城市河流作为城市生态系统的重要组成部分，对城市的生态建设及经济发展具有重要意义。本文以我国东北一条典型城市河流—白塔堡河作为研究对象，对白塔堡河上覆水、间隙水和沉积物中营养盐的空间分布进行了分析，计算了沉积物-水界面N、P扩散通量，并对其在上覆水和间隙水中的相关性进行分析，再运用三维荧光光谱和紫外-可见光吸收光谱对上覆水和间隙水中水溶性有机物(DOM)的组成、来源、结构及腐殖化程度进行了表征，最后通过分析沉积物中营养物质的分布特征及碳-氮-磷耦合关系，得出了以下主要结论：（1）白塔堡河上覆水和间隙水中TP、NH3-N和TN的浓度均为农村河段最低，城镇河段次之，城市河段最高，且间隙水中各个营养盐浓度基本都高于上覆水，空间分布也呈相似趋势；NH3-N、NO2--N、NO3--N和PO43--P在沉积物-水界面的平均扩散通量分别为0.429、0.134、0.080和0.143μmol/(m2d)，表明白塔堡河沉积物是其上覆水中N、P的重要来源，间隙水与上覆水中的ρ(NH3-N)和ρ(PO43--P)均呈极显著相关，ρ(NO2--N)呈显著相关，ρ(NO3--N)的相关性不显著，说明白塔堡河沉积物间隙水中的氮主要以氨态的形式向上覆水扩散；而间隙水中的磷主要以PO43的形态向上覆水扩散；白塔堡河平均综合营养指数为66.12，表明河流水质处于中度富营养化状态，且富营养化程度由上游至下游逐渐加剧。（2）通过三维荧光光谱分析白塔堡河上覆水和间隙DOM的特征，发现有白塔堡河DOM可以分为五个组分：分别为酪氨酸、色氨酸、为富里酸、微生物代谢产物和胡敏酸，五个组分中酪氨酸所占的比重最大，而胡敏酸所占比例最少；但在间隙水DOM中，富里酸和胡敏酸的比例却大幅增大，这主要是因为富里酸和胡敏酸主要存在于沉积物中，由于沉积物-水界面的扩散作用，使得间隙水中的富里酸和胡敏酸含量高于上覆水；再运用SPSS对DOM五个组分浓度进行聚类分析，发现32个采样点被分为3组，即大致与河流的农村河段、城镇河段和城市河段相吻合；通过紫外-可见光吸收光谱，推演出9个紫外光谱指数(SUVA254、E2/E4、E4/E6、E2/E3、S275-295、S350-400、A2/A1、A3/A1和A3/A2)，研究DOM的组成与结构特征，评价DOM的腐殖化水平。发现白塔堡河间隙水中DOM的腐殖化水平也呈现出了三段式的分布特征，并且由农村河段向城市河段逐渐增强；农村河段DOM分子量大于城市河段的，农村河段的DOM分子的聚合度、芳化度、腐殖化水平高于城市河段的，而DOM中富里酸的含量从农村河段向城市河段增加。A2/A1、A3/A1和A3/A2和其它6个指标呈负相关，表明DOM的腐殖化水平随着A2/A1、A3/A1和A3/A2的值增大而升高，而随着其它指标的增大而降低。A2/A1、A3/A1和A3/A2更加精确地评价DOM腐殖化水平，辨识不同采样点DOM腐殖化进程。（3）白塔堡河沉积物中全氮平均含量值为3.86g/kg；全磷为0.56g/kg；有机质为4.85%，且全氮、全磷和有机质的变化趋势基本相同，即从上游农村带到下游城市带逐渐增强；对沉积物碳-氮-磷耦合关系的研究结果表明：TOC/TN比值反映出有机质来源可能是内源输入，且二者之间具有显著的正相关关系，TOC/TP的平均值为46.93，白塔堡河上游和下游TOC/TP值相对较低，中游处比值较高；N/P平均值为5.79，下游N/P比值较高，表明白塔堡河沿水流方向的富营养化状态越来越高。