利用碳氮稳定同位素技术对城市河流水体中有机质的来源进行研究,可以为河流侵蚀状况以及水体富营养化的评估提供重要的依据。本论文选取北京市城市河流--北运河作为研究对象,对北运河地表水、表层沉积物、悬浮颗粒物、周边土壤和常见植物进行了碳、氮同位测定分析,讨论北运河流域中各种样品的碳氮同位素组成及空间分布特征,并结合各种样品的碳氮同位素组成及C/N比值对北运河表层沉积物和悬浮颗粒物中的有机质来源进行定性研究,同时使用碳元素质量守恒端元混合模型对这些来源进行相对贡献比的定量分析。研究结果表明：北运河北京段悬浮颗粒物有机碳(POC)的613C均值为-27.05‰,支流的δ13C值高于干流；行政区域上,顺义区最“轻”,均值为-30.25%,朝阳区最“重”,均值为-23.05%。悬浮物颗粒物δ13C较“轻”的样品来源于林地以及森林植被区域(顺义区),相反较“重”样品来源于次生草类植被以及农田系统,朝阳区人口密度大,人均排污量高,导致了在朝阳区河段碳同位素值重于其他河段的现象。悬浮颗粒物615N值均值为-7.3‰,干流和支流氮同位素615N均值相差不大。昌平区悬浮颗粒物的最“重”,通州最“轻”。悬浮颗粒物的氮同位素值和地表水1n[NO3-]没有明显的线性关系,说明北运河流域颗粒物有机质的来源是多元的。北运河悬浮颗粒物C/N比均值为8.6(n=10),干流C/N比值大于支流C/N比值。悬浮颗粒物有机质碳氮同位素之间没有明显的线性关系,可知北运河流域悬浮颗粒物有机质来源并不是单一来源,是多元混合结果。悬浮颗粒物有机质的来源主要有两类,其中一类来源是大型水生植物,另一类来自于北运河流域内部的水生浮游生物,其中河流周边陆源的影响较小。表层沉积物样品中δ13C均值为-15.4%0；干流“重”于支流。丰水期普遍低于枯水期。丰水期降雨量大,大量的陆源有机质随着雨水冲刷被携带进入河流；而枯水期,表层沉积物受陆地土壤冲刷的影响较小,主要受到来自河流内部的水生浮游植物等生理活动的影响。丰水期和枯水期δ13C值的差异变化,说明在北运河流域中,随雨水汇入的陆源有机质的贡献比流域内部的贡献明显。整体上613C值和叶绿素没有线性关系,说明河流中藻类贡献较小。表层沉积物样品中δ15N值均值为3.2%0(n=10)。干流“重”于支流：丰水期样品中615N值的范围为1.6‰-5.3‰,枯水期δ15N值的范围是0.3‰-4.7‰。本研究区域中所得氮同位素值和世界河口流域的氮同位素值相一致。丰水期普遍高于枯水期,说明在北运河流域中,随雨水汇入北运河流域的陆源有机质的贡献要比河流内部的贡献明显。表层沉积物与叶绿素之间并没有明显的线性关系,说明藻类并不是有机质污染来源的主要因素。受到多种因素的共同影响,北运河流域表层沉积物中氮稳定同位素的空间变化较复杂,氮同位素的空间和水文季节变化反应了氮污染源是一系列的生物地球化学过程中和作用的结果,其最要来源并非河流内部的藻类,更多的来源于陆源,这与碳同位素所得到的的推论一致。植物样品的碳同位素值的范围为：-29.0‰～-13.0‰,与自然界中C3植物和C4植物组成完全一致。具有明显的双峰特征,说明北运河流域为C3和C4植物混合植被特征。丰水期沉积物有机质来源中土壤有机质来源占了70%,而C4植物占了来源的20%,还有一部分来自于河流内部的藻类；枯水期来源分布则比较均匀,主要是来自于土壤有机质、C4植物以及介于藻类和水生维管植物之间。北运河干流和支流有机质来源情况相似,都是以土壤有机质为主要来源,水生维管植物和C4植物为第二大来源,藻类贡献少量来源。北运河沉积物有机质主要有两种来源,土壤有机质(58.37%)和C4植物(41.63%),其中藻类和C3植物贡献较小,来源为外源。悬浮颗粒物有机质的主要来源是河流内部的浮游生物(77.63%)和水生维管植物(22.37%)。来源为内源。