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Lexikon der Biologie: Produktion

Produktion w [von latein. producere = erzeugen, ausdehnen], Ökologie: Gewinn an Energie (Bioenergie) oder energiereicher organischer Substanz (Biomasse [Tab.]) aus energiearmen, anorganischen Grundstoffen. Die Produktion kann bezogen werden auf Individuen, einzelne Organismenarten oder Populationen und Gruppen (Pflanzen, Pilze, Tiere, Mikroorganismen), aber auch auf ganze Ökosysteme oder die Biosphäre insgesamt. Die Erfassung der Produktion ist nur sinnvoll in Bezug auf eine Flächen- oder Raumeinheit während eines bestimmten Zeitabschnitts (meist wird das Jahr [a] als Bezugsgröße gewählt). Eine mögliche Angabe ist somit z.B. gm–2a–1. Die Produktion ist in tropischen Waldökosystemen (Tropen) und Riffen am größten, auch amphibische Bereiche wie Sümpfe (Sumpf) und Flußmündungsgebiete können eine sehr hohe Produktion erreichen sowie intensiv bewirtschaftetes Kulturland. Weniger produktiv sind Savannen und Steppen. Am geringsten ist die Produktion in Tundren (Tundra), Wüsten und offenen Ozeanen (Meer). Im Verlauf der Nahrungskette (Nahrungspyramide, ökologische Effizienz [Abb.]) ist die Produktion die Stoff- oder Energiemenge (Energiepyramide, Energieflußdiagramm [Abb.]), die nach Abzug von Nahrungsabfällen, Exkrementen (Fäkalien), Exkreten und Respiration (äußere Atmung) übrigbleibt. Zu unterscheiden ist die Primärproduktion oder Urproduktion der autotrophen Pflanzen (Autotrophie; Bruttophotosynthese) von der Folge- oder Sekundärproduktion auf höheren trophischen Ebenen (Ernährung, Nahrungsbeziehungen, Trophie), weiterhin die Bruttoproduktion (vor Verlusten durch Respiration) von der Nettoproduktion (nach Abzug der Respiration; Nettoprimärproduktion). – Es gibt verschiedene Methoden zu Bestimmung der Produktion. Die traditionelle ist die Erntemethode, bei der zu verschiedenen Zeitpunkten die (pflanzliche) Biomasse abgeerntet wird, wobei sich aus der Differenz der geernteten Biomasse die Produktion ergibt. Durch die Messung des CO2-Gaswechsels (Kohlendioxid) in Vegetationsbeständen läßt sich die Produktion zeitlich hoch aufgelöst (z.B. im Tagesverlauf) bestimmen. Eine sehr genaue, aber nur für Einzelpflanzen oder Mikrokosmen durchführbare Messung ist mit Kohlenstoff-Isotopen als Tracer durchführbar. Von Ausmaß und Form der Primärproduktion abhängig sind die sekundären Produktionen, die Biomassenanteile von Konsumenten und Destruenten sowie der Bestand an toter organischer Substanz (Bestandsabfall). Die Konsumenten nutzen nur einen kleinen Anteil ihres Nahrungssubstrats, und bei jedem Übergang von einer Trophiestufe zur nächsten innerhalb der Nahrungspyramide treten Stoff- und Energieverluste auf. Die Destruenten in warmen Klimaten (Klima) zersetzen einen Großteil des Bestandsabfalls. Unter kälteren und feuchteren klimatischen Bedingungen (Klima) reichert sich aber tote organische Substanz an. In tropischen Regenwäldern (Regenwald) liegt der Anteil von Streu und Humus im Vergleich zur lebenden Phytomasse bei 10–20%, während er in borealen Nadelwäldern bis zu 70% beträgt. Die Produktion und Anreicherung von toter organischer Substanz ist von großer Bedeutung für die Entstehung fossiler Brennstoffe. Bestandsproduktion, Biotechnologie, Bruttoproduktionseffizienz, Energieproduktion, Fließgewässer, Kohlenstoffkreislauf (Farbtafel), Nahrungskette (Abb.), Ökologie, Ökosystem (Abb.), P/B-Verhältnis, Produktionsbiologie, Produktivität (Tab.).

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