星系的形成与演化是天体物理中最基本课题之一。本论文利用射电和光学观测的手段对星系中的中性氢气体和恒星形成历史进行详细的研究。全文共分四章。　　第一章介绍了星系形成和演化的相关背景。我们从科学历史的角度出发，讲述了大爆炸宇宙学模型的来源。随着近年来大型红移巡天的开展，我们进入精确宇宙学时代;我们介绍了目前标准宇宙学模型:冷暗物质模型。接着，我们介绍了目前人们研究宇宙学的基本方法，如数值模拟，半解析模型等。尽管目前人们认知宇宙有了很大的进步，星系的具体形成和演化的过程还不清楚。我们展示了目前的星系形成的流程图，包括涉及到的一些重要的物理过程。最后，我们从观测的角度，介绍一些重要的观测事实，包括星系的形态分类，星系的质量函数和星系的环境，和星系中的一些重要的标度关系。　　第二章中，我们利用21cm观测手段，对近邻50个星系进行了二维中性氢气体的观测。本章的工作是基于“蓝盘”项目，该项目是一个国际合作项目，对25个中性氢(HI)异常丰富的星系进行二维的21cm发射线的观测。为了作对比，也观测了同样数目的HI正常的星系。在我们观测目标星系的同时，其近邻星系的21cm发射线也同时被观测了。在本章中，我们主要研究HI丰富和HI正常星系的近邻星系的中性氢的性质，比较它们有没有不同。在我们的观测区域内，我们总共提取了65个具有可靠HI观测的非目标星系，质量在10.08M☉到10.011M☉之间。像正常盘星系一样，绝大多数星系都落在相同的HI“质量—尺度”关系和“HI-plane”上。我们发现HI丰富的星系，其近邻星系也倾向于HI丰富，并且具有更大的R90,HI/R50,HI。类似于Weinmann et al.(2006)等人所发现星系颜色的“相似性”，我们的结果揭示了星系HI的“相似性”:星系HI的性质倾向于与其近邻星系HI性质相似。我们还检查了一些严重偏离正常的HI“质量—尺度”关系和“HI-plane”的星系。从它们的HI的形态和动力系的特征可以发现，他们在近期（或正在）跟环境有强烈的相互作用。我们推测大部分这些HI分布异常的星系经历了潮汐力或者热压力，而少数几个则正在吸积HI气体团块。　　第三章中，我们利用SDSS-Ⅳ/MaNGA最新观测数据来研究近期恒星形成历史的径向梯度。我们用4000(A)跃变(Dn(4000))，HδA的吸收线等值宽度（EW（HδA）），和Hα发射线的等值宽度来诊断星系近期的恒星形成历史。对每个星系，我们都产生了这三个参量的二维分布图和径向的轮廓。得益于星系的二维光谱数据，我们引入一个新的参量(Fq(1.5Re))来衡量星系的恒星形成活动停止的程度。Fq(1.5Re)被定义为在1.5有效半径以内，星系恒星形成活动停止的区域的比例。这样我们把星系分成三个子样本:恒星形成星系(SF，Fq＜0.1)，部分恒星形成活动停止的星系(PQ，0.1＜Fq＜0.9)和恒星形成活动完全停止的星系(TQ，Fq＞0.9)。我们剔除了正在并合的星系，不规则星系以及形态被明显扰动的星系。我们发现星系中几乎所有的区域都很好的遵从了Bruzual&Charlot(2003)的连续的恒星形成模型，不论星系是大质量还是小质量，星系处于哪种恒星形成活动的状态，以及是处于星系中心的区域还是外部的区域。这就表明在形态正常的星系中，星暴的活动是非常稀少的。我们进一步把星系分成五个恒星质量区间。对于小质量星系来说(log10(M*/M☉)＜10.2)，我们发现这三个参量径向变化很小;而对于大质量星系来说(log10(M*/M☉)＞10.2)，这三个参量径向有显著系统性变化:Dn(4000)从内到外逐渐降低，而HδA吸收线指数和EW(Hα)逐渐升高。这种现象对于SF和PQ星系特别明显。我们的结果表明星系的恒星形成过程与星系质量相关:对于小质量星系，恒星形成活动在内区和外区同时停止;而对于大质量星系，恒星形成活动首先在内区停止，然后慢慢延伸到大半径处。我们还发现在所有的恒星质量区间内，几乎所有的TQ星系都有一个大的核球，并且PQ星系比SF星系更倾向于有大核球。TQ星系更倾向于球状形态，而SF星系更倾向于盘状形态。最后，我们基于本章的工作和前人的结果，详细讨论了恒星形成停止过程背后的物理机制。　　第四章总结了本文的结果，讲述该结果对认识星系形成和演化过程的意义，并且展望未来打算要研究的课题。