本论文首先通过研究草鱼(Ctenopharyngodon idella)主要营养要素的收支情况评估了其集约化养殖的排污问题,并利用稳定同位素技术探讨了其营养要素收支的生理学机制,然后基于稳定同位素的混合模型研究了在混养生态系统中鲢鱼(Hypophthalmichthys molitrix)的食物来源及其对养殖排污的去除作用,并根据经济效益和环境效益优化了集约化养殖结构,随后通过其营养要素的收支情况进一步分析了鲢鱼对养殖排污的去除能力,最后测定了浮游植物对鱼类代谢产生碳源的再利用效率。通过上述研究,阐明了草鲢复合养殖池塘主要营养要素的生物学循环过程,以及鲢鱼作为生物过滤器对草鱼集约化养殖排污的生物学修复机理。主要研究结果如下：1.草鱼C、N和P的收支及其养殖排污问题：本实验通过搭建围隔生态系统,对草鲢混养模式下草鱼主要营养要素的收支情况进行了测定。结果表明,不同月份草鱼C、N和P三种营养要素的净收支率和吸收总量有显著变动。投喂饲料中大部分的营养要素(81.7%的C、65.6%的N和67.5%的P)排放到养殖水环境中。通过计算每生产一吨草鱼就会向水环境中排放355-385kg的C、30-40kg的N和3-4kg的P。2.草鱼不同体组织碳氮稳定同位素周转和分馏作用的研究：本实验基于稳定同位素的富集-稀释法,通过投喂稳定同位素信号差异的人工饲料,对草鱼进行摄食转换实验,研究了草鱼不同组织稳定同位素周转过程以及代谢和生长对稳定同位素周转过程的驱动作用。结果表明,草鱼体组织碳氮稳定同位素的周转率按鳃、肌肉和肝脏的顺序递增,并且碳稳定同位素的周转率要明显快于氮稳定同位素。生长作用和代谢作用共同驱动了草鱼体组织稳定同位素的周转过程,而两者的贡献比例在不同体组织间有所差异。草鱼不同体组织间碳氮稳定同位素的分馏系数也有所不同,并且氮同位素的分馏系数要明显大于碳同位素的分馏系数。3.鲢鱼的食物来源及其对养殖排污的去除作用：本实验基于稳定同位素的混合模型,通过搭建不同放养比例的草鲢混养围隔生态系统,分析了鲢鱼的食物来源及其作为生物过滤器对养殖排污(残饵、鱼粪)的去除作用。结果表明,鲢鱼可以有效的降低水体中的总颗粒物浓度和有机质含量,对水体起到净化作用。颗粒有机物是鲢鱼主要的食物来源,其次是残饵,最后是鱼粪。鲢鱼一方面通过直接滤食水体中的残饵和鱼粪等颗粒物以去除养殖排污,另一方面对浮游植物较高的利用效率也暗示其对去除水体中溶解态养殖排污的巨大潜力。4.鲢鱼C、N和P的收支及其对养殖排污的去除能力：本实验通过测定优化的养殖模式中鲢鱼C、N和P三种营养要素的收支情况,评估了鲢鱼对养殖排污的去除能力。结果表明,在养殖周期内受环境因子和自身生理因素的影响,不同月份鲢鱼主要营养要素收支出现显著波动。通过计算每生产一吨鲢鱼,对残饵和鱼粪的直接滤食达到185.01kg,而从水体中去除的C、N和P三种营养要素的总量分别为73.65、18.84和1.57kg。5.浮游植物对鱼类代谢碳营养要素再利用效率的研究：本实验基于稳定同位素技术研究了浮游植物对鱼类呼吸代谢产生碳源的再利用效率。结果表明,鱼类呼吸代谢产生的碳源对水体中溶解态无机碳的浓度和碳稳定同位素值均有较大的影响。浮游植物的生长和繁殖对鱼类呼吸代谢产生的碳源表现出了较强的选择性,并有较高的利用效率。鲢鱼通过滤食浮游植物,间接的吸收了水体中溶解态的营养盐,从而在浮游植物和鲢鱼间形成了“短路”和类似浮游动物“微食物环”的互惠互利机制,一方面降低了水体的富营养化,另一方面提高了渔副产量,实现了经济效益和环境效益的双赢。