以区域海洋学理论为基础，开展沿岸带、近海和极端与特殊生境生态系统的特征、结构与功能、物质循环与能量流动，海洋环境污染及其生态效应，海洋生源要素的生物地球化学循环及主要界面间的物质交换与通量的研究；揭示沿岸带、边缘海、极地和大洋等不同生境的海洋生态和生物地球化学特征及其变化规律，丰富和发展区域生态学理论；探讨自然变化和人类活动的区域海洋生态环境影响机制与效应；阐明区域响应在全球变化中的特征与作用。开展海洋生态环境监测技术与标准，生态健康评价与保护关键技术，以及海洋生化功能物质，海洋经济动物病害与遗传特性和养殖品种优育等海洋生物资源开发利用研究。为我国海洋环境与资源的协调与可持续发展提供科学依据和技术支撑。

主要研究方向：

区域海洋生态学：重点开展沿岸和近海海洋生态系统及极端与特殊生境生态系统的特征、结构与功能、物质循环与能量流动，海洋基础生物生产过程及其资源、环境效应，海洋微型生物生态生理和微食物环的结构与功能，有害生物的多样性、种类演替、时空格局、生存策略，及赤潮发生的生态学机制等方面的研究。丰富和发展区域海洋生态学理论，为区域海洋生态系统的保护、海洋环境资源的可持续开发利用提供科学依据。

30多年来，该学科群体在生物海洋学和海洋生态学方面进行了大量调查与研究工作，尤其在生物生产力结构的物理－化学－生物海洋学耦合过程及其资源与环境效应方面进行了开拓性的研究，取得了较系统的创新成果。在我国率先观测研究了上升流生态系统动力学过程和黄、东和南海大尺度海域及长江、珠江等大河口生态系初级生产过程与机制，为环境与资源的管理提供了重要科学依据；深入系统地研究了南大洋浮游植物和初级生产力结构、环境调控及其生物地理学演替机制，为南极海洋生态系结构与功能的阐明，碳循环和全球变化研究提供了重要科学依据。系统研究了重要赤潮生物的生理生态特征，根据赤潮藻的种群增长速率等关键理化因子参数，结合卫星遥感，对东海等赤潮多发区的赤潮进行了试验性预警研究，在东海发现了赤潮生物新种并纠正了国外学者在原甲藻分类学领域的错误。在我国率先对微（超）微型光合浮游生物丰度、细胞特性、生物量循环和时空分布特征等生态生理进行了广泛深入的研究，发现了其生物量的快速循环和蓝细菌在环南极海洋广阔水域的存在(更正国外学者的相反结论,Waterbury, 1986)，及在不同生境和不同自然地理区的环境调控机制，做出了在国际上有特色的创新性研究成果。该成果为我国在该前沿领域的研究奠定了坚实的基础，并对确立我国在该科学前沿领域的国际地位做出了重要贡献，获2002年国家海洋创新成果奖一等奖。

海洋生物地球化学：主要开展海洋环境污染及其生态效应，近海典型受损生态系统的退化趋势与演变特征、调控机制、修复策略，海洋生态灾害的形成机制与预测防治，海洋环境容量与养殖容量的评价与调控，及海洋环境变化与陆海相互作用机制等方面的研究。探讨和揭示人类活动对海洋生态系统和海洋环境的影响及其反馈效应与机制，阐明海洋环境科学研究中的重大科学问题，为海洋资源、环境的保护以及社会经济的健康发展，提供理论基础与科学依据。

本方向先后承担了多项包括基金在内的国家、地方及各部委下达的重点和重大研究课题，特别重视人类活动对区域海洋环境的影响及其反馈作用。如中日合作“长江口及东海特定海区河流入海环境负荷及其对海洋生态系统影响研究”（1997-1999），研究了河口中营养盐在水-沉积物界面、悬浮颗粒物表面/界面、淡水与海水界面的迁移、转化、降解的过程及其对水环境污染的机理，剖析近100年内我国工业化过程中环境演变和事件发生过程，为预测未来的近海环境发展趋势及变化速率提供历史演变模型。1997年起综合了海洋化学、物理海洋、生物和地质等多学科，系统研究了珠江口的污染物和生态环境、生物地球化学过程，获得和积累了大量第一手资料，建立了典型河流河口的营养盐物质和碳等生源元素输入、输运和河口近岸环境的的耦合关系。1998-2000承担了浙江省海洋污染基线调查研究工作，分析浙江省近岸海域环境现状，为地方管理部门提供改善环境质量的对策。2000-2004开展了浙江重点海湾网箱养鱼养殖容量和养殖生态结构的优化以及主要鱼类养殖容量研究与评价，应用生态学理论及多学科交叉方法解决海水养殖过程中出现的生态和环境问题。

海洋环境演变与生态效应：重点开展主要生源要素在海洋生态系统中的生物地球化学循环的关键过程及其调控机制，海洋生物地球化学作用的生态学效应，海水化学要素与营养盐循环的动力学机制，海洋主要界面间的物质交换过程与通量，现代海洋过程与生态环境演变的生物地球化学指标等方面的研究及开展全球变化背景下的海洋生态环境变异的研究。深刻揭示现代海洋生物地球化学过程与海洋生态环境变化的机制与规律，阐明区域响应在全球变化中的特征与作用。

海洋二所是国内最早开展海洋生物地球化学和有机地球化学研究的单位之一，自80年代初开始，先后开展了浙江近海、长江口、珠江口、南海、冲绳海槽、太平洋及极地海域的生物地球化学研究，在海洋营养要素的调查和营养盐动力学、沉积界面化学、应用生物标志物指示生物地球过程和古环境方面取得了较为系统的成果。80年代中期，由二所牵头的中法“长江口及其邻近海域生物地球化学研究”合作研究项目的实施，有力地推动了国内海洋生物地球化学研究的发展。1987-1997年与德国汉堡大学合作，在国内首次利用时间系列沉积物捕获器在南海开展了长达十年的海洋颗粒物质通量研究，揭示了东亚季风对海洋生源颗粒通量的控制作用。同时海洋二所在我国最早开展深海和极地海洋生态和生物地球化学研究，九五以来作为中国大洋协会大洋环境项目的牵头单位，提出的“大洋环境基线及其自然变化机理研究”（Navaba计划），在国内外产生了重要的影响，获得了太平洋中国开辟区长达十年的长序列物理、化学和生物资料，观测到El Nino对太平洋上层海洋环境的显著影响，发现在5000多米的深海底栖生物丰度存在明显的时空变化,纠正了以往“深海盆环境均一稳定的”的观点。作为中国极地研究的主要启动者，20余年来一直坚持极区海洋化学和海洋生态学调查研究，从“八五”开始，在南极长城站和中山站邻近海域进行了长期连续的专题考察，通过国家重点科学基金和科技部公益项目，开展了普里兹湾海域碳的海洋生物地球化学过程研究。在1999年首次及其后的中国北极考察中，承担了海水化学、碳的生物地球化学过程和古环境研究。经过多年的努力，基本建成了一定规模的学术梯队，初步形成了海洋现代过程与生态环境演变紧密结合的生物地球化学研究特色。

海洋环境监测与生物技术:在海洋生态环境保护和海洋资源开发的研究基础上，重点开展（1）海洋生态环境监（观）测，海洋资源开发与生态健康评价，海洋环境监测标准，海洋污染防治与生态保护等关键技术研究；（2）开展海洋生化物质功能特性，海洋经济动物病害病原学、病理学，海洋动植物遗传特性改良与养殖优良品种培育，及海洋生物资源开发利用等方面的研究。

开展了国家863和部门下达的多项项目，如国家863项目“大洋固体矿产资源成矿环境及海底异常条件探测技术、船载海水重金属元素现场同时自动分析技术、海底原位测试系统、小型底栖生物标本自动分离系统、热液硫化物现场快速分析系统等研制。1976年起共研制和生产了国家级水质标准物质、海洋生物标准物质、海洋沉积物标准物质等三大类共计40余种。多年来为我国各沿海省市及内地环保部门近百家单位使用，并在国际海洋科技合作研究及我国南、北极、大洋和全国海洋污染基线调查等重大项目中得到了应用，确保了监测数据的准确、可靠、可比。2003年完成了科技部基础公益项目“建立中国海洋标准物质体系”；海洋标准物质信息库填补了我国空白；并作为主要负责单位编写了我国的《海洋调查规范》和《海洋监测规范》。在养殖和生物技术方面，自八十年代以来，对鲍鱼、太平洋牡蛎、对虾、河蟹、罗氏沼虾、大黄鱼等水产品的育苗养殖及病害防治以及水产品的加工技术作了大量的研究，获得多项科研成果。九五期间，开展鲍鱼多倍体育种和鲍鱼杂交育种技术、海洋经济贝类的免疫机制、对虾仔虾的淡养驯化及养殖技术、青蟹“黄水病”的防治技术、鱼类网箱养殖过程中病害的防治进行了深入的研究。为海洋生态环境保护和海洋资源开发提供了重要技术支撑。