A quantidade total de energia adquirida pelos produtores primários em um ecossistema é chamada de produção primária bruta (GPP). No entanto, dessa energia, os produtores usam uma parte para processos metabólicos, e outra parte é perdida como calor, diminuindo a quantidade de energia disponível para o nível trófico seguinte. A quantidade de energia utilizável restante é chamada de produção primária líquida (NPP). Nos ecossistemas terrestres, a NPP é guiada pelo clima, enquanto que a penetração da luz e a disponibilidade de nutrientes guiam a NPP nos ecossistemas aquáticos.

Produção Primária Bruta

A energia pode ser adquirida pelos organismos de três maneiras: fotossíntese, quimiossíntese e pelo consumo de outros organismos. Os autotrofos, ou produtores, sintetizam os seus alimentos. Os quimioautotrofos existem em ecossistemas onde a luz solar não está disponível e usam químicos como fonte de energia—como sulfito de hidrogénio, H₂S, de aberturas hidrotermais no fundo do oceano—enquanto que os fotoautotrofos transformam energia da luz solar em energia utilizável para o resto dos organismos em um ecossistema. A taxa a que esses produtores obtêm e transformam essa energia é conhecida como a produção primária bruta (GPP) do ecossistema, que também é uma medida da quantidade total de energia acumulada pelos produtores primários em um ecossistema.

Produção Primária Líquida

No entanto, nem toda a energia obtida pelos produtores está disponível para uso por outros organismos do ecossistema. Durante a quimiosíntese e a fotossíntese, a energia é usada pelos produtores primários para alimentar a sua respiração celular, e uma parte é perdida como o calor como um subproduto dos processos metabólicos. A energia que resta após a respiração e o metabolismo dos produtores primários é conhecida como produção primária líquida (NPP), que está então disponível para os consumidores primários do nível trófico seguinte.

NPP de Ecossistemas

Os ecossistemas com maior NPP são florestas tropicais húmidas e estuários influenciados por temperaturas quentes, alta humidade e um influxo de nutrientes. Ecossistemas de baixa produtividade incluem desertos e o Ártico, que são secos e muito quentes ou muito frios para altas taxas de crescimento de plantas.

Nos ecossistemas aquáticos, as quantidades de luz e nutrientes controlam a produção primária. A profundidade da penetração da luz guia a alta produtividade primária em águas costeiras rasas, e na superfície do oceano profundo e dos lagos. O fitoplâncton, que produz quase 40% do oxigénio da Terra, prospera na superfície de águas marinhas profundas e frescas, enquanto que em águas rasas, recifes de corais e plantas aquáticas muito diversos prosperam.

As áreas de entrada de nutrientes têm níveis excepcionalmente altos de produção primária. Exemplos são estuários onde a água doce rica em nitrogénio se mistura com água salgada, ou afloramentos do oceano onde a matéria orgânica do oceano profundo circula para a superfície. O fluxo de macronutrientes, como fósforo e nitrogénio, aumenta a produção primária, pois estes são fatores limitantes no crescimento de organismos fotossintetizantes. Um influxo excessivo destes nutrientes devido ao escoamento agrícola pode causar crescimento exponencial nas populações de algas e fitoplânctons, esgotando o oxigénio da água e afetando negativamente a flora e a fauna aquáticas—um processo conhecido como eutrofização.