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荧光法是现代测量领域的研究热点之一。它通过测量物质的特征荧光光谱特性来鉴别被测物质的种类和浓度，在海洋环境监测方面具有广阔的应用前景。海水中的浮游植物是海洋生态系统中最主要的初级生产者和能量的主要转换者，海藻是主要的海洋浮游植物，对海洋中海藻进行识别，可以估测海区内生态系统的群落结构和分布状态，实现海洋的监测和综合治理。
本文在对国内外海藻状态监测技术现状及发展趋势分析与综合的基础上，对具有代表性的绿藻门的扁藻、小球藻、盐藻，硅藻门的角毛藻、小新月藻，金藻门的叉鞭金藻等六种海藻的荧光光谱分析，提出基于海藻色素含量的荧光光谱的比值分析法、荧光总量法；基于海藻超微结构差异的二阶导数法、模糊聚类分析法；根据单一海藻和混合海藻的二阶导数的统计特性，提出混合海藻荧光的多元线性回归模型。为海洋污染的监测和治理以及估测海水中浮游植物的种类，提供了一种新的识别手段。本文主要进行以下的研究工作：
(1)从荧光测量的基本原理出发，研究海藻荧光检测机理，为不同门类海藻识别提供方法与实验基础。
(2)实验研究不同种类、不同浓度海藻溶液的吸收光谱、激发光谱、荧光光谱特性，确定了用于海藻种类识别的最佳激发波长和荧光检测波长。
(3)采用小波分析方法对荧光发射光谱、荧光激发光谱去噪，使光谱信号的失真小、有用信号的衰减小，提高光谱信号的信噪比和光滑性。
(4)研究了色素特征激发光激发的海藻荧光发射光谱的比值、440nm激发光激发的荧光发射光谱的二阶导数、荧光总量等单一海藻的特征提取方法，并提出以单一海藻的荧光激发光谱二阶导数谷点为特征点的模糊聚类分析法，分析了单一海藻的聚类问题。
(5)依据单一海藻和混合海藻荧光激发光谱的二阶导数统计特点，研究了海藻荧光激发光谱的二阶导数峰值点、谷点为特征的多元线性回归模型，分析出混合海藻的海藻组分。
(6)对六种不同门类的单一海藻和它们的混合物进行识别实验，验证了所建立的特征提取方法和识别模型的合理性。
本研究的主要创新点在于将荧光法与比值光谱分析、荧光总量分析、模糊聚类分析模式识别算法等相结合，降低了识别算法的复杂程度，为识别系统的实现提供了实用的设计方案；以线性叠加模型为基础对混合海藻进行多元线性回归分析，发现了混合海藻的荧光激发光谱满足线性叠加特性。实验研究进一步验证了单一海藻与混合海藻的二阶导数荧光法发射光谱和超微结构上的强相关性。
将本文研究的上述几种识别方法，应用于荧光海藻监测系统，可以对几种不同门类单一海藻和混合海藻的海藻组分进行识别，为海藻监测提供了一种新颖的技术手段。