为了生态系统可持续发展,生态系统中多样性、稳定性及生产力间的关系一直是生态学和环境科学的热点研究问题。目前对三者关系的研究大多集中在相关性,而三者因果性的研究还基本是空白,而相关性和因果性之间不能相互推断。此外,外界环境条件变化也会导致生态系统多样性、稳定性及生产力的变化。因此本研究针对两个问题展开:(1)生态系统中多样性、稳定性和生产力之间的因果关系是什么?(2)环境条件变化(氮、磷浓度增加)是否会对生态系统的多样性、稳定性和生产力产生因果性的影响?为回答第一个问题,本研究分析了一个已发表的持续观测长达8年的高质量数据集(波罗的海浮游生物中宇宙实验),选择α多样性指数和食物网结构多样性度量多样性,稳定性指标包括长期稳定性和短期稳定性,生产力为物种生物量之和。本研究首先对该中宇宙的多样性、稳定性和生产力进行相关性分析,随后选用格兰杰因果检验(Granger causality,GC)和收敛交叉映射(Convergent Cross Mapping,CCM)进行因果关系检验。对于第二个问题,本研究在实验室条件下建立了132个淡水藻类微宇宙,对微宇宙进行氮、磷浓度升高的处理,并通过基于贝叶斯结构时间序列模型的因果性影响分析方法探索氮、磷浓度升高对多样性、稳定性和生产力的因果性影响。本研究发现,在波罗的海浮游生物中宇宙中,多样性与长期稳定性、生产力负相关,长期稳定性和生产力正相关。多样性和长期稳定性、生产力之间均为双向因果关系,且多样性的驱动力更强,稳定性则是生产力的原因。其中食物网结构多样性与稳定性、生产力间的因果关系表现了食物网结构在维持生态系统功能中的重要性。在淡水藻类微宇宙实验中,初始氮、磷浓度较低时,物种丰富度较高的藻类群落易受到氮、磷浓度升高的因果性影响。所得结果暗示了,在水体初始氮、磷浓度较高时,影响藻类水华的关键可能是温度等其他环境因素。本研究的结果表明,通过多样性来调控生态系统的稳定性和生产力是可取的,但是由于它们之间存在“反馈”,实际可能要付出更大的努力。对于具有复杂食物网结构的生态系统而言,多样性调控除了针对物种丰富度,还要综合考虑食物网结构以及物种均匀度。对于藻类水华防治来说,控制氮、磷浓度是有效的方法,且在较洁净水体中的效果更为显著,而在原本已经富营养化的水体中,调节氮、磷浓度以控制藻类生长可能效果并不是最佳。本研究的结果可以对生态系统功能管理和风险控制提供一些建议,但更重要的是可以更好的实现对生态系统灾难性突变早期预警与防控。