海冰对于海-冰-气相互交换、全球气候变化等研究具有重要意义。生长在海冰环境下的冰藻在极地海洋初级生产力评估、生态系统研究中具有重要作用。近几十年来，北极海冰正发生着快速变化，相应的冰藻也在发生重大变化，对冰藻生物量进行长期连续观测是一项迫在眉睫的工作。目前，冰藻生物量的观测方法比较有限，长期连续观测方法更是缺乏。本文基于冰藻的存在能够改变冰内及冰下太阳辐射光谱强度分布的现象，通过研究冰内太阳辐射光谱强度的变化规律获得冰藻和海冰介质光谱衰减特性，进而对冰藻生物量长期原位测量的机理和方法进行研究。
　　本文基于光在海冰内部传输的辐射传输理论，研究了海冰介质光谱衰减特性。并基于海冰介质光谱衰减特性，提出了四种冰藻生物量计算方法：理论推导法、归一化差异指数法、归一化差异指数平方法及主成分分析降维法。同时，为了对比起见，还将透射到海冰内部的辐照度光谱强度以及海冰光谱透射率分别应用到冰藻生物量计算方法中。
　　为了验证提出的冰藻生物量计算方法，在实验室中制作了多个不同冰藻生物量的海冰冰柱并测量得到其光谱漫射衰减系数。在实验室中低温培养了北冰洋海域常见的三种冰藻，分别将它们制作成多个不同叶绿素a浓度的人工海冰冰柱。并提出了一种钻进式辐照度剖面测量方法并设计搭建了一套测量系统。采用该系统测量了冰柱内部辐照度光谱强度剖面。根据测量数据，分析得到冰柱的光谱漫射衰减系数，并将之应用到上述四种冰藻生物量计算方法中。结果表明，基于光谱漫射衰减系数的理论推导法不适用于实际的冰藻生物量评估。对于其他三种方法中的每一种，基于光谱漫射衰减系数的要比已有的基于辐照度光谱强度或者光谱透射率的，计算精度更高。并且，从建立的模型精度来看，主成分分析降维法是三种方法中精度最高的，也是本研究最终采用的冰藻生物量计算方法。