盡管過去幾十年來，世界各地許多湖泊的年平均溫度一直在上升，但評估具有各種物理和化學性質的水體和不同群落的長期變暖相關影響仍然很困難。探索這些影響不僅對魚類、大型無脊椎動物或水生植物至關重要，而且對浮游生物也至關重要，浮游生物構成了水生食物網的基礎，對物質循環(huán)具有重大影響。盡管開發(fā)了廣泛的復雜技術來研究這一重要群體，但由于這些群落通?？焖賱討B(tài)，闡明相互關聯的環(huán)境因素如何驅動浮游生物功能仍然是一項艱巨的任務?；诔Ｒ?guī)實地工作的監(jiān)測是水生系統(tǒng)研究的重要組成部分，但它也非常耗時且實驗室密集，使得任何采樣工作在空間和時間上都受到限制。從某種意義上說，這就像觀看一部有幾季的流媒體連續(xù)劇，僅查看每集的一些快照，試圖猜測實際的故事是什么。

我們需要補充方法來提高我們評估、估計或預測氣候變化生態(tài)影響的能力。 數值模型是這一角色的有希望的候選者，在生態(tài)研究中逐漸變得重要。一般來說，此類模型基于當前數據和科學知識以數學方程的形式描述基本關系。這種關系包括例如作為食物可用性的函數的物種生長或植物光合作用活性對光強度的依賴性。建模的優(yōu)勢在于可以創(chuàng)建計算機生成的關于人口、社區(qū)或生態(tài)系統(tǒng)及其環(huán)境在空間和/或時間上的變化的模擬，有助于找到自然現象背后的因果關系。因此，雖然現場和實驗觀察提供了有關一系列臨時狀態(tài)和條件的數據，但建模的目的是引起這些狀態(tài)和條件的時間變化的過程。

在匈牙利-希臘合作中， 該研究所浮游生物生態(tài)小組的卡羅利·帕爾菲研究員利用生態(tài)建模方法研究了浮游藻類(浮游植物，水生棲息地的主要初級生產者)的動態(tài)。在之前的研究中，他在分析匈牙利巴拉頓湖的一系列數據時發(fā)現，年平均水溫的長期上升伴隨著浮游植物組成的季節(jié)性波動增加(季節(jié)性變化增加)，這可能表明生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性下降。他和他的同事們還在中生態(tài)實驗中證明了一些高度相似的東西，提出了一個問題：變暖和浮游藻類的動態(tài)之間是否存在更普遍的聯系。

新開發(fā)的模型可以模擬各種溫度情景下浮游植物在物種水平上的變化。模擬的輸出與之前的觀察結果一致，平均溫度升高導致浮游植物組成發(fā)生更明顯的季節(jié)性變化，但這種影響的程度也高度依賴于群落如何獲得生長所必需的無機營養(yǎng)物質。因此，氮和磷這兩種最重要的元素的比例以及養(yǎng)分供應的時間波動對變暖的影響具有顯著影響。這與最近的研究非常一致，這些研究表明在評估氣候變化對水生生態(tài)系統(tǒng)的影響時考慮營養(yǎng)負荷條件(所謂的水體營養(yǎng)狀態(tài))的重要性。除了營養(yǎng)物質之外，模擬群落的初始物種豐富度也影響了它們對變暖的反應。從方法論的角度來看，這是一個重要的發(fā)現，因為它表明選擇足夠數量的物種對于規(guī)劃社區(qū)規(guī)模的氣候變化實驗至關重要。

最近發(fā)表在《湖沼學和海洋學》上的論文還揭示了浮游植物季節(jié)性變化的增加可能對穩(wěn)定性產生哪些長期影響。在平均氣溫較高的情況下，群落組成的季節(jié)性極端現象變得更加突出，使群落整體均勻度降低。從較長的時間尺度來看，氣溫升高也增加了物種喪失的可能性，這為變暖在降低浮游生物群落穩(wěn)定性從而改變水生生態(tài)系統(tǒng)功能方面的作用提供了數學解釋。該研究小組計劃進一步擴展該模型，以促進在空間背景以及浮游食物網水平上模擬氣候變化的影響。