本文主要依据2006年南海北部开放航次数据，并结合相关历史数据，运用数据挖掘技术研究南海北部水化学分布特征及形成机制，揭示了南海北部水环境的物理-化学过程耦合特征及其生态效应，取得主要结论如下:　　 (1)运用Arcgis地理统计分析研究和展现了南海北部水质因子的空间分布特征及形成机制。南海北部海流状况复杂且近岸受到冲淡水的影响，表层水质因子水平分布呈斑块状分布。NO3-N浓度最大值能达到2.5μmol L-1，最小值低于检测线，其中高值区主要分布在珠江口，东沙群岛的东北部，东南部，以及西南部。SiO3-Si高值区分布在东沙群岛东北部和西部，浓度达到16μmol L-1以上，而周边的浓度低于检测线。pH值在东沙群岛两侧出现高值区，均值为8.21，最大值为8.38，最小值为8.08。Chl-α和DO的分布都是近岸高，远海低，Chl-α在外海低于1μg L-1，DO约为6.64 mg L-1，在珠江口附近分别达9μg L-1和8.2 mg L-1。　　 南海北部各水质因子垂直分布状况因断面位置不同而存在较大差异。位于南海北部陆架区的三个断面(El、E2、E3)分布状况与珠江口冲淡水及粤东上升流密切相关。根据位于吕宋海峡的E4断面垂直分布特征可判断该断面水团的垂直分布特征与黑潮水入侵南海密切相关。18° W横断面(E5)根据各因子的垂直分布状况跟踪到南海海盆中部冷涡引起的海水涌升过程。　　 (2)依据单项水质评价指数(S)和综合评价指数(WQI)方法，南海北部基本无氮源污染（TIN的S均小于0.3），磷源污染主要在两个站点（3、4号站）偏高(TIP的S分别为0.61、0.62)，整个海区溶解氧偏低（DO的S最高为0.93，最低为0.71），pH在两个站点（2、29号站）偏高(S值分别为0.61、0.60)，而Chl-α仅在一个站点（2号站）出现高值(S值为2.04)，综合评价指数表明除了个别站点（2号站）外，其它站位的水体满足国家一类水质标准。存在轻污染与珠江口的羽化现象和上升流共同驱动有关，该站点位于两者的交汇的锋面附近。　　 (3)主成分分析表明南海北部上升流与营养盐组成相关，代表上升流的主成分PC4与SiO3-Si的相关系数为-0.59。SiO3-Si在0-200 m不同深度的水平分布图稳定地展示了南海北部上升流，SiO3-Si在表层展现的上升流区与相应时间段的遥感图片显示的上升流区一致，SiO3-Si可作为南海北部上升流研究的一个指示标志。　　 (4)运用主成分分析方法识别了人类活动和自然对南海北部水环境的影响与贡献。结果表明箱线图与主成分分析、聚类分析结合起来运用能更好地解析和反映海洋环境状况;上升流是该区域营养盐的主要来源，它的消长直接影响着南海北部的海洋环境的变迁;南海北部海域人类活动影响的贡献率与环境因子NO2-N、Chl-α和T相关;自然因素影响贡献率与环境因子SiO3-Si、NO3-N、PO4-P等相关。　　 (5)利用pH值与AOU的关系定量评估了物理过程及生化过程对海区pH值变化的贡献率。依据50年的南海北部历史数据（包括pH、DO、T和S），建立pH值与DO、T及S的关系式。在整个水体中，生化过程对pH值的贡献率可达98.1％。然而，在表层水体中，生化过程基本无贡献（贡献率0.001）。在生物活动较为活跃的50 m，75 m水层，生化过程的贡献率仅为3.1％和7.2％。在150 m以下，生化过程贡献率快速增加。　　 (6)利用线性回归分析建立了NO3-N与SST的关系式，统计量的R2，F和p值分别为0.7124，56.9687，0;结合NASA卫星Terra和Aqua的MODIS遥感数据，反演到SSN浓度的8天平均值分布图（最高值为3.3167μmol L-1）和月平均值分布图（最高值为2.0590μmol L-1）。