作为水体中接触面积巨大的生物膜系统，周丛藻类群落结构复杂，能够迅速对水环境的变化做出响应，同时在去除水体中的有机和无机成份以及净化水质等方面也表现出很大潜力。城市化地区水环境污染以及由此形成的一系列环境问题，已成为当今各发展中国家都需要面对的一个难题。周丛藻类所具有的独特的环境响应以及显著的水体污染物质深度处理能力，使其在水环境生物监测及水质净化方面得到广泛的关注，利用周丛藻类进行水质生物监测，评价人类活动干扰导致的自然水体水质作用与影响，已成为当前相关研究的热点；周丛藻类水质处理技术已成为目前最具发展潜力的环境修复技术。论文以周丛藻类为研究对象，以上海地区典型的城市化潮汐河流—黄浦江及其支流苏州河为研究区域，基于生态学原理，应用水生生态学、水环境科学以及生态修复工程等学科有关机联系的综合研究方法，通过对浮游藻类、周丛藻类群落及水质情况的全年连续监测，同时结合研究区域的物理生境、水文学指标等环境因子，采用多元统计方法，分析藻类群落的种类组成与数量特征，以及环境因子对藻类群落的主要影响关系，并在此基础上，通过建立一系列的藻类水质处理系统及与自然环境一致的藻类生长条件，在实验室条件下研究分析不同形态周丛藻类水质处理系统对城市景观河道劣Ⅴ类水质水体中污染物质的去除作用，以及其他不同胁迫条件下的水质处理效果，提出以工程应用为目标的周丛藻类水质处理系统，以期为周丛藻类在城市化潮汐河道中的水质生物监测与我国的水体生态修复示范性工程研究提供理论依据。论文主要研究结果体现在以下几个方面：（1）黄浦江、苏州河中的周丛藻类及浮游藻类群落具有相似的种类数量及群落多样性，但硅藻（＞60％）是周丛藻类的重要组成部分，而绿藻（＞50％）则是浮游藻类的主要种类。藻类群落密度表现出一定的季节性变化：周丛藻类群落密度介于0.8×10⁴～0.4×10⁴ Ind·cm^-2之间，其中旱季（秋季）群落密度最高，而春末多雨季节的群落密度较低；浮游藻类群落密度“峰值”(1.91×10⁴Ind·L^-1)出现在夏季，而最低密度(0.08×10⁴Ind·L^-1)则出现在冬季。此外，物种数量与营养物质浓度及水温表现出相似的变化趋势。（2）研究区域中的周丛藻类群落具有显著的空间变化趋势，藻类数量及群落密度均在上流区域增加，而群落多样性则在下游显著降低（p＜0.05）；一些具有较高优势度的周丛藻类，如系带舟形藻（Navicula cincta）、微小色球藻（Chroococcus minutus）和钝脆杆藻（Fragilaria capucina），对水体N、P营养物质变化具有很高的敏感性，从而可作为不同区域水体水质的有效指示藻类。（3）典型相关分析（CCA）表明了自然环境因子（水温）与人类活动干扰（N、P等营养物质）对于藻类的共同影响作用，其中水质、水域功能区划类型以及N、P等营养物质浓度是影响周丛藻类种类组成及空间分布差异的主要环境因子。浮游藻类表现出比周丛藻类更为敏感的季节水质变化，从而可作为不同季节间水质微生物监测的指示生物补充。水质、水域功能区划以及营养物质是影响周丛藻类空间分布差异的重要因素。（4）以大型丝状绿藻为主的周丛藻类处理系统具有显著的P污染物与NH₄⁺-N去除效果，TP及TSS的去除率分别保持在50％和72％以上，同时PO₄^3-与NH₄⁺-N的去除率也分别可达90％和85％以上。在高污染物质浓度(TP＞3.0mg·L^-1、TN＞22.0mg·L^-1)条件下，TP平均去除率为89％，TN为45％，而低浓度污染物(TP＜0.50mg·L^-1、TN＜10.0mg·L^-1)条件下，出水PO₄^3-浓度低于0.1mg·L^-1，NH₄⁺-N低于2.0mg·L^-1。试验期间，大型丝状藻类生物量增长了38.78％，同时大量单细胞蓝、绿藻类出现在水槽壁表面。出水DO浓度随着大型丝状绿藻生物量的增加而呈上升趋势。（5）相对于丝状周丛藻类系统的水质处理效果，颗粒态周丛藻类更多的表现出了对水体N浓度的去除效果，结果表明，（1）相对于标准培养液条件下20.0％的平均去除率，周丛藻类水质处理系统中TN、NH₄⁺-N去除率分别可达30.0％和50.0％以上，其中TP平均去除率则相对较低（＜10.0％）；（2）系统最大氮污染物去除率（TN＞65.0％，NH₄⁺-N＞80.0％）出现在进水TN浓度约11.0mg·L^-1条件下，而TP去除率则随进水浓度增加呈下降趋势；（3）试验期间，系统中周丛藻类生物量增加54.0％，Chl-a浓度增加58.2％，同时藻类群落由试验初期的颗粒态硅藻、绿藻为主，演替为以丝状和颗粒状蓝、绿藻为主。