水生生态系统中物质和能量的流动以及生物与生物、生物与环境间的相互作用对于理解生态系统的特征和过程以及环境对生态系统的影响有着重要的意义。稳定性同位素技术已经成为研究生态系统食物网结构和营养关系及其动态变化的重要手段。本论文首先概括性综述了水生生态系统研究中碳、氮稳定性同位素样品处理、保存、分析以及数据的解释,以及碳、氮稳定同位素比率(¹³C/¹²C和¹⁵N/¹⁴N)在水生生态系统多种生态学问题中的应用和进展。同时本文也报道了碳、氮稳定同位素技术在东湖、巢湖、抚仙湖和星云湖等湖泊相关生态学问题中的应用,包括湖泊中初级生产者和消费者的稳定性同位素时空变化、食物网结构、营养级关系、鱼类食性转变等,主要研究结果和结论如下: 在东湖生态系统中,大量的外来营养物质的输入导致Ⅰ和Ⅱ采样点的δ¹⁵N显著高于Ⅲ采样点;沉积物中存在大量的沉水植物碎屑的Ⅲ采样点的δ¹³C显著高于Ⅰ和Ⅱ采样点,原因是沉水植物¹³C的含量要显著高于浮叶植物和挺水植物;浮游动物、底栖动物和浮游食性的鱼类的δ¹³C与浮游植物的δ¹³C相近,变化约在0—1‰,这说明浮游植物是东湖食物网的主要碳源之一;通过δ¹⁵N质量平衡模型计算得出浮游动物在滤食性鲢鳙鱼的食性中所占百分比分别为54%和74%。 在对大型浅水富营养化湖泊—巢湖的颗粒有机物（主要由浮游植物组成）和浮游动物食性的湖鲚（Coilia ectenes）的δ¹³C和δ¹⁵N时空变化研究中发现:湖鲚和颗粒有机物δ¹³C的季节变化规律一致,两者之间呈显著的正相关关系,说明浮游性的初级生产者与其食物网中的高营养级生物（湖鲚）存在着紧密的联系;由于巢湖为浅水性湖泊,风浪对湖水的扰动作用十分强烈,所以表层水和上覆水颗粒有机物的δ¹³C和δ¹⁵N比率并无显著性差异;西湖区颗粒有机物δ¹³C和δ¹⁵N显著高于东湖区,主要原因是周边城市大量人类活动产生的有机废物通过排污系统排入巢湖西湖区,从而导致西湖区的高δ¹³C和δ¹⁵N本底值;根据营养级传递过程中δ¹⁵N的富集作用,我们计算了湖鲚在食物网中的营养级为2.9—4.1（3.5±0.4）,