non tiene conto del trasferimento laterale del carbonio. Questo si riferisce al trasferimento di carbonio attraverso il suolo mentre gli elementi del suolo cambiano lentamente. Non tiene conto nemmeno dei flussi che si verificano quando i materiali lisciviano su o giù dal sottosuolo profondo.
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