快报资讯

 
科学家揭示浮游植物多样性与生产力之间的关系

资源环境科学动态监测快报2018年第21期:海洋科学

科学家揭示浮游植物多样性与生产力之间的关系

      2018年10月18日,德国亥姆霍兹吉斯达赫特材料与海洋研究中心(HZG)与日本东京海洋科技大学在Ecology Letters杂志上联合发表题为《浮游植物多样性对北太平洋初级生产力的影响:环境变异下的性状分布》(Effect of phytoplankton size diversity on primary productivity in the North Pacific: trait distributions under environmental variability)的文章,通过一种新的模式揭示了在不断变化的海洋环境中生物多样性与生产力之间部分未知的联系机制。
      日本海洋地球科学与技术局全球变化研究与发展中心的研究人员,一直致力于研究浮游植物多样性对北太平洋初级生产力的影响,并与德国亥姆霍兹联合会(HZG)合作,构建不同大小的浮游植物群落模型进行观察研究。研究发现,浮游植物是支撑海洋食物网的重要基础。与陆地上的植物一样,海洋中浮游植物的多样性是维持海洋生态系统整体生产力和恢复力的关键因素,此外,与陆地植物相比不同的是它们在体型和其他特征方面存在明显差别,但都可以在海洋中适宜的任何区域共存。
      尽管研究人员已经发现了生物多样性与生产力之间的重要联系,但就前者对后者的影响仍知之甚少,因为在多变的海洋环境中,众多物种之间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环境,科学家新开发了一种连续性状分布的浮游植物群落特征模型,让在营养缺乏时仍能生长良好的物种与那些需要丰富养料滋养才能良好生长的物种在不同环境条件下竞争,以此来验证不同地区不同环境条件下生物多样性与生产力之间的关系。
       研究证明,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因素之间的平衡关系。在动态环境中,浮游植物群落大小和功能的多样性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,在静态环境中,竞争性排斥会缩小浮游植物群落类型的分布,进而导致最具生产力的浮游植物群落的多样性降低。
此外,研究小组还阐明了洋流和其他物理过程对维持高水平生物多样性的作用。它们通过混合模型实现这一目的,也就是混合不同水域的浮游生物,并观测他们的种群发展状况,研究证明了北太平洋大部分地区相对较高的海洋生物产量的现状。这其中潜在的机制与先前的理论预测一致,也就是在动态海洋环境中,环境越复杂多变的区域越具生产力,因为多样性可以增强海洋生物的适应能力。另一方面,在静态海洋环境中,多样化特征不明显的区域往往更具生产力,因为高生产力地区具有良好的特征和几乎恒定的环境条件,同时它们不受外界环境的影响,因此它们的物种近乎相同。由此可见,生物多样性对生产力的影响取决于当地的环境条件,特别是受干扰的频率。
       在2015年联合国可持续发展峰会的新议程中,海洋生物保护“海洋和海洋资源保护及可持续利用”被定义为可持续发展目标(SDG)的17个目标之一。为了优化海洋资源,相关人员可以通过控制外界干扰的频率和强度来维持海洋食物链和渔业的生物多样性和生产力。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。


(中国科学院兰州文献情报中心 任艳阳 牛艺博 编译)

原文题目:Scientists reveal the relationship between phytoplankton size diversity and productivity in the changing oceanic environment
来源:http://www.jamstec.go.jp/e/about/press_release/20181018/
发布日期: 2018-11-07    浏览: 1892