乌梁素海是内蒙古河套灌区的重要组成部分，在当地经济社会发展与生态环境保护中具有十分重要的意义。本文通过对乌梁素海各种介质进行立体采样，对乌梁素海湖水及底泥营养元素和重金属污染及其环境效应进行了研究，在湖泊生态环境评价方法和取样介质采集方面开展了创新性的尝试。本文通过分析水和底泥重金属元素和营养元素在内蒙古乌梁素海分布特征和迁移富集规律，辅以湖区大气降尘和灌溉水有关元素的分布特征，分析乌梁素海底泥和水的污染状况，确定乌梁素海的各种重金属和营养元素输入通量，分析沉积环境并对重金属元素元素和营养元素沉积历史进行恢复，在此基础上对乌梁素海底泥和水域面积进行预警研究。本文以可持续发展和系统论为指导思想，在野外调查和对各种介质进行立体采样测试的基础上，综合运用生态学、水文学、水文地质学、遥感地质学、地球化学、环境学、沉积学、水文地球化学和同位素学等多种理论，对乌梁素海湖水及底泥营养元素和重金属污染及其环境效应进行了研究。获得以下主要成果。1．分析了乌梁素海富营养化的原因。农业化肥污染是乌梁素海富营养化的最大污染源；TN主要来自于农田退水和工业废水，TP主要来自于城市生活污水，COD主要来自于农业化肥污染。2、采用生态风险指数法对乌梁素海底泥的重金属元素进行了的潜在生态风险评价。底泥总体上的生态风险以Hg、Cd为主，其它元素（As、Cu、Pb、Cr、Zn）为低度-中度生态风险程度。综合评估乌梁素海生态风险程度为轻警。3、进行了乌梁素海生态健康评价。乌梁素海的健康状况在1994-2000年曾一度得到改善，但进入21世纪后逐步变差，目前乌梁素海的生态系统处于非健康状态。4、研究了乌梁素海的生态效应。乌梁素海中的鱼类具有较为严重的生物毒性。5、通过对乌梁素海的沉积物中¹³⁷Cs和²¹⁰Pb的测定，确定了乌梁素海的沉积物的沉积年代，初步恢复了营养元素和重金属污染历史。