本试验以复合垂直潜流人工湿地—池塘循环水养殖系统为研究对象,在课题组循环水养殖系统构建以来的一系列研究成果的基础上,在试验期内测定人工湿地—池塘循环水养殖系统氮、磷的输入与输出,计算其氮、磷收支,明确人工湿地的去污路径;评价人工湿地对养殖尾水的净化效果并从氮、磷收支的角度分析不同时期人工湿地净水效能波动的原因;测定沉积物在不同时期氮、磷赋存形态的变化与水—沉积物界面营养盐的扩散通量,初步探究氮、磷在水层和沉积物界面的流向,主要研究结果如下:饲料投入是循环水养殖系统氮、磷收入最主要的途径,其氮、磷输入量为49.49kg、10.97kg,占氮收入总量的65.61%,占磷收入总量的81.44%,显著高于其他项目;其次为水层输入,其氮、磷输入量分别占收入总量的19.42%、7.57%。养殖生物、植物贡献的氮、磷含量都较低,投放的鱼种占6.58%、6.90%,而植物所含的氮、磷含量不足总量的1.50%。沉积物蓄积是氮、磷支出的最主要途径,其蓄积的氮、磷总量为21.96kg、5.82kg,占输出总量的28.60%与42.23%;养殖生物为输出的次要途经,其鱼体所含的氮、磷总量占输出总量的26.05%与30.77%,人工湿地中的基质蓄积和植物所含的氮、磷共占输出总量的15.81%和16.11%;养殖池塘底泥渗漏所含的氮、磷在所有输出项目中占比最少,共占输出总量的2.33%和1.31%。在试验后期,养殖生物和植物所占氮、磷总量的百分比较初期有显著提升。人工湿地出水口处的总氮、总磷浓度均满足《淡水池塘养殖水排放要求》一级标准,总磷、正磷酸盐、氨氮、硝酸氮、亚硝酸氮、总氮的平均去除率分别为50.01%、43.50%、51.42%、39.31%、40.12%、56.96%。磷的去除效果相对稳定,氮的去除效果在不同时期波动较大。养殖池塘沉积物总氮的质量分数为3.97～5.57mg·g-1,可交换态氮的质量分数为44.99～103.47μg·g-1,占总氮含量的0.97%～2.58%。可交换氮中含量占比最高的是氨态氮,亚硝态氮占比最少。磷的赋存形态分为NH4Cl-P、Fe-P、Al-P、Ca-P、Res-P、OP,TP的质量分数为2.36～3.29mg·g-1,有机磷是总磷最主要的构成部分,占总磷的49.81%～66.84%。沉积物中的弱吸附态磷含量在各形态中最低,铁结合态磷与铝结合态磷含量共占总磷的15.22%～21.78%。Ca-P的含量为86.51～100.89μg·g-1,Res-P的含量为482.51～595.34μg·g-1,在不同时期其含量在无机磷中的占比无显著差异。试验期间氨氮的扩散通量为86.24～89.30mg·m-2·d-1,扩散方向为由沉积物向上覆水体释放。硝酸氮与亚硝酸氮的扩散通量分别为-22.35～15.84mg.m-2.d-1、-2.79～1.98 mg·m-2·d-1。可溶性无机磷的扩散通量为-24.35～31.3mg·m-2·d-1,在试验初期由上覆水体向底泥中沉降,试验后期则由底泥向上覆水体扩散。综合上述研究结果,与传统池塘养殖相比,人工湿地相对减少了氮、磷营养盐在池塘底泥中的蓄积量,降低了池塘内源性污染爆发的可能,并可通过湿地植物地上部分的收割、过饱和基质的更换等方式移除池塘内部分未被有效利用的氮、磷,而人工湿地基质、微生物、植物在脱氮除磷过程中的贡献程度的不同,影响了在不同时期的营养盐去除率。本试验为后续进一步研究打下基础,以期为人工湿地的长效稳定运行以及具有生态效益的池塘养殖模式的建立提供理论支撑。