近年来海河流域持续存在社会经济发展与流域水环境保护之间的矛盾。流域内河流水体氮(N)、磷(P)等养分物质上升，重金属含量增加，导致部分河段同时遭受富营养化与重金属污染胁迫的风险。水资源短缺和用水量的加剧，促使一种附着在基质上生长的生物群落--周丛生物(periphyton)，构成一些河流的主要初级生产力，逐渐在水生态系统结构中取代浮游生物并产生重要作用。传统生态系统研究过程中往往采用单一流通尺度描述法(single-currency descriptions)，本研究则采用多维法(multipledimensions)，即应用生态计量学(Ecological Stoichiometry)理论研究周丛生物与复合污染的交互规律。通过对海河流域典型河流潮白河及其支流的调查分析，找到影响周丛生物分布的关键污染因子，分析周丛生物元素计量与水质变化之间的响应规律；并进一步从群落结构角度探究周丛生物对复合污染的响应关系；在研究养分污染的同时，研究周丛生物群落结构变化对其重金属富集能力的影响，以及重金属进一步向周丛生物的主要取食者--中华圆田螺的富集规律，进而对重金属向更高级营养级传输的风险状况进行评价。研究结果表明：　　1.海河流域内潮白河流域的周丛生物占据主要初级生产力。周丛生物C、N、P三种元素间具有较强的相关性(C-N：r=0.913，P<0.001；C-P：r＝0.552，P<0.001；N-P：r=0.753，P<0.001)，其中N起了“桥梁”作用。无周丛生物生存的水体NH4+-N和TF的浓度分别为有周丛生物的21倍和11倍，而进一步分析显示TP为影响周丛生物分布的首要污染因子。周丛生物的N：P的比值(平均N：P=21)追随(track)水体TN：TP的变化；并且该比值主要受水体TP浓度影响。周丛生物N：P可用于水体TN：TP变化的生态计量学的重要指示因子。　　2.当河流养分呈从低浓度到高浓度的梯度变化时，周丛生物群落与之相对应呈现三种形态类型：Type A-以单细胞硅藻为主的层状周丛生物，如脆杆藻属(Fragilaria)、桥弯属(Cymbella)等；Type B-以单细胞硅藻附生在丝状绿藻上生存为特征的混合型周丛生物，如等片藻属(Diatoma)附生在刚毛藻属(Cladophora)：Type C--以丝状绿藻为主的单一型周丛生物，如刚毛藻属(Cladophora)。三种类型的生存水体养分状态分别对应贫营养化、中营养化、富营养化，并且其生态计量比显示C：N比值分别为14、12、10；N：P比值分别为47，24，19，仍然呈梯度顺序排列，并逐渐接近Redfieldratio值。对群落结构的变化分析表明，Type A到Type B的变化的主要受水体TP的影响，而Type B到Type C的变化则受NH4+-N和TP的共同影响，并且NH4+-N为首要影响因素。本研究再次证实了以往藻类等植物的元素计量比追随环境元素比值的变化研究，进一步得出随着养分输入的增加，将使得周丛生物元素N：P计量比减少，而这种减少是由于群落结构的改变而产生的响应，即种间差异效应大于种内差异效应。这种差异是由于水体养分比的失衡，通过Type A经Type B向Type C的转变过程完成的。　　3.处于养分限制状态的Type A更易于积累Cr，Ni和Pb三种重金属。Ni为三种重金属Cr、Cu、Pb富集状态的核心元素，与该三种元素的富集关系密切。三种周丛生物类型Ni与Cu的回归系数分别为：Type A，0.78(r2=0.556，P<0.004)；Type B，1.57(r2=0.379，P<0.001)；Type C，2.95(r2=0.736，P<0.001)，因此，周丛生物群落类型由Type A到Type C的变化，将导致Cu在周丛生物中累计的风险增加。　　4.metal：P的计量比对重金属(V，Cr，Co，Ni，Cd，Cu，Pb)沿周丛生物传输至中华圆田螺的规律研究显示，周丛生物群落硅藻的比例对中华圆田螺的重金属富集影响较大。中华圆田螺的V，Cr，Co，Ni，Cd的富集与周丛生物相应金属含量的增加呈正相关，而Cu和Pb富集则保持相对稳定。另外，V，Cr，Ni与硅藻比例密切相关，而Cd和Pb则取决于的中华圆田螺的生理特征。Cu：P是唯一随周丛生物P增加而增加的元素，这预示着Cu在水生态系统中的富集会随着水体TP的增加而存在潜在的生态风险，而Pb则是这7种元素中具有最小生态风险的元素。