富营养化是我国浅水湖泊存在的主要环境问题。浅水湖泊富营养化不仅使水质恶化,对人民群众的健康和生活造成威胁,也严重破坏了水生生态系统的平衡。作为长江经济带的重要地区,武汉市浅水湖泊密布。随着经济的发展,该地区浅水湖泊的生态环境受到了富营养化的严重威胁。因此,浅水湖泊富营养化的研究具有十分重要的理论和实践意义。本文以湖北省武汉市典型中型富营养化浅水湖泊-鲁湖和后官湖为研究对象。研究了两个湖泊的富营养化趋势、水环境现状、浮游植物群落环境驱动因子、蓝藻暴发机理、内源污染机制,为科学治理浅水湖泊富营养化,保障浅水湖泊水生态安全提供理论依据和支撑。论文的主要研究工作和结果如下:（1）阐述水体富营养化危害以及浅水湖泊富营养化研究意义。对富营养化水体环境评价方法、外源污染和内源污染、富营养化水华的国内外研究现状进行了综述。（2）研究区环境因子时空变化特征分析及水环境评价。研究了鲁湖及其出入湖河流、后官湖及其出湖河流的气象、水文、水质时空变化特征,采用水质单因子评价法、综合营养状态指数评价法评价了两个湖泊的水质和营养状态,选用主成分分析法提取了主导水质变化的环境因子。结果表明:2013年-2014年鲁湖和后官湖营养状态属于中营养,2015年-2016年两个湖泊快速恶化为轻度富营养到中度富营养。鲁湖入湖河流三门湖渠是鲁湖的主要外源污染源,而后官湖出湖河流打鼓渡河污染严重,有受到下游扩散污染的风险。鲁湖和后官湖最主要的超标水质参数是总氮和总磷,主成分分析结果表明宏量离子、氮磷营养盐、浮游植物是主导水质变化的重要环境因子。（3）环境因子交互作用对浮游植物群落影响研究。以鲁湖及其出入湖河流为研究对象,采用分类Logistic模型、分位数回归、条件图、结构方程模型等方法,分析了水文条件、温度、营养盐的交互作用对浮游植物群落的影响。分类Logistic模型结果表明总磷-叶绿素a的关系可以分为滞后期、加速增长期、减速期三个阶段,滞留时间较短会导致高总磷浓度下浮游植物生物量较低。分位数回归结果表明研究区浮游植物主要受磷限制,营养盐比温度对浮游植物生物量影响更大。条件图结果显示随着温度达到浮游植物的适宜温度,营养盐对浮游植物的限制作用逐渐减弱。结构方程模型结果进一步表明高温和高总磷浓度有利于绿藻和蓝藻生长繁殖,低温和低总磷浓度有利于隐藻生长繁殖,而温度和总磷浓度对硅藻影响不显著。（4）蓝藻暴发机理研究及阈值分析。以后官湖及其出湖河流为研究对象,采用层次聚类分析对浮游植物群落进行了分类,通过分类回归树模型得到了影响群落结构的重要环境驱动因子,运用贝叶斯逻辑斯蒂回归模型构建了蓝藻暴发预测模型,利用分位数回归探析了环境因子对主要浮游植物门类的作用,采用非参数拐点分析确定了蓝藻暴发的重要环境因子阈值。层次聚类分析结果表明后官湖浮游植物群落可以划分为以隐藻占优势的第一类群,以绿藻和硅藻占优势的第二类群,和以蓝藻占优势的第三类群。分类回归树模型结果表明温度、氮磷比、硝酸盐氮以及水位波动是引发浮游植物群落结构变化的重要环境因子。贝叶斯逻辑斯蒂回归模型预测温度升高、氮磷比下降、水位波动减小会显著提高蓝藻暴发概率。分位数回归结果进一步表明较大的风速和水位波动有利于硅藻在群落中占优势,而不利于蓝藻的生长繁殖。桡足类浮游动物对绿藻、硅藻和隐藻有显著的负作用,对蓝藻的作用不显著,这表明蓝藻对浮游动物的捕食有一定的抵抗能力。非参数拐点分析结果表明当温度超过阈值18.25℃时,蓝藻在浮游植物群落中的比例从24.56%上升到69.63%,而随着氮磷比超过阈值14.58,蓝藻在群落中的比例从74.48%下降到24.82%。（5）沉积物内源污染研究。比较了鲁湖和后官湖沉积物营养盐源汇的季节性变化规律,采用Spearman相关分析探讨了孔隙水与上覆水营养盐间的相关关系,利用条件图研究了鲁湖孔隙水营养盐水平对内源磷释放的影响以及后官湖蓝藻暴发对内源氮磷污染的作用。结果表明:鲁湖沉积物是总磷的汇,是总氮和硅酸盐的源,硝酸盐氮、硫酸盐和氨氮则呈现明显的季节性源汇转化。后官湖沉积物是总磷、总氮、氨氮以及硅酸盐的源。Spearman相关分析结果表明后官湖孔隙水与上覆水营养盐间相关关系比鲁湖更加显著,具有较大内源污染风险。条件图结果表明鲁湖沉积物中铁含量与孔隙水中总磷浓度间的负相关关系与孔隙水中其他营养盐浓度水平相耦合。孔隙水中低氨氮、低硅酸盐、高硝酸盐氮、高硫酸盐浓度水平对应着更显著的铁-磷负相关关系,而孔隙水中总氮浓度水平对铁-磷负相关关系影响不显著。因此,氧化还原条件是影响沉积物中氮、磷、硅、硫、铁耦合的重要因子,还原性条件促进了鲁湖内源磷的释放。条件图结果表明随着蓝藻丰度的上升,后官湖孔隙水总磷浓度升高,同时孔隙水与上覆水总氮之间的正相关关系更加显著。因此,蓝藻暴发促进了沉积物氮磷营养盐的释放。