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本论文选择太湖两个典型不同生态类型的湖区－东太湖(草型湖区)及梅梁湾(藻型湖区)为主要研究对象，通过对太湖沉积物的形态磷特征、上覆水营养盐含量差异、间隙水剖面的理化特性差别及年际变化规律进行了分析，并结合氮磷营养盐水土界面交换通量的模型计算和室内模拟实验，综合分析了影响太湖重点研究湖区水土界面沉积物－间隙水－上覆水复合体系的物理化学过程以及营养盐交换机制。
首次进行了全湖8个主要湖区样点的形态磷研究，对形态磷在太湖各湖区的分异及垂直变化规律进行了研究。太湖沉积物具有生物活性或者潜在生物活性的形态磷主要为铁结合态磷和有机态磷，两者之和超过总磷的70％。铁磷作为沉积物中含量较高的生物可利用形态，其含量明显与水体污染状况及水体中溶解性磷酸盐含量有较好的相关关系。可以推断，铁磷含量的多少能够在一定程度上决定水体磷酸盐的负荷。
首次采用平衡膜式采样器采集到的较高精度的间隙水对东太湖和梅梁湾的间隙水物化特征月际变化进行研究，结果显示：两湖区pH的变化均较小，氧化还原条件显示了一定的垂向和季节性变化规律。比较两样点的氧化还原特征，东太湖间隙水的还原性强于梅梁湾，其主要原因在于东太湖大量的水生植被消浪作用显著，水体复氧能力及溶氧向下传输的能力小于梅梁湾。该氧化还原特征的差异造成了东太湖间隙水中氮磷营养盐的含量高于梅梁湾。两湖区氮磷营养盐的含量高值均出现在夏季，可能与该季节微生物的生物活性较高，对有机态氮磷的利用分解有关。间隙水氮磷营养盐含量及氧化还原特征指数间具有很高的正相关性，并且与沉积物中铁磷的含量呈正相关。
分别采用分子扩散模型(Fick第一定律)和原柱样室内静态培养法逐月估算了东太湖及梅梁湾水土界面的分子扩散通量(F)及有效扩散通量(R)，并分析了这两种界面交换通量的年际变化。分子扩散通量的计算显示：由于间隙水和上覆水氮磷营养盐总是存在着一定的浓度梯度，F总是显示为正值。季节性变化规律不明显。由于东太湖间隙水氮磷含量高于梅梁湾，其年均分子扩散通量大于梅梁湾，但全年波动性较大。东太湖有效扩散与分子扩散通量比值(R/F)较梅梁湾大，而且夏季(R/F)大于冬季，反映出夏季东太湖较强的生物扰动和生物灌溉作用。东太湖原柱样静态释放规律与温度吻合性较高，预示出在水动力条件比较稳定的湖区运用原柱样静态培养法进行扩散通量计算精度高于水动力条件比较复杂的梅梁湾。
水生植物的消浪作用减弱了水面复氧和溶氧向深层水体的传递，造成水土界面的氧化性的降低，有利于沉积物中铁磷等形态磷进入间隙水，提高了间隙水氮磷营养盐含量，并由此提高了营养盐水土界面通量，但上覆水体中营养负荷并未观察到明显的提高，可能与水生植物的同化吸收作用有关。同时，相对的静水条件有利于沉积颗粒物的沉降，造成水体中营养盐随颗粒物的去除而进一步降低。