长江口及其邻近海域是中国东部沿海城市带上陆海交互作用、受到人类活动冲击与响应气候变化最为敏感的区域之一。目前人类活动驱动下碳元素在大气圈的快速累积成为可能是驱动全球气候变化最重要的因素。本文以生物量（碳汇）的视角贯穿研究过程，论述了采用遥感手段进行相关研究的合理性与不确定性，估算季节性藻华过程中的累积生物量，评价其在中国东海生物碳汇过程中的意义，为寻求“增汇”新途径奠定科学基础。研究区域(28°30～32°N，122°～123°30E，约400km×150km=60，000km2)以占东海总面积的7.8％，在每年五六月间一次大规模季节性藻华中可贡献东海年生物碳汇量的31（±4）％，该结论支持前人提出的假说。长江口近海这一季节性浮游植物碳汇区域的存在，将为减缓因大气二氧化碳激增引发的气候变化发挥重要作用。主要研究结论如下:　　1、海洋浮游植物生产的特殊性在于:生产与消耗过程几乎同时进行，所以在通常情况下卫星遥感观测到的叶绿素浓度只能够反映海洋表层浮游植物的现存生物量（即净初级生产力减去消耗量）。但在季节性藻华增殖过程中，消耗量很少，其生物量高度累积在海洋表层形成藻华。藻华过程中遥感观测到的叶绿素浓度（生物量）的变化接近于净初级生产力的变化，对藻华过程累积生物量的计算有助于更好的估算海洋净初级生产力。论文用“累积生物量”一词来特指整个藻华过程中派生的生物量（以叶绿素浓度进行表征，并通过碳/叶绿素比值进行换算）。　　2、基于长江口近海藻华水体生物光学特性分析，并对遥感反演叶绿素数据进行验证表明:藻华期间遥感反演叶绿素数据（SeaWiFS三级产品，OC4反演算法）可以解释70％实测数据变化(R2=0.71，n=14，P＜0.001，t-test)。研究表明:藻华水体及其过程的特殊性有利于海洋表面水色遥感，并且遥感与实测数据间的不匹配性随着时空尺度的增加而相对减小。对于藻华这种浮游植物短期内大规模爆发，且高度汇聚于海水表层的生物学现象，尤其在长江口近海其每年都在特定的季节集中于特定区域发生，可以通过匹配遥感与实测数据进行相关研究，尽管这一水体在非藻华季节是典型的高度浑浊、遥感反演水体叶绿素精度非常有限的光学遥感二类水体。　　3、论文利用遥感数据在大时空尺度、连续同步测量上的优势，基于单个像元（9km×9km空间分辨率）的区域面积平均值对2000～2009年（8天时间分辨率，数据量n=387）整个东海区域遥感反演叶绿素浓度与光合作用有效辐射两个参数进行了Pearson相关系数的空间分析，发现长江口近海存在一个显著正相关区域（28°30～32°N，122°～123°30E，约400km×150km=60，000km2，基于该区域面积平均值的上述两个参数间Pearson相关系数r=0.58，P＜0.001，n=387，t-test)，表现出了与其周围区域的显著空间差异性。这种空间分布模式与国家海洋局公布的2000～2009年长江口近海藻华累计发生次数的空间分布非常吻合，有理由认为该显著正相关区域可以作为估算长江口近海季节性藻华过程累计生物量的评估区域。论文称其为“长江口近海生物锋区”，在藻华高发期间也表现为一个显著高于周围环境的高叶绿素浓度区域。这种多年生物锋区的形成是长江口近海透光率与营养盐空间分布上的匹配，光合作用有效辐射与叶绿素浓度季节性同步增长等因素综合作用的结果。遥感评估的长江口近海生物锋区与实际报道的每年藻华发生面积的差异原因在于:实际观测大都局限于近岸海域（空间局限性），且每年观测时间对应藻华发生的阶段可能存在较大不一致（时间局限性），加上藻华斑块的高度时空动态特性，造成实际观测估计的藻华面积往往偏小。并且上述遥感数据估算出的是长江口近海多年生物锋区，它的存在是孕育藻华的物理与生物基础，其范围与面积显著大于每年不完全报道的藻华出现面积。　　研究发现:由于受到遥感数据时空分辨率、叶绿素反演算法精度与样本量的限制，加上藻华斑块的高度时空动态性造成在8天、每月，甚至每年尺度上无法分辨出上述叶绿素浓度与光合作用有效辐射显著正相关区域，但在十年周期上（2000～2009年）叶绿素浓度与光合作用有效辐射显著正相关区域却与其间报道的藻华累计发生次数的空间分布非常吻合。遥感与实测数据在较小时空尺度上难以匹配的局限性能够通过放大时空尺度的方法得到部分解决。长江口近海作为典型的高度浑浊、遥感反演叶绿素精度非常有限的光学遥感二类水体，直接判读与区分遥感影像上生源叶绿素与非生源色素是比较困难的，采用上述遥感参数间相关关系空间分析方法有助于揭示其内在联系与时空动态规律的显现。　　4、基于前人在实际观测中提出的假说:由于藻华水体存在运动性，如将东海藻华频发区域全部包括到调查范围中，则藻华过程中颗粒有机碳在水体中的积累趋势符合逻辑斯蒂增长方程（李骞，2007）。论文把上述论证的长江口近海生物锋区视为一个整体来提取遥感叶绿素浓度数据（区域面积平均值），并基于逻辑斯蒂增长方程建立了长江口近海季节性藻华过程累积生物量估算模型。在数学上论证了求解藻华过程累积生物量的关键在于确定承载力K值（即遥感观测到的藻华过程叶绿素浓度峰值）。由于单次藻华事件对应遥感数据的不足，论文采用宏观生态学的统计分析方法，把2000～2010年报道的发生在上述定义的长江口近海生物锋区内的12次大规模藻华事件对应的遥感叶绿素时间序列数据拟合在一条逻辑斯蒂增长曲线中，求解了一个在宏观生态学上具有统计意义的长江口近海典型大规模藻华过程中叶绿素浓度峰值（该值无法从遥感叶绿素数据中直接观察出来）。模拟结果表明:遥感观测到的藻华过程叶绿素浓度变化趋势符合逻辑斯蒂增长模式。模型预测的K值为13.74（±2.15）mg m-3(95％置信区间值为:11.59～15.89mg m-3)与相应遥感观测值的分布(9.87～16.20mg m-3)相一致，曲线拟合精度为R2=0.97，n=32，P＜0.001，t-test。尽管这种多年尺度上的统计分析结果无法真实反映在小时空尺度上（例如在季节、年际时间变化尺度和像元上的空间变化尺度）藻华演化过程中的时空变化差异。但正如前文所述由于遥感数据时空分辨率的限制与藻华斑块的高度时空动态性，遥感与实测数据在较小时空尺度上难以匹配的局限性只能够通过放大时空尺度的方法加以解决。把这个模型用于长江口近海季节性藻华累积生物量的计算结果表明:长江口近海生物锋区以占东海区域总面积的7.8％，而在每年五六月间一次大规模季节性藻华中可贡献东海年生物碳汇量的31（±4）％，该结果支持了前人提出的相关假说。　　研究创新点:论文基于像元尺度上遥感反演叶绿素浓度与光合作用有效辐射间Pearson相关系数的空间分析，在十年周期上（2000～2009年）揭示与评估了长江口近海生物锋区的位置与面积，该锋区的存在是孕育藻华的物理与生物基础。在此基础上通过论证求解藻华过程累积生物量的关键在于确定藻华过程叶绿素浓度峰值（K值），建立了基于逻辑斯蒂增长曲线拟合的长江口近海季节性藻华过程累积生物量估算模型，求解了一个在宏观生态学上具有统计意义的长江口近海典型大规模藻华过程中叶绿素浓度峰值。