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本文以辽东大、小窑湾养殖海域水质和表层沉积物营养盐和污染要素的调查为基础，分析了海水和沉积物中各项因子的时空分布特征;并运用模糊综合评价法，对两个贝类养殖海域的环境现状作了综合评价。在实验室模拟基础上研究了高密度条件下的贝类养殖与水环境之间的相互作用，探讨了贝类养殖自身污染的机制，并对自身污染作定量化研究。通过对大窑湾养殖海域的营养因子的调查，研究了生物体生长的食物影响。以大窑湾牡蛎养殖为对象，选择无机氮、叶绿素a、悬浮颗粒物以及牡蛎作为状态变量，构建了贝类养殖生态系统能量流动和物质循环的模型框架，建立该生态系统生态动力学模型，评估了该湾牡蛎的养殖容量。 一、养殖海域的环境污染现状研究。结果如下: 溶解无机氮在同一季节内的空间分布具有湾北岸略高，中部降低，向湾口及外海域增加的特征。除夏季大窑湾湾顶和小窑湾北部已受到无机磷轻度污染，冬春两季无机磷分布均匀，含量较低。根据水质模糊综合评价结果，在整个年度中，调查海域属Ⅰ级水质。大窑湾海域夏季Ⅰ级水质的特征不显著，表现在该湾沿岸和中部已受到DIP、Zn、Pb的不同程度的污染。海水质量呈季节性的波动，主要受养殖活动、陆源输入和潮流交换影响。从大、小窑湾海域硅、氮、磷三者比率分析，说明大、小窑湾海域浮游植物的生长受氮要素控制;两湾海水营养指数小于或接近一级的上限，基本处于贫营养状态。 大、小窑湾海域沉积物的评价表明:湾北岸和养殖筏架密集区，除油类含量较低外，有机质和硫化物含量严重超标;总氮和总磷虽未超过环境容纳量标准，但有攀升的趋势。大窑湾各项指标的总体水平高于小窑湾。这些现象均与湾北岸的陆源输入、养殖活动和两湾的地形特点有关。沉积物的综合评价结果为大小窑湾的沉积物一类水平皆不明显，说明该海区沉积物已受到污染。 二、贝类养殖与海域水环境影响的相互作用研究。结果如下: 在实验室条件下增加贝类生物体投放量，直接导致水体溶解氧减少，增加的贝类排泄物加快了水体中有机污染物的分解、化学污染物的氧化以及微生物活动等耗氧作用，亦使溶解氧下降;排泄物生化作用使海水pH值在其缓冲容量范围内略有下降;无机氮急剧增加，尤其NH4+-N直接对贝类生物产生毒性。TOC、CODMn和BOD5和无机氮、磷使水质严重恶化，产生贝类养殖水体的污染现象，生物体对疾病的抵抗力下降，直至生物体死亡。生物体的生存率与水化指标之间具有相关性，根据水化指标与生存率的线性拟合曲线，要保持生态缸中的虾夷扇贝生长良好，指标阈值为:pH为8.11、DO为5.93 mg·L-1、TOC为3.36 mg·L-1、NO2-N为218.9μg·L-1、NH4+-N为119.2μg·L-1。研究结果可对养殖水域的水化指标作初步评价。根据室内模拟结果，对养殖贝类的自身污染作了定量化估算。结果为:相同比例的实验用三种双壳贝类组成的一吨贝体，每日排泄的氮为6.5 kg(折成氨氮为2.83 kg、硝酸盐氮为8.94 kg、亚硝酸盐氮为7.49 kg)、磷为8.14 kg、COD为8.74 kg、BOD为28.29 kg。对估算养殖海域贝类的排泄量有一定意义。 三、养殖海域营养状况研究。结果如下: 大窑湾海域悬浮颗粒物和颗粒有机物数量的分布趋势相似，均在7～10月出现高值。从各项氮和碳的单项指标考察营养状况，7～9月海水营养较好，有利于贝类生物体的生长。颗粒物数量的垂直分布趋势从表层到底层逐渐增加，但在贝类养殖区，其数量和质量的垂直分布具有中层低，表层和底层高的特点。牡蛎生长与海水中有机颗粒物有显著的正相关性，牡蛎生长与饵料质量有关。 四、应用生态动力学模型法对贝类养殖容量的研究。结果如下: 以大窑湾海域牡蛎养殖为研究，选择无机氮、叶绿素a、悬浮颗粒物和牡蛎生物体四个状态变量，以控制浮游植物光合作用的海面辐照强度、大型海藻的生长以及决定湾内外物质交换的潮流场作为三个强迫函数，构建了贝类养殖生态系统动力学系统能量流动和物质迁移的模型框架，建立了大窑湾牡蛎养殖生态系统动力学模型方程。在模型运行的时间内，模拟了无机氮、叶绿素a、悬浮颗粒物随时间变化的曲线，基本模拟了牡蛎生长过程中这些变量的动态特征。敏感度分析的结果表明:浮游植物最大生长率、生物体的同化率是牡蛎养殖生态系统的主要影响因子，而模型对最优光强和无机氮吸收半饱和系数在本研究的取值范围内表现不敏感，但对较大的取值还需进一步探讨。 将已建立的生态模型应用于小窑湾海域的贝类养殖系统，模型较好地模拟了无机氮和叶绿素a的动态变化曲线，表明以大窑湾养殖海域建立的贝类养殖系统生态模型适用于相邻海域的养殖系统。应用该生态模型预测了大、小窑湾贝类养殖海域的牡蛎养殖容量。结果表明，两湾的实际产量已接近环境的可承受能力，从养殖生产可持续发展的角度出发，建议两湾应适当降低生产规模，改善海域环境质量，提高生产的收获比例。