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水生植物和浮游植物是水域生态系统的重要初级生产者，分别是清水稳态和浊水稳态的优势初级生产者。清水稳态到浊水稳态的转变对水域生态系统来说是灾难性的变化，有很多研究尝试分析探讨其中的机制。对水体碳限制对于稳态灾变的影响主要停留在室内研究比较水生植物和浮游植物对碳的吸收利用差异上，缺乏野外试验的证据。
湖泊富营养化过程中有机质的增多和厌氧环境的存在，促进了有机质在产甲烷细菌的作用下生成12C富集的甲烷和13C富集的无机碳。沉水植物只能从水体中获得无机碳，而富营养化过程中水体无机碳的缺乏和产甲烷过程中导致的水体无机碳13C的富集，理论上将导致沉水植物碳同位素增大。
碳同位素是研究食物网的重要工具，是研究水域生态系统碳循环的有效工具。水生植物的碳同位素能够反映其光合作用过程中的碳吸收和利用情况。本文选择了处于富营养化初期并且湖泊内部存在不同稳态的洱海作为代表湖泊，通过测定水生植物碳同位素信号和水环境生物化学指标，研究了浮游植物对水生植物植物碳同位素的影响，以及优势沉水植物金鱼藻碳同位素对于湖泊表层沉积物有机质富集的响应。浮游植物对水生植物碳同位素的影响和草藻竞争方面，本文选择了中国东部平原和云贵高原湖区从贫营养、中营养、富营养到重富营养化的19个湖泊进行验证。沉水植物碳同位素对湖泊表层沉积物有机质富集的响应，本文选择了东部平原14个湖泊和云贵高原3大湖泊进行了验证，并分析了沉水植物碳同位素对湖泊甲烷释放的响应。
本研究发现，不管是在洱海还是在区域湖泊中，水生植物碳同位素变幅均能影响基于稳定同位素基础上评估水生植物对于其消费者的食物和能量流动的贡献，其中区域上的差异最大，最大的变幅均超过前人研究报道的结果。同时,在洱海和19个区域湖泊中，我们发现优势沉水植物碳同位素对于浮游植物生物量增加的响应，这种响应是由富营养化过程中水体碳缺乏、浮游植物对水体无机碳的很强的吸收导致的沉水植物的碳限制。本文关于水生植物碳同位素对浮游植物的响应从单个湖泊和营养梯度跨度大的区域湖泊中证实了富营养化过程中水生植物与浮游植物碳竞争的存在。
本研究发现，在洱海、云贵高原的3个湖泊、东部平原湖区的14个湖泊，沉水植物的碳同位素均与湖泊沉积物有机质时显著的正相关;同时，在云贵高原的3个湖泊和东部平原湖区的14个湖泊，沉水植物的碳同位素均与湖泊释放的甲烷通量是显著的正相关。这表明，沉水植物的碳同位素既能对湖泊沉积物有机质富集有很好的响应，并且能够对湖泊温室气体排放表现出有效的响应。
湖泊富营养化过程中释放的温室气体甲烷能够促使全球变暖，全球变暖情况下湖泊更容易从以沉水植物为主的清水稳态灾变为以浮游植物为主的浊水稳态。沉水植物的碳同位素对于浮游植物生物量增加、湖泊沉积物有机质增加、湖泊甲烷释放的响应表明沉水植物的碳同位素能够很好的指示湖泊碳循环过程，是湖泊富营养化和全球变暖反馈过程中的重要指示指标。