本研究基于遥感资料和现场目标观测对南海典型中尺度物理过程引发的生物效应，尤其是对超微型浮游生物的影响进行了探讨。研究分别对南海中尺度物理过程最为活跃的区域（包括南海北部和南海西部）季节性出现的中尺度物理过程引起的超微型浮游生物的丰度和群落结构的变化进行了研究，同时结合多学科的资料全面分析了引起超微型浮游生物变化的动力机制及光合浮游植物与异养细菌间潜在的相互作用。　　本文首先对海南岛以东海区超微型浮游生物的分布特征进行了研究，上升流、涡旋与沿岸流共同作用下形成了海南岛东部特有的超微型浮游生物的分布特征。超微型浮游生物（包括超微型光合浮游植物和异养细菌）主要分布在以海南岛东北端为中心的上升流影响的沿岸条带内。以水柱平均丰度比较，原绿球藻稍高于聚球藻，而超微型真核浮游植物的丰度最低。聚球藻、原绿球藻和超微型真核浮游植物分别贡献了39.2％，35.6％和25.2％的总超微型光合浮游植物生物量。聚球藻主要分布在上升流影响区域和上层透光率较高的水层，而原绿球藻主要分布在贫营养的远岸端，最大值出现在叶绿素最大层。另外原绿球藻对海南岛东北端出现的明显的波动现象出现了明显的响应，波动可能通过将表层高温水团带入深层从而促进了原绿球藻的生长。　　南海西部是南海动力过程最为活跃的海区之一，除了东向急流两侧的涡偶极子结构（气旋涡-反气旋涡对）外，西沙附近也经常观测到时空尺度非常大的反气旋涡。利用显微镜和流式细胞仪结合Meris高分辨率(300m)遥感数据的结果，发现研究海区浮游植物呈现明显的梯度变化。南海西部多涡结构通过改变生物生存的环境从而影响浮游植物生物量和群落结构。100m水柱叶绿素生物量与海表面高度呈现显著的负相关，原因是气旋式冷涡通过抽吸作用将深层富营养盐水团抬升至真光层从而促进浮游植物生物量，抬升叶绿素最大层。同时冷涡促进了超微型光合浮游植物聚球藻和超微型真核浮游植物的生长，冷涡影响区域微型浮游植物硅藻大量增殖且主要是角毛藻和根管藻。反气旋式暖涡中心表现出较低的生物量，原绿球藻是叶绿素生物量最主要的贡献者。固氮类群束毛藻丰度估算的结果显示贫营养高温的暖涡影响区域促进了束毛藻的生长。另外高分辨率水色遥感资料则显示暖涡可以通过诱发的涡旋边缘的涡旋锋从而促进浮游植物生长。　　南海东北部也是南海动力过程最为活跃的海区之一。水文环境的结果显示冬季黑潮以分支直接入侵的形式进入南海同时在吕宋岛的西北存在一对偶极子涡旋。研究区域超微型浮游生物显著的受到多种动力过程的影响，叶绿素生物量的结果显示断面中部浮游植物明显增加同时叶绿素最大层出现在浅层(0-30m)，异养细菌与叶绿素生物量显著正相关且在观测断面保持较高的丰度。整个断面真光层内浮游植物均由Pico级浮游植物主要贡献。黑潮入侵和中尺度涡旋同样显著地影响了超微型浮游生物的分布特征，原绿球藻和某些适宜贫营养环境的异养细菌明显的指示了黑潮入侵的路径，冷涡影响区域浮游植物大量增殖且主要由超微型真核生物所贡献。另外叶绿素生物量的高值对应特定细菌种群（如红细菌目等）的增加也在一定程度上揭示了浮游植物和细菌间的相互作用。　　此外，为了研究锋面的生物效应选取了珠江口作为研究区域，通过流式细胞技术和分子生物学的手段研究了冲淡水羽状流和季风对于浮游生物尤其是浮游细菌丰度和群落结构的影响。结果显示淡水影响区域与咸水影响区域，丰水期和枯水期期间超微型浮游生物均存在显著差异。丰水期叶绿素生物量和超微型浮游生物相对于枯水期高的多同时在羽状锋锋面带内出现叶绿素最大值，超微型真核浮游植物，蓝细菌聚球藻和红细菌目在锋面带内比例显著升高，锋面区域内Pico级浮游植物的比例提高，甚至会超过Nano级浮游植物。冬季径流显著降低同时在强的东北季风影响下，各个水层混合的较为均匀，冬季温度比夏季低的多，温度是控制浮游植物生长的主要因子，光合浮游植物相对丰水期低的多且聚球藻的比例明显下降，异养细菌的丰度也显著降低。