池塘混养是目前我国淡水养殖业的主要方式之一,其养殖密度大、投饵率高,导致养殖池塘中氮磷含量日益增高,引发养殖水环境破坏、鱼病时常发生,严重制约着水产养殖业的可持续发展。生物膜法作为一种生态友好的污水处理方法,被广泛应用于生活污水和工业污水的处理上,而对养殖污水的处理大多是在实验室进行的模拟实验,在池塘生态系统中的研究并不深入。所以对混养池塘生态系统中生物膜运行机理以及生物膜微生物特征的了解也并不清楚,因此开展养殖池塘生物膜附着微生物的种类、群落结构以及功能代谢特征研究,并获得潜在的优势菌种以及可能的强化措施,对提高生物膜法的脱氮效率和强化处理技术具有重要意义。本研究尝试以生态基为载体材料,并应用于华南地区的高产混养池塘中,利用Biolog-ECO技术和高通量测序技术分析了在生物膜形成过程中(0~9w)生物膜附着微生物的种类、群落结构以及功能代谢特征,并探讨了水质变化与微生物群落变化的关系,主要研究结果如下:研究了池塘悬挂生态基后池塘水质指标变化情况,并利用高通量测序技术研究了生物膜载体材料附着微生物的群落演替。结果表明:使用生态基有效地降低了水体中总氮和总磷的浓度,去除率分别达到了91.14%和85.21%,在池塘里约1周后形成相对稳定的微生物群落。生物膜中的微生物主要门是Proteobacteria,Bacteroidetes,Firmicutes和Actinobacteria。脱氮除磷细菌的相对丰度显着增加,如Comamonadaceae和Neisseriaceae。阿维菌素B1的使用改变了生态基上微生物的群落结构,使第3w的微生物群落与第0w更类似。然而,用药后大约1周微生物群落结构恢复。利用Biolog-ECO技术对混养池塘生物膜形成过程(0w~9w)中微生物碳代谢变化特征分析,结果表明:不同采样时间点生物膜微生物对碳源的代谢活性存在明显差异,表现为第3、5、7、8w生物膜代谢活性处于较高水平,在生物膜形成过程中,生物膜微生物的代谢活性出现先升高后降低的趋势;丰富度指数、Shannon指数、Simpson指数、和McIntosh指数表现为第3、4、5、7、8w明显高于其他周;6大类碳源利用率表明对碳水化合物类和聚合物类的利用率最高;随着生物膜的形成,附着微生物明显提高了对肝糖、β-甲基-D-葡萄糖苷、N-乙酰-D-葡萄糖氨、α-D-葡萄糖-1-磷酸等碳源的利用率;生物膜微生物代谢特征主成分(PCA)分析表明,不同采样时间点的样方聚集在3个不同的区域,其中第3、4、6、8、9w微生物代谢差异较小,第0w和第1w聚为一体,第5w和第7w聚为一体,但这3个聚集区域之间存在显著差异。