日本海洋地球科学与技术局全球变化研究与发展中心的Bingzhang Chen和Sherwood Lan Smith研究了浮游植物大小多样性对北太平洋初级生产力的影响。通过使用不同大小的浮游植物群落的新模型，揭示了将生物多样性和生产力的部分未知机制。该研究项目是与德国亥姆霍兹中心的Kai Wirtz教授合作完成的。
浮游植物是海洋食物链的基本构成。就像陆地上的植物一样，海洋中浮游植物的生物多样性对于维持海洋生态系统的整体生产力和恢复力非常重要。此外与陆地植物相比，更多种类的海洋浮游生物往往在任何一个地方共存，即使它们在大小和其他特征上差别很大。虽然在生物多样性和生产力之间观察到了不同的关系，但浮游植物多样性对生产力的影响仍然未知，因为在高度可变的海洋环境中这么多物种的相互作用非常复杂。
为了模拟浮游生物在北太平洋不同地区的生长，科学家们开发了一种连续的浮游植物群落分布特征模型。科学家们研究了不同地区不同环境条件下多样性与生产力关系模拟结果。
结果证明多样性对生产力的影响在很大程度上取决于两个主要影响之间的平衡。一方面在动态环境中，大小和功能的多样性对浮游植物群落是有利的，也就是说它有助于它们在不断变化的环境条件下维持一致的生产力。相比之下，竞争排斥会缩小静态环境中最佳大小或类型的大小分布，因此最具生产力的浮游植物群落在平静区域的多样性较低。研究小组还阐明了洋流和其他物理过程如何通过混合来自不同水域的浮游生物来维持足够大的多样性水平，以支持北太平洋大部分地区相对较高的产量。潜在的机制与先前的理论预测一致：在频繁干扰的地区，更多样化的社区往往更具生产力，因为多样性增强了适应能力，这是一种从环境条件的突然变化中恢复的能力。另一方面，在相对平静的地区，不太多样化的群落往往更有生产力，因为高生产力群落由几乎相同的物种组成，具有恰好的特征或几乎恒定的环境条件的固有特征。因此，多样性对生产力的影响取决于当地的环境条件，特别是干扰的频率。基于查尔斯·达尔文等先驱科学家的见解，这些研究结果首次代表浮游植物群落在三维海洋模拟中使用新模型进行连续大小分布。
海洋生物保护被定义为2015年联合国可持续发展峰会新议程中“海洋，海洋和海洋资源的保护和可持续利用”的17个目标之一。为了优化海洋资源，维持海洋食物链和渔业的生物多样性和生产力时需要考虑干扰频率和强度。具体而言，与干扰相对稀少且生物多样性丧失不太可能降低生产力的地区相比，限制经常受到干扰的地区生物多样性丧失更为重要，以保持那里生态系统的适应能力。
此外，除浮游生物生态系统外，这种方法还可以应用于经济学和人力资源管理等其他不同的研究领域。例如，如何最好地管理员工技能或产品的多样性，以最大限度地提高业务生产力。
（傅圆圆 编译）
