粪便污染给人类健康带来了极大的潜在威胁。粪便中携带的致病菌和病毒可经由水体传播,造成介水性疾病的爆发。此外,存在于粪便中的抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）进入水体后,可能会通过水平基因转移传播到人类致病菌中,危害人类健康。赤水河是长江上游唯一没有修建大坝的河流,环境较为脆弱,对人类活动极为敏感。因此,识别流域粪便污染及ARGs来源,对于控制水传播疾病、改善水生态环境、保护人类健康具有重大意义。基于实时荧光定量PCR（q PCR）的微生物污染源解析（Microbial source tracking,MST）技术是一种识别水环境中粪便污染来源的新方法。利用标记基因具有宿主特异性的优势,同步分析各类标记基因与ARGs的共存关系,为识别水环境中来自不同宿主粪便排放的ARGs提供了可能。然而,目前关于标记基因和ARGs在水环境中稳定性关系研究较少,为准确解析ARGs来源带来了较大不确定性。本研究通过搭建水环境模拟反应器,探究了人源标记基因和ARGs在水和沉积物中的衰减特征;在此基础上,识别了赤水河流域粪便和ARGs污染主要来源,揭示了各类标记基因和ARGs在流域水和沉积物中的时空分布特征。主要的研究结果如下:（1）在水体中,人源标记基因和ARGs主要表现出二阶段衰减模式,且第一阶段为主要衰减阶段;相反,在沉积物中人源标记基因和ARGs主要表现出一阶段衰减模式。标记基因和ARGs在沉积物中的衰减速率显著小于水体（P＜0.05）,在沉积物中表现出更好的稳定性。对比标记基因和ARGs的衰减速率,可以发现ARGs在地表水（0.09～2.77）和沉积物中（0.01～0.07）的衰减速率小于标记基因在地表水（0.56～3.08）和沉积物中（0.03～0.32）的衰减速率,表明ARGs在水和沉积物中更稳定。（2）赤水河流域水体中人源标记基因的检出浓度最高,表明流域内水体主要受到来自人源或生活源的污染,畜禽动物对赤水河粪便污染的贡献率相对较小。在空间尺度上,标记基因在上游的检出水平高于中游和下游,表明流域上游受到的粪便污染较中游和下游更为严重。在时间尺度上,水体中4月污染水平高于9月,标记基因CPQ＿064、Bac Hum和Pig-1-Bac在4月的平均检出浓度显著高于9月（P＜0.05）,但其它标记基因在4月和9月平均检出浓度无显著差异。此外,标记基因在沉积物中也具有较高检出率和丰度,表明沉积物是粪源微生物良好的储存库,需要考虑降雨等扰动事件下沉积物再悬浮引起的上覆水体二次污染。（3）赤水河流域水和沉积物中3类抗生素抗性基因（磺胺类抗性基因sul1和sul2,四环素类抗性基因tet O和tet W,大环内酯类抗性基因erm F）和整合子基因int I1普遍存在。其中,磺胺类抗性基因sul1和sul2是流域水和沉积物中的优势基因,检出水平高出其它抗性基因约1～2个数量级。在空间尺度上,流域上游ARGs污染水平高于中游和下游,ARGs检出丰度在上游支流T2、T3处最高,而T2、T3处也受到较为严重的粪便污染。在时间尺度上,水体中5种ARGs在4月平均浓度(3.23～5.03 Log10GC/100m L)显著高于9月(2.41～4.24 Log10GC/100m L),而沉积物中未观察到明显的季节变化。（4）水体中人源、反刍动物和猪源标记基因与ARGs之间呈现显著的正相关关系（r=0.33～0.87,P＜0.05）,表明赤水河流域水体中ARGs主要来自于人、反刍动物和猪源粪便。在沉积物中,仅有人源标记基因CPQ＿064和5种ARGs均呈显著正相关（P＜0.05）,且相关系数较小（0.32～0.71）,结合int I1和ARGs（除tet O外）之间表现出较强的相关性（r=0.57～0.75,P＜0.05）,说明除了与人源粪便污染有关外,int I1介导的水平基因转移以及其它环境压力也可能是ARGs在沉积物中富集的潜在因素。相比于Bac Hum,CPQ＿064与ARGs表现出更好的相关性,表明在实际水环境中与ARGs衰减特征较为接近的标记基因能更好的指示其来源。