生産生物のほぼ大部分は光合成を行い、植物、 藻類 、シアノバクテリア、 原生生物 、および自らの生存のためのエネルギー源として光を使用できる他の 単細胞生物 です。ごく一部の生産者は、分子の 酸化 による化学エネルギーをエネルギー源として使用しています。これらの生物、もっぱら 細菌は 、 化学合成 を実行します。化学合成によって維持される栄養連鎖の例としては、海底の熱水噴出孔があります。これらの場所では、細菌は熱水蒸気からの 硫化 水素 (H 2 S) と他の生物の 呼吸 のおかげで水に溶けた 二酸化炭素 (CO 2 ) を使用して 有機化合物 を合成します。
生産生物は、それらが生息する環境における 非生物的要因 によって制限される可能性があり、その結果、その発生および生存能力に影響を及ぼし、他のすべての 栄養レベル に影響を与えます。研究では、 窒素 と リン という特定の栄養素が陸生生態系と水生生態系の両方で制限されていることが指摘されています。さらに、降水量、利用可能な水、温度、湿度の変化も、生産生物に影響を与える主な要因です。
一部の地球生態系は、生産生物が位置する条件により他の生態系よりも生産性が高く、 有機物 の合成効率が高くなります。
海洋 では、河川排水が海洋が受け取る外部源からの栄養素の主な供給源であるため、 大陸 近くで最大の一次生産が見られます。 サンゴ礁は 、生産生物の 密度 、一年を通して暖かい比較的浅い海、水中に溶け込んだ高濃度の栄養塩など、大規模な一次生産に適した一連の特性を備えた場所です。緯度勾配で生じる海洋の クロロフィル 濃度も考慮する必要があります。温帯では、 植物プランクトン の生産は 春 と 秋 にピークを迎えます。この時期は光の入射が良好で、表層水の栄養分濃度が高くなります。 夏 と 冬には、 それぞれ高い光入射量と低い光入射量が植物プランクトンに悪影響を与えるため、一次生産量が減少します。熱帯地域では、年間を通して光の入射量が多いため、水の温度成層（水温躍層と呼ばれる）が発生し、栄養豊富な深層水と貧しい地表水の混合が妨げられます。したがって、これらの地域の年間生産性は低くなります。極地では、制限要因は栄養素ではなく光です。夏には、 太陽エネルギー の発生が多くなり、一次生産のピークが発生します。
陸上環境では、生産量が最も多い生態系は マングローブ 、 沼地 、沼地で、次に熱帯林、 温帯林 が続きます。一次生産量が最も少ない場所は 砂漠 、 ツンドラ 、高山地域であり、そのいずれも極端な温度、低栄養濃度、水ストレスなどの理由で、生産生物の成長を妨げる物理的条件を提供しています。
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