全球碳循环过程中，每年生物固碳总量的46％来源于海洋浮游植物的初级生产过程，因而海洋初级生产力监测成为全球碳循环研究的基本内容。传统海洋初级生产力监测主要通过水样采集培养方法（常用14C标记法），难以实现大范围高时空分辨率监测，无法满足全球尺度碳循环应用需求。卫星遥感技术的发展以及业务化监测海洋参数的逐渐成熟，为全球范围内海洋初级生产力的快速监测提供了新的技术手段。　　2013年，国际海洋水色研究组织针对目前存在的一系列海洋固有光学属性遥感反演算法的优缺点，构建了广义固有光学属性反演算法框架，实现了海洋水体固有光学属性产品的业务化运行。利用这一新的数据源，结合其它多类型海洋水色遥感数据产品，本文从浮游植物光合作用机理出发，构建了两个新的海洋初级生产力遥感监测模型，并开展了模型精度验证和产品真实性检验、不确定性分析和碳循环应用研究。论文主要内容如下:　　(1)分析总结了影响浮游植物光合作用的环境因子以及光合作用过程描述参数，比较了现有初级生产力基本描述模型，选择合适的光吸收模型作为基本模型，并针对模型数据需求与卫星遥感数据特点，完成模型参数化设定，建立了海洋初级生产力遥感估算流程。依据该流程，先后完成了输入参数遥感反演产品获取、各参数水体剖面描述模型设计和光合量子产率优化等内容，最终构建了新的基于浮游植物吸收特性的海洋初级生产力遥感模型（AbPM模型）。　　(2)利用本文提出AbPM模型获取了2003～2012年全球海洋NPP月均数据集，将其结果与现有Chl模型和C基模型结果进行比对，分析了三类模型在描述NPP时空分布特征方面的异同点。模型精度验证以全球多海域、多类型现场实测数据为参照，分析了模型的适用性和可靠性。结果表明，AbPM模型在光限制海域精度具有明显优势，对海域NPP的季节变化描述更为准确，但是在南大洋海域存在误差较高的问题。为进一步分析提出的AbPM模型稳定性，针对海洋NPP模型输入遥感参数，本文采用蒙特卡洛方法分析了模型输入参数误差对AbPM模型估算误差的影响。结果表明，在提高模型表达浮游植物光合作用过程能力的基础上，发展精度更高的海洋水色参数反演算法，对提高海洋NPP估算精度有着十分重要的意义。　　(3)针对本文提出的AbPM模型在南大洋海域误差较高的问题，本章结合近几年海洋浮游植物群落粒径大小类型的遥感模型研究成果，创新性地考虑了浮游植物种群粒径大小对光合作用效率影响，修正AbPM模型中光合量子产率计算方法，建立了针对不同浮游植物粒径类型的初级生产力遥感模型。经过现场实测数据比对验证，修改后的模型(SAbPM)在南大洋海域表达的时空分布特征更加合理，模型精度得到明显提升。　　(4)全球海洋有机碳沉降通量的监测对于全球碳循环研究具有重要意义，而海洋有机碳沉降通量与海洋表层初级生产力直接相关。本文利用SAbPM模型获取的2003～2012年全球海洋初级生产力数据以及其他相关海洋参数产品数据（海温、叶绿素、真光层深度），比对验证了现有海洋真光层底有机碳沉降通量估算方法精度，优选出最为可靠地海洋有机碳沉降通量估算方法。利用该方法获取的2003～2012年全球海洋有机碳沉降通量数据，开展了海洋真光层底有机碳沉降通量的时空变化规律研究。结果表明，全球真光层底有机碳平均年沉降总量约为9.7 Gt C，有机碳沉降通量的季节变化与年际变化受纬度和大洋环流影响十分明显，并且受厄尔尼诺现象的影响，2008年以后全球海洋有机碳沉降通量出现轻微下降趋势。　　本论文着眼于现有全球海洋初级生产力遥感模型的不足，从基本模型假设、参数化和验证等角度，构建了一整套完整的海洋初级生产力估算流程，为全球海洋碳循环研究和近岸海洋渔业调查提供了科学依据和技术支撑，并推动了海洋水色遥感数据应用领域的发展。