星系的形态、结构与恒星形成活动研究是星系演化研究中的重要部分。表征星系结构的最直接的观测特征为星系的形态,即星系中发光物质(组成星系的恒星和尘埃)沿着观测者视线方向的投影。星系形态是反映星系物理性质的一个重要特征量,它与星系的其他物理性质有一定的关系。比如,本地早型星系的星族年龄老,颜色偏红,消光弱,多处于高密度区,其恒星形成率低,而本地晚型星系则有着相反的特性。也就是说,随着星系中恒星形成活动的演化,星系的其他物理特征(如形态、颜色等)也将发生变化。对于星系形态结构的转变和恒星形成活动的抑制(star-formation quenching)已有一系列工作,但依然是星系研究中的热门课题。在本论文中,我们利用CANDELS(Cosmic Assemble Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey)五个深场的多波段巡天数据,对蓝云、绿谷和红序三类星系以及致密星系的形态、结构、活动星系核比例(Active Galactic Nucleus,AGNs)和恒星形成率等性质进行了研究。我们还计算了红移跨度在0.5到2.5范围内星系局域环境密度,探讨了质量效应和环境效应在星系演化的过程中对形态、结构和恒星形成活动产生的影响。利用静止紫外与光学颜色选取的方法,我们构建了红序、绿谷和蓝云星系样本(下面简称红、绿、蓝星系),研究了三类星系的尘埃消光、形态、结构和活动星系核比例等物理性质。红星系和蓝星系在形态上存在着明显的差异。结果发现,z<2的绿谷星系拥有中等程度的消光和结构参数,其分布介于红星系和蓝星系之间。这样的观测事实支持绿谷星系可能处在蓝星系向红星系演化中的过渡阶段,其恒星形成活动被部分地抑制。与此同时,我们也研究了星系相关的物理性质随红移的演化及其对质量的依赖性。三类星系在不同质量区间内的占例随红移的演化很好地支持了“Downsizing”演化模型:与小质量星系相比,大质量星系中大量的恒星形成活动在宇宙的更早期已经完成了。我们还发现有效半径(re)、星系的致密度(∑1.5)、矩指数和质量存在着相关性,而Sersic指数、聚集度指数和基尼系数对质量并不敏感。通过星系在比恒星形成率-致密度的分布,我们将红移1<z<2区间内的大质量星系分为四个子类:延展的恒星形成星系(eSFGs)、致密的恒星形成星系(cSFGs)、致密的宁静星系(cQGs)和延展的宁静星系(eQGs),并研究了它们的恒星形成状态、星族参数、结构参数和环境密度。整体上看,cSFGs的恒星形成率比eSFGs偏低,与UVJ双色图的结果自洽。四类星系的形态结构分布也支持了早期的演化图像,在eSFG的恒星形成受到彻底抑制之前需要一个结构变密的过程,即cSFGs是eSFGs演化到cQG的过渡阶段。并且cQGs和cSFGs之间具有类似的质量,这也意味着cSFGs的恒星形成活动不会持续太长的时间。cSFGs在高红移段(1.5<z<2)偏向于处在密度较高的环境中,与宁静星系的环境类似;cSFGs在低红移段(1<z<1.5)偏向于处在密度较低的环境中,与eSFGs的环境类似。这意味着在较高的红移区间,环境效应(如并合和星系之间的相互作用)主导了星系变密的过程;而在较低红移的区间,可能是星系自身的演化(如盘的不稳定性)主导了 cSFGs的形成。基于贝叶斯统计,我们提出了一种改进的局域环境密度的计算方法,并在CANDELS的五个深场中分析了星系环境密度的分布情况,研究了在0.5<z<2.5范围内星系的形态结构和恒星形成性质分别对质量和环境的依赖性。利用UDS场中已知的星系团或星系群,检验了我们改进的局域环境密度计算方法的有效性。结果表明,基于贝叶斯统计的局域密度超出(1+δ’10)能够有效地示踪星系团和星系群等高密度环境,并且比传统近邻星系的面密度参数表现得更好。我们发现,环境效应在红移0.5-2.5区间内对大质量星系(M*>1010.3M☉)的恒星形成活动有抑制作用。在整个样本中,宁静星系的比例和Sersic指数随质量和环境演化的趋势很接近,暗示了星系的“宁静”程度与核球之间的关联。在红移小于1的低红移端,我们发现宁静星系的比例随环境的演化都呈现上升趋势,存在明显的环境依赖。对于低红移的小质量星系(M*<1010.3M☉),环境效应可能是星系恒星形成抑制和相关物理性质转变的主要机制。