近年来,随着城市建设的进一步推进,城市生态系统的压力越来越大。作为城市生态系统重要水源之一的城市湖泊一直以来均为研究的热点。城市小型湖泊具有对环境变化的高敏感性,其水质变化规律,浮游植物群落特征和演替规律对湖泊生态系统的保护与管理有重要意义,因此需要对典型城市小型湖泊进行水环境质量、浮游植物群落特征以及其相互影响关系进行综合性研究。综合以上背景,本文从武汉市典型小型湖泊沙湖的水环境质量和浮游植物群落时空演替规律及两者综合评价出发,结合了遥感反演技术以及网络分析技术,并通过水质参数和浮游植物群落的相关性分析和因子分析,建立了初步模拟浮游植物群落密度的模型,初步模拟的结果表明,进一步的群落结构深度模拟是存在一定可能性的;通过对浮游植物群落结构的量化分析以及对沙湖水环境状态的聚类分析,为浮游植物群落演替过程中关键因素的发掘提供了一定的参考,研究结果表明,浮游植物群落中蓝藻丰度与常量阳离子(Na、K、Mg、Ca)浓度存在一定正相关性,常规监测指标中的COD、TN、TP、DO等与群落结构特征相关性较小,但其在一定浓度范围内,与浮游植物群落密度存在一定的相关性,可以应用于浮游植物群落密度监测。本文得到的主要结论如下:(1)本研究于2015年3-12月,对武汉市沙湖进行了水质和生态监测,共鉴定出藻类10门312种。沙湖的各项水质参数均存在季节性变化,叶绿素a浓度变化规律与COD以及各阳离子浓度较为接近,与TP、TN的分布规律存在差异,溶解氧浓度主要与温度季节性分布相关;使用叶绿素a浓度、TP、TN和COD进行沙湖监测时段富营养状态评价结果表明,沙湖在监测时段的富营养状况整体处于重度富营养状态,不同时段各采样点均质性变化较大,湖滨带环境与人类活动可能对于湖泊富营养化状态产生一定影响。(2)沙湖浮游植物群落的物种组成和相对丰度均表现出明显的季节性,沙湖每月优势种数量变化表明其群落演替规律为由不稳定到稳定再逐步向不稳定变化的过程,浮游植物群落的稳定性与湖滨带的环境有相关关系。沙湖浮游植物群落中,部分物种作为群落的重要物种在其季节性演替过程中有较为明显的作用。沙湖浮游植物网络的社团化倾向较为明显,群落的物种构成和相对丰度变化除水质变化影响外,可能受到了群落中物种本身生长规律以及物种间关系变化的影响。(3)沙湖浮游植物群落特征以及沙湖水质参数的综合分析结果表明,沙湖的水环境存在湖区间差异和湖岸间差异,东部湖区均质性较强,沙湖北岸浮游植物群落对水环境质量影响可能高于沙湖南岸,当水质参数浓度在一定范围时,其与浮游植物群落的细胞丰度存在较为明显的同步变化规律;基于水质因子与浮游植物密度的关系,使用了 2种常用的统计学模型(多元线性回归模型以及支持向量机模型),以水质参数为输入值,以藻类细胞密度为输出值进行藻类密度的预测,其结果表明,统计学模型可以对藻类密度进行预测,但稳定性和普适性需要进一步加强。