在富营养化湖泊生态恢复中，沉水植物重建或恢复被认为是保持水生生态系统清水稳态的有效手段，生物操纵技术是提高水质和恢复沉水植物的可行办法，而近些年来湖内geo-engineering技术也得到越来越多的关注。本研究主要关注湖内生态恢复geo-engineering方法之一——改性本地矿质土壤技术在大型富营养化湖泊的应用效果和沉水植物恢复的种群响应和群落变化，以及水质，浮游生物的生态效应，为能在天然水体中大规模地geo-engineering技术应用提供理论和实践指导，主要结果是:　　1、2010年和2011年两个生长季节里，在太湖梅梁湾分别进行了一次性和重复多次壳聚糖改性高岭土(chitosan modified kaolinite，CMK)的中试絮凝实验。目的是通过絮凝的短期水质提升效果快速建立一个清水的苦草群落的稳态状态，并检验它的生态效应。与单次的CMK剂量相比，重复多次操作可以明显提升水质，包括叶绿素a(Chl-a)，N和P营养盐，TN/TP比，浊度，氧化还原电位，以及硝化和反硝化作用。但是，在实验后期的7次CMK重复处理后水体透明度开始恶化。浮游植物生物量在4次0.3g/L的CMK剂量处理后减少了超过90％。所有的6大类的浮游植物按比例地减少，除了隐藻门，且后期群落结构发生了改变。CMK处理不久后浮游动物生物量显著减少，而且桡足类变的占优势，但这种变化长期上不显著。虽然沉水植物苦草经历了生理胁迫，即显著的碳水化合物消耗和游离氨基酸聚集，植物群落依然凭借重复絮凝而提升的水体透明度，TN，ORP和Chl-a的有利条件成功地重建了。重建的沉水植物加强了CMK重复配给导致的水质改善效果，因而重建了清水的稳态状态。这些结果表明在富营养化湖泊中，凭借重复的CMK絮凝配给和沉水植物再植是一种可行的生态恢复办法，尤其是在早期的生长季节与水位调控一起实施。也强烈建议在geo-engineering技术应用中，莲座型的沉水植物应该得到更多重视，不仅是由于它在水生生态系统中的基本的功能结构作用，也是因为它独有的形态学和生理生化的特质，可以在粘土絮凝恢复进程中起到指示作用。此外，自由组合使用快速，廉价和简单可得的絮凝性粘土和geo-engineering材料可以减少成本，以及对水环境的生态风险。　　2、2014年至2015年14个月的洱海海潮湾红土原位覆盖和沉水植物群落恢复的高频监测发现，利用geo-engineering本地红土材料在经过粗加工后用于富营养底泥的营养盐释放阻隔，其水质改善的长期效果是显著有效的，而且红土还有利于改善底质，促进沉水植物群落的建立和繁殖。但是环境扰动（水位降低，水流长时间停滞和搅动）会使沉水植物衰亡，建立的清水稳态转变为了浊水状态，即使有适应浊水状态的沉水植物大量存在。RDA亢余分析发现苦草体积生物量(9.4％)，pH(4.3％)，DO(6.8％)和植物生物多样性(27.9％)是对水化变化贡献显著的因子，共解释了变化量的48.44％。浮游动物生物量在危机期也显著降低。因此，在geo-engineering应用中，必须重视环境扰动（水位和水文条件）对沉水植物生态系统的影响。考虑在大型湖泊中沉水植物群落优化和管理条件，如植物收割和水位调控，选择对改善后的底质特性适应性强，以及综合考虑生活史习性和各种耐污，化感作用能力等生态适应性特征的植物，特别是抗悬浮效果，是解决上述问题的有效办法。在本次实验中，微齿眼子菜，黑藻，金鱼藻和苦草可作为geo-engineering原位红土生态恢复的可选沉水植物物种。　　3、在洱海海潮湾，生物操纵和红土覆盖技术对水质改善效果显著，TN，TP，pH和ORP等物理水化指标在2015年8-10月藻类爆发季节比2014年同期改善显著，但两者没有显著差异。RDA亢余分析表明pH(14.1％)，金鱼藻生物量(13.1％)，眼子菜生物量(4.8％)，ORP(4.3％)，水深(6％)，温度(5.2％)是各种水化指标含量的显著解释因子，解释率达47.56％。相比生物操纵方法，红土覆盖可以促进沉水植物多样性和植物生长，前者在藻类生长危机期和爆发期基本只有黄丝草能够存活，而后者黑藻，黄丝草，金鱼藻等都可成为优势种。基于沉水植物生物多样性提升，改善内源释放等的正反馈效应，建议红土覆盖geo-engineering技术可以应用到大面积水域的生态恢复中，生物操纵方法可能只适合小范围的选择，其长期生态评估需要继续研究。