本论文主要包括三个研究内容：一、介绍了该实验室所采用的测量稳定碳、氮同位素组成的方法，验证了此方法的精密度和准确度；比较研究了两种不同的氨基酸衍生化方法，这是单体氨基酸碳同位素分析研究的阶段性成果。二、将稳定碳、氮同位素方法应用于无定河生态系统的研究中，在调查无定河流域的植被、沉积物和土壤同位素的基础上，探讨了河水中悬浮体的物质来源及与流域侵蚀作用和植被的关系。三、将稳定碳、氮同位素方法应用于黄东海生态系统的研究中，测定了从初级生产者到顶级捕食者的稳定碳、氮同位素组成，计算了该食物网中各种生物的营养级，并与传统的食性分析方法作了比较。 稳定碳同位素内标光谱碳和稳定氮同位素内标丙氨酸的结果表明该实验室测量稳定碳、氮同位素组成的方法的精密度很高，δ¹³C可达±0.08‰，δ¹⁵N可达±0.07‰。通过与国际标准NBS-19和国内推荐标准TTB-1的比较，证明实验室测量稳定碳同位素值方法的准确度很高。 采用气相色谱—燃烧—同位素比质谱法（GC／C／IRMS）研究有机分子化合物特别是氨基酸的稳定同位素组成在生物体内的分布可以更好地了解生物新陈代谢过程，而氨基酸的衍生化过程是GC／C／IRMS法测定单体氨基酸碳稳定同位素组成方法中的关键步骤之一。采用了两种氨基酸衍生化方法分别对17种标准氨基酸进行衍生化处理，一种是氨基酸N-乙酰基正丙酯（NAP）法，另一种是氨基酸N-三氟乙酰基异丙酯（TFAIP）法。通过测量各自的稳定碳同位素组成，比较了每种方法的重复性及衍生化过程中的同位素分馏作用的大小。结果表明：氨基酸N-三氟乙酰基异丙酯（TFAIP）法的重复性比NAP法好，同位素分馏作用比NAP法小的多，是一种较为理想的氨基酸衍生化方法。 河流中的生源要素（以碳、氮等为主）和各类污染物经历着非常复杂的迁移、转化等环境生物地球化学过程，导致不同的生态效应。揭示它们的环境行为，在区域尺度上阐明其分布特征具有重要的科学意义和现实意义。对黄河中游一条很有特点的高悬沙支流——无定河流域进行了碳氮稳定同位素调查，发现该流域植稳定碳、氮同位素在生态系统中的应用研究一以无定河、黄东海生态系统为例被的碳氮同位素值分布范围很广，碳同位素呈现出明显的双峰特征，说明该流域生态系统属于C3和C4混合植被类型。植物的氮同位素与碳同位素之间并不存在相关性。沿河沉积物中的碳氮同位素之间存在有弱负相关性。河水悬浮体中碳氮同位素值显示出良好的负相关性，反映出该河悬浮体中主要的2种物质来源以及保守性的物理混合特征。根据无定河流域植被、土壤、沉积物的碳同位素调查结果，估算出该河流颗粒有机质中C3植物碳的贡献可占75⁸0%。河水悬浮体中有机质的控制性来源是中下游陆地侵蚀物质，同样也反映了流域植被的同位素特征，C3植物碳的贡献占优势。初步的研究结果已经证明了在研究河流中生源要素的输送通量与降水及径流过程之间的关系和河流物质与陆地生态环境变化之间的关系时碳氮稳定同位素示踪剂应该是十分有效的手段。 对黄东海生态系统悬浮体样品、浮游生物样品及各种鱼类样品的稳定碳、氮同位素的研究指出:黄海悬浮体的稳定碳、氮同位素组成随时、空的变化而有较大的变化。通过比较鱿鱼和妒鱼的不同部位的稳定碳、氮同位素组成，可以看出:所测城鱼获取营养物质后，在其体内的流动途径是脊椎骨、血、肉、皮、鳞:所取妒鱼获取营养物质后，在其体内的流动途径是血、肉、皮、鳃盖骨、鳞。从取到的这两条鱼的共有部位（血、肉、皮、鳞）的稳定碳同位素值来看，营养物质的流动途径都是血一肉^皮一鳞。由于所取的骨的位置不同，它在营养物质的流动途径中的位置也有所不同。鱼的肌肉和鳞片的稳定同位素之间有很好的线性相关性，所以鳞片可以被用于追溯生态系统中营养位置的历史性变化。我们所测的放鱼和妒鱼的鳞片和肌肉的稳定同位素相关性与文献报道的结果一致，这对于研究生态系统食物网的稳定性具有重要意义。从黄东海生态系统生物样品的稳定碳、氮同位素组成来看:浮游植物的稳定碳、氮同位素值均有较大的范围，浮游动物和浮游植物的稳定碳、氮同位素值的范围出现了交叉。生态系统中生物对重同位素的富集作用是利用稳定同位素法研究生物所处的营养位置的根据，我们可以从现场生物的稳定碳、氮同位素分布图上清晰地看到生物对稳定同位素中重同位素的逐步富集。生物体内的稳定碳、氮同位素也受生物所处生命阶段、地理位置和季节的影响。以中华哲水蚤作为营养级的第一级，按照实验室养殖实验得到的醒鱼与饵料间稳定氮同位素的差值2.5编作为一个营养级的同位素富集度，计算了现场生物的营养级，并将一些鱼类由稳定同位素计算得到的营养级与文献稳定碳、氮同位素在生态系统中的应用研究一以无定河、黄东海生态系统为例报道的食性分析的结果进行了比较，比较的结果基本一致。