海洋生产力相关过程（初级生产力、新生产力、再生生产力）是海洋生态系统物质循环和能量流动的重要基础，是调节大气CO2水平和全球气候的关键过程。海洋生产力与营养盐的供给和氮营养盐组成紧密相关，中尺度物理过程（冷涡、暖涡）通过改变海表营养盐状态对生产力产生重要影响，因此，系统研究不同海区以及中尺度过程下的海洋生产力过程，对深入理解海洋生产力，揭示海洋生产力对全球气候的调控具有重要意义。　　本研究通过同时应用13C、15N等多种人工同位素标记示踪技术，在2014年春季和夏季，分别调查了西北太平洋和南海海区的生产力相关过程。本次研究建立了酸性过硫酸钾氧化法测量颗粒有机碳(POC)的13C方法;同时运用了碱性过硫酸钾氧化-细菌还原法测量颗粒有机氮(PON)的15N技术，显著降低了目前最为普遍的元素分析仪-稳定同位素质谱仪联用技术的检测限，大幅节约了同位素标记培养所需的水量需求。　　本研究在2014年春季西北太平洋南部寡营养盐海区(30°N以南)和北部富营养海区(30°N以北)针对中尺度物理过程开展了初级生产力和新生产力的调查。结果显示，北部海区的颗粒物浓度、初级生产力和新生产力均显著高于南部。在南部寡营养盐海区，暖涡（反气旋）中心的初级生产力和新生产力积分分别为61.3，13.2mmol C·m-2·d-1，分别比暖涡外缘小15％，38％。南部寡营养盐海区硝酸盐不足，中尺度暖涡加剧了硝酸盐的匮乏。然而，北部富营养盐海区表层营养盐浓度较高，硝酸盐不再是生产力的限制因子，生产力相关过程对中尺度涡的响应结果与南部海域不同。北部海区冷涡（气旋）中心的新生产力积分为35.0mmolC·m-2·d-1，比暖涡（反气旋）中心小48％，冷涡中心的初级生产力积分为259.2mmolC·m-2·d-1，比暖涡中心大43％。显然，中尺度涡的演变和环境因子如氮营养盐组成、温度等的改变历史，可能影响浮游植物群落及其吸收，进而影响初级生产力和新生产力。中尺度过程的变化和影响是复杂的，本研究发现西北太平洋表层叶绿素(Surf-Chl a)与新生产力积分(INP)之间具有很好的正相关关系，因此提出简单的拟合方程(INP=12.76·[Surf-Chl a]-0.10)来模拟和预测研究海区INP。这一拟合结果的控制机制研究尚不清晰，有待于在未来的研究中进一步验证和深入理解。　　2014年夏季，南海航次通过高垂直分辨率的采样调查研究了三个站位的初级生产力（无机碳吸收）、新生产力（硝酸盐吸收）和再生生产力（铵盐吸收）情况。在南海同时测得三种生产力数据的尚属首次，在全球大洋中同时测得三种生产力数据的文章也屈指可数。结果显示，初级生产力为59.5-89.7mmolC·m-2·d-1，硝酸盐吸收为14.4-45.2mmolC·m-2·d-1，铵盐吸收总体较小为2.5-8.7mmolC·m-2·d-1。硝酸盐吸收与铵盐吸收积分数据显示硝酸盐吸收对初级生产力的贡献比铵盐吸收大。硝酸盐吸收与铵盐吸收的垂直分布特征不同，与硝酸盐跃层位置显著相关。铵盐吸收主要发生在硝酸盐跃层以上，而硝酸盐吸收速率高值发现于硝酸盐跃层位置。硝酸盐跃层越浅，真光层以下提供的硝酸盐越多，对应真光层初级生产力和硝酸盐吸收的积分值越大。并且，硝酸盐和铵盐的吸收速率之和小于无机碳吸收，说明铵盐和硝酸盐不足以构成浮游植物所有氮源，小分子有机氮如尿素、氨基酸等再生氮源可能对于寡营养海域生产力有重要贡献。