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气候变化是当前的热门研究内容，其对生态系统的影响也受到广泛关注，随着近年来生态变异与灾害现象日益严重，气候变化对阿拉伯海生态系统影响的机制性研究成为了迫切需要解决的问题。本论文综合利用1998-2010年的遥感水色数据以及生态耦合模式数据，较系统地研究了阿拉伯海浮游植物叶绿素浓度的多尺度变化特征，探讨了引起多尺度变化的原因，重点分析了气候变化对浮游植物的影响，以及物理生态耦合模式对气候变化的生态响应过程。本论文研究主要结论如下: 1.融合SeaWiFS和MODIS两套卫星水色遥感数据，提高约9.4％的数据覆盖率。进一步采用DINEOF数据重建方法，重建由于天气气候等原因导致的叶绿素浓度观测大面积无规则的缺测区域，成功地刻画和重现了阿拉伯海叶绿素浓度的分布特征，获得时间和空间连续的较可靠和完善的叶绿素浓度数据集; 2.基于多元聚类分析研究了阿拉伯海的四类显著季节周期，发现显著季节周期在空间上既具有稳定的一面，其边界也发生显著的年际变化。其中显著周期的空间分布特征年际转换现象与局地的物理环境变异密切相关，如风致混合增强和上升流强度变化等。显著周期的气候变化响应显示，IOD事件影响阿拉伯海夏秋季的叶绿素浓度变化，ENSO则影响冬季叶绿素浓度变化，引起显著周期面积发生更替。 3.阿拉伯海叶绿素浓度在1998-2004和2005-2010年出现不同的变化趋势，而1998-2010年间只在冬季出现增加的趋势。对索马里沿岸的叶绿素浓度进行分析发现其存在先增加后降低的年际变化趋势，而相应的物理环境也协同变化。分析影响因子发现叶绿素浓度与SST的相关关系为-0.79，SST与风场为-0.87，风场与季风为0.73，表明季风变异是引起叶绿素浓度变化的主要原因。用风场和海温回归重建的叶绿素浓度能够反映出叶绿素浓度的年变化特征，但不能重现其年际低频变化特征。进一步基于EEMD分离高低频信号，发现叶绿素浓度季节内周期主要受风场调控，年周期与风场、IOD相关，年际低频变化与风场和IOD的低频变化相关。 4.基于NCOM物理模块和CoSiNE生物模块获得物理生态耦合模式数据，发现模式能够合理和准确地重现大部分海洋物理环境的观测特征:(1)对上层海洋温度、盐度和混合层深度具有良好的模拟能力;(2)上层海洋环流和体积输送和观测的结果类似;(3)再现大部分海洋动力过程，包括Ekman抽吸、长波动力过程以及年和年际气候变化特征。通过检验生态变量得到(1)重现了阿拉伯海叶绿素浓度季节变化特征，尤其是对上升流动力过程的响应;(2)索马里上升流区浮游植物的年际变化特征与观测结果类似;(3)具有模拟季风动力过程、涡流相互作用过程以及营养盐与初级生产力协调变化过程的能力; 5.基于模式数据对阿拉伯海浮游植物动力学的多尺度变化特征进行分析，发现:(1)在索马里沿岸上升流引起的硅酸盐增加及其沿着涡旋边缘输送是限制该海区硅藻生长的主要原因;硅藻与小型浮游植物竞生关系明显，浮游动物与浮游植物的摄食-食物关系明显;叶绿素的年际变化特征与初级生产力的变化相匹配，新生产力在其中起主要作用。(2)阿拉伯海北部冬季生物-化学的离岸变化与物理动力过程具有紧密的关系，f-ratio量值较小;上层溶解氧出现下降的趋势，下层则为增加趋势。(3)阿曼上升流区浮游植物以硅藻为主，浮游植物的空间分布主要受到硅酸盐的限制，离岸营养盐输送显著。(4)印度半岛南部夏季营养盐在近岸分布差异显著。