近日，海洋科学学院王胜强教授课题组在全球海洋浮游植物粒级结构遥感研究方面取得新进展，相关成果以《Global Ocean patterns and environmental controls of phytoplankton size structure revealed by satellite observations》为题，发表于地球科学领域高水平期刊《Global and Planetary Change》。论文第一作者为我院硕士毕业生蔡福晟，共同第一作者和通讯作者为王胜强教授。合作者包括我院孙德勇教授、张海龙副教授、硕士生王琳淇和田飞，以及国家卫星海洋应用中心郎姝燕研究员和贾永君研究员。该研究得到了国家自然科学基金面上项目资助（项目编号：42176181、42576182、42476173和42176179）。

浮游植物是海洋生态系统最重要的初级生产者，在海洋食物网维持、碳固定和生物地球化学循环中发挥关键作用。不同粒径等级的浮游植物在生态功能、营养盐利用、光适应能力和碳输出效率等方面存在显著差异。因此，准确刻画浮游植物粒级结构，对于理解海洋生态系统功能、评估全球变化背景下海洋初级生产和碳循环变化具有重要意义。然而，由于现场观测资料有限，传统方法难以在全球尺度上连续、准确获取不同粒级浮游植物的长期变化信息。尽管卫星遥感已被用于浮游植物粒级结构研究，但在全球尺度上实现长时序高精度的粒级结构遥感估算仍存在较大不确定性。

为此，研究团队整合全球原位高效液相色谱色素观测数据和卫星遥感数据，构建了融合叶绿素浓度、海表温度、真光层深度和地理位置信息的机器学习模型，实现了全球小型、微型和微微型浮游植物叶绿素浓度的高精度遥感估算。与传统仅依赖总叶绿素浓度的经验模型相比，该模型能够更好刻画浮游植物粒级结构与环境因子之间的非线性关系，显著提升估算精度。基于长时序卫星观测数据，研究系统揭示了过去二十年全球海洋浮游植物粒级结构的空间分布、季节变化及环境调控机制。结果表明，小型（micro）和微型（nano）浮游植物主要分布在营养盐丰富的高纬度和近岸海域，并在高纬度区域呈现明显春夏季峰值；微微型（pico）浮游植物则主要占据热带、副热带贫营养环流区，在暖水、强层化和高透明度环境中具有优势。不同海区的季节调控机制存在明显差异：在热带和副热带海域，浮游植物粒级结构的季节波动主要受海水层化增强导致的营养盐供给限制控制；而在高纬度海域，由于营养盐相对充足，季节性光照变化成为驱动不同粒级浮游植物叶绿素变化的主导因素。

本研究提出的全球浮游植物粒级结构遥感估算方法，为长期、连续监测全球海洋浮游植物群落结构提供了新的技术途径。研究结果不仅深化了对不同粒级浮游植物生态适应策略及其环境调控机制的认识，也为进一步评估全球变化背景下海洋初级生产、碳输出和生态系统功能变化提供了重要科学依据。

图1近20年全球海洋不同粒级浮游植物对总叶绿素贡献率的月平均分布

图2全球典型海区不同粒级浮游植物叶绿素浓度（Chla_i）及其对总叶绿素贡献率（f_i）的季节变化

作者简介：王胜强，男，中共党员，教授，博士生导师。2014年获日本名古屋大学博士学位。主要从事海洋水色遥感和卫星海洋学方面的教学与科研工作。现为《海洋学报》、《海洋学报（英文版）》和《光学学报》青年编委、中国海洋学会人工智能海洋学专业委员会委员、江苏省海洋学会会员。近年来，主持开展了国家自然科学基金面上项目、江苏省自然科学基金面上项目以及其他企事业委托项目10余项。以第一作者和通讯作者在IEEE TGRS、GBC、JAG、GPC等国际主流期刊上发表SCI论文30多篇，以及在遥感学报、海洋学报、光学学报等国内期刊上发表论文15篇，授权国家发明专利14项，获中国遥感优秀成果奖一等奖、江苏省海洋学会科学技术一等奖、上海海洋科学技术二等奖等奖励。