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本文以大型浅水湖泊-太湖为研究对象，通过野外原位和室内模拟相结合的方法，系统研究了浅水湖泊独特的生物-光学特性，弄清了沉积物再悬浮对水体光学特性和初级生产力的影响、典型草、藻型湖区水体生物光学特性差异以及水下光场的影响机制，并利用VGPM模型估算了梅梁湾年初级生产力和所消耗的营养盐，这些均为水生植物恢复和健康生态系统重建提供了科学依据。
基于在太湖的多次野外观测，研究了太湖水体中CDOM的时空分布，发现在藻类非暴发期梁溪河口和直湖港口最高，并大致从湾内往湾口及大太湖递减，而在藻类暴发期与叶绿素a的分布较为一致，CDOM吸收系数与叶绿素a浓度存在显著正相关，幂函数能很好描述两者之间关系。CDOM吸收系数按指数规律衰减，指数函数斜率S值与国际上同类研究结果相似，但与波段的选择范围有关，一般短波波段值要高于长波波段，说明CDOM的吸收越到短波增加越明显。典型草型湖区东太湖和藻型湖区梅梁湾CDOM和DOC浓度均存在明显差异，梅梁湾值显著高于东太湖。大太湖和梅梁湾CDOM吸收系数、比吸收系数、S值、DOC浓度、M值也存在显著性空间差异。CDOM吸收系数与DOC浓度、荧光强度存在显著正相关，并大致随波长降低相关性增加。
颗粒物吸收在夏、冬季颗粒物存在明显差异，夏季光谱吸收系数分为3种类型，第1种是浮游藻类吸收大于非藻类颗粒物，第2种是非藻类颗粒物吸收大于浮游藻类，第3种则是浮游藻类与非藻类颗粒物吸收系数相当，冬季只观测到后2种类型。非藻类颗粒物吸收系数随波长增加大致按指数规律衰减，夏、冬季指数函数斜率S值为10.08±1.01、10.74±0.47μm-1；浮游藻类的吸收系数在440nm和665nm存在2个峰值。野外观测到比吸收系数并非常数，随叶绿素a浓度增加而降低，存在一定包裹效应，吸收系数、比吸收系数与叶绿素a存在显著幂函数关系。实验测定了微囊藻、栅列藻的比吸收系数，发现不存在色素包裹效应，400-700nmPAR波段积分平均比吸收系数分别为0.0172、0.0178m2/(mgChla)。
太湖典型草、藻性湖区东太湖和梅梁湾紫外辐射、PAR衰减存在明显湖区差异，东太湖漫射衰减系数明显低于梅梁湾。紫外辐射衰减主要受制于水体中的CDOM浓度，但也受总悬浮物和叶绿素a的影响，PAR光谱在蓝光波段衰减最强烈，其次是绿光、红光，随着深度增加光谱组分出现绿移或红移特性，但700nm以上红光波段随波长增加衰减系数又明显上升，PAR总量的衰减主要受制于水体中无机颗粒物的含量。辐照度比的峰值出现在560～590nm，太湖典型湖区DOC浓度半经验反演模型为：1g(DOC)=0.654(±0.012)lg[R(670)/R(530)]+1.007(±0.086)。太湖PAR真光层深度多年均值为1.35±0.23m，空间上湖心区、河口区最低，梅梁湾、五里湖、贡湖湾其次，东太湖最高，对应的均值分别为1.1m、1.4m、2m左右。
通过室内模拟和野外原位连续观测相结合的方法探讨了不同风浪条件引起的沉积物再悬浮对水体光学特性的影响，漫射衰减系数、真光层深度、透明度等光学参数与悬浮物浓度尤其是无机颗粒物相关性最好，发现在大型浅水湖泊沉积物再悬浮引起无机颗粒物的增加是影响水下光场的主导因子。模拟水动力实验显示沉积物再悬浮在小水流下会增加初级生产力，而到大水流则会降低初级生产力，光动力学模型显示在强光作用下表面光强大于500umol/(m2·s)时表层水初级生产力会出现光抑制，最大初级生产力出现在0.2m。
梅梁湾初级生产力的实验测定及模型估算均发现其存在明显时空差异，春、夏季浮游植物叶绿素a含量和初级生产力要比秋、冬季高，空间上大致呈现从湾内向湾口递减的趋势。春、夏、秋季表面光强较强时，最大初级生产力出现在0.2m深度处，之后随深度增加而降低，冬季一般出现在表层。初级生产力与叶绿素a浓度、温度存在显著的正相关。利用VGMP模型估算得到1995-2003年梅梁湾多年平均年初级生产力为5.85×104tC，换算成氮、磷营养盐分别为8837t和552t；多年平均年新生产的氮、磷分别为4452t和278t，新生产力与初级生产力比值的均值为0.497±0.014。