浮游植物粒级结构是海洋生态和生物地球化学过程中重要的生理参数,掌握其组成分布有助于理解海洋关键过程中浮游植物的功能和作用。一直以来,浮游植物粒级的研究依靠传统的现场原位调查测量,受制于相对有限的采样区域和环境,而海洋水色遥感具有高时空分辨率和高重访周期的特点和优势,日渐成为观测的重要技术手段,促使浮游植物粒级结构遥感反演在近年间成为海洋生态和地球观测领域的研究热点。在水色组分相对简单的大洋水体中,相关研究发展得较为成熟,然而对于东中国海研究的开展相对有限。东中国海的水体相对浑浊、水色组分组成多变、光学特性复杂,已有的针对大洋水体的浮游植物粒级结构遥感反演模型是否适用、存在何种局限性,仍有待调查、验证、改进和创新。叶绿素a浓度和浮游植物吸收特性能够间接和直接地反映水体中的浮游植物粒级结构信息。作为遥感研究中的常用的基本参数,叶绿素a浓度的遥感反演已发展得较为成熟,吸收系数也日益在浮游植物遥感研究中展现出较大的应用潜力。基于此,本文从两类构建遥感反演模型的方法入手,一是基于生物量（叶绿素a浓度）的方法,二是基于吸收系数的方法,开展东中国海水域表层水体的浮游植物粒级结构的定量遥感反演研究。主要研究内容和成果如下:（1）研究掌握了浮游植物粒级结构组成空间分布格局和变化规律,为基于生物量模型的构建提供了数据基础。研究于2015–2019年间开展了7个航次的现场调查,采集了丰富的海水表层浮游植物色素浓度、生物-光学和环境数据。首先优化了区域内特征色素的权重系数,加权结果与实测叶绿素a浓度的相关性为0.93,显著提高了原位粒级结构的测量精度。东中国海水域的浮游植物粒级组成存在空间分布差异,整体上随着离岸距离增加,呈现大粒级浮游植物的叶绿素a浓度百分比含量逐渐降低,小粒级浮游植物百分比含量逐渐升高的趋势,温度和盐度均是影响浮游植物粒级结构组成分布的因素。（2）研究探索了不同优势粒级结构水体的固有光学特性和表观光学特性,为基于吸收系数模型的构建奠定了理论基础。受粒级影响,浮游植物吸收光谱存在形状和数值上的差异,大粒级浮游植物水体的吸收系数数值较大、归一化吸收系数光谱曲线较平缓、比吸收系数数值较小。在不同优势粒级结构水体中,443nm波段处浮游植物、非色素颗粒物、有色可溶性有机物吸收对海水总吸收的占比的变化范围分别为10.34–23.04、8.42–21.27和54.39–75.45%,其中浮游植物和非色素颗粒物在大粒级浮游植物占优水体中对海水总吸收的贡献较高。不同优势粒级结构水体中归一化的海水总吸收系数的差异显著高于归一化的浮游植物吸收系数,443 nm波段处的相对百分比差异分别为42.03和22.35%,归一化的遥感反射率在不同优势粒级结构水体中的差异同样较为显著,为41.00%。（3）研究发展构建了高精度的适用于浑浊东中国海的基于生物量的浮游植物粒级结构的定量遥感反演模型,揭示了粒级组成的多时空尺度的变化规律及其对环境和气候变化的响应。经独立匹配的影像验证,改进的遥感模型的反演精度显著提高,小型、微型和微微型浮游植物叶绿素a浓度的相关系数分别为0.742、0.663和0.328,均方根误差为0.507、0.436和0.162 mg/m3;并且在模型中引入海表温度能够显著提高微型和微微型浮游植物的反演精度,均方根误差分别下降至0.416和0.145 mg/m3。基于卫星数据的浮游植物粒级组成的日变化幅度在近岸高于远岸,南黄海中部水域各粒级百分比含量变化范围分别为24.26–25.85、62.34–63.59和11.81–12.14%,光照及其所引起的温度变化可能是主要影响因素;长江口口外水域的各粒级变化范围分别为63.24–76.22、20.79–31.88和2.99–4.88%,可能还受到潮汐作用所引起的水体浑浊程度的影响。22年长时序卫星数据反演的浮游植物粒级组成具有显著周期性月变化,受到黄海冷水团消长的影响,南黄海中部水域中的小型（微型和微微型）粒级的月平均百分比含量与海表温度、海表高度异常和纬向风速呈现显著负相关（正相关）,与混合层深度、经向风速和总风速呈现显著正相关（负相关）。厄尔尼诺事件对东中国海水域的浮游植物粒级结构的年际变化存在影响,当东太平洋厄尔尼诺事件发生时,南黄海中部水域的小型浮游植物的百分比含量往往出现负异常变化,微型和微微型浮游植物则出现正异常变化,东太平洋厄尔尼诺指数与各粒级百分比含量异常的相关系数分别为-0.357、0.317和0.252,而中太平洋厄尔尼诺事件对粒级组成年际变化的影响结果相反,相关系数分别为0.336、-0.394和-0.089。（4）研究构建了基于浮游植物吸收系数的浮游植物粒级结构的定量遥感反演模型,率先采用选取粒级最佳波段以及引入基于光谱特征的粒级组成信息的方式提高了模型的反演精度。经独立的实测数据集验证,基于吸收系数的模型在东中国海是可行的,但精度略低于基于生物量的模型的反演结果,小型、微型和微微型浮游植物叶绿素a浓度的均方根误差分别为0.908、0.496和0.123 mg/m3,以及0.280、0.239和0.060 mg/m3。基于同一卫星数据的遥感模型反演结果显示,在南黄海36°N断面上,基于吸收与基于生物量的模型反演得到的小型、微型和微微型浮游植物的叶绿素a浓度的差异变化范围分别为0.116–2.645、0.161–3.576和0.011–0.330 mg/m3,且近岸水域的差异显著高于远岸水域。上述成果有效地促进了海洋浮游植物功能多样性的遥感监测的发展,对提高浮游植物粒级结构在海洋生态和生物地球化学过程中的认识具有重要科学意义。