红树林地埋管道原位生态养殖系统（下文简称“地埋管道系统”）实现了滩涂地下部养鱼（中华乌塘鳢,Bostrychus sinensis）,地上部种植红树林,红树林得到快速恢复的目标,但在关键过程上需加强总结和理论探讨。管道内水体环境、元素收支、养殖容量及环境效应是表征地埋管道系统特征的关键科学问题。本研究于2016～2018年在广西北仑河口国家级自然保护区内进行。通过现场监测与试验,定量研究了上述科学问题,取得的主要结果如下。1.管道养殖内部水质变化规律从鱼苗投放到收获的5个月内,分别对幼鱼阶段和成鱼阶段水质共进行了6次测定。结果表明,每次清洗系统之后的15天内,15个水质指标中只有溶解氧趋于下降,其它指标变化规律不明显。与对照相比,所有水质指标都无显著差异。养殖管道内部沉积物的总碳、总氮、总磷和硫化物较对照组分别高5.07%、30.97%、73.90%和204.31%,但每半个月一次的清洗有效清除了系统内部沉积物污染的胁迫。以上结果表明,养殖水质总体上接近天然海水,且定期清洗有效避免了沉积物氮、磷污染,这是地埋管道系统取得成功的机理。2.养殖系统碳、氮、磷收支及物质利用率碳、氮、磷收支研究得到其百分率方程如下:碳:人工饵料（82.65%）+其他输入（17.35%）=收获鱼类（19.70%）+系统损耗（6.06%）+向外释放（74.24%）;氮:人工饵料（82.33%）+其他输入（17.67%）=收获鱼类（18.61%）+系统损耗（5.92%）+向外释放（75.46%）;磷:人工饵料（79.30%）+系统输入（20.70%）=收获鱼类（16.97%）+系统损耗（5.84%）+向外释放（77.19%）;“其他输入”包括鱼苗+天然饵料,“系统损耗”包括死鱼+残饵,“向外释放”包括溶失饵料+沉积物+水体输出+其他输出。人工饵料和水体输出分别是元素输入、输出的主要通道。地埋管道系统中华乌塘鳢的饲料系数为5.76,约为其池塘养殖的50%,饵料利用率较高。碳、氮、磷利用率分别为14.76%、14.33%和6.64%。鲜杂鱼饵料的磷主要存在于骨骼和鳞片,非鱼类喜好部分,这是磷利用率较低的主要原因。3.养殖容量实验表明溶解氧是地埋管道系统养殖容量的首要限制因子,且中华乌塘鳢摄食正常摄食的溶解氧最低值为2.59 mg/L。当水体溶解氧等于中华乌塘鳢摄食正常摄食最低值时,单套地埋管道系统生物量（B,kg）与流量（V,m³/h）的关系:B=13.316V-11.395（B≤60 kg）纳潮混养塘可驱动地埋管道系统的数量:n=S×（H₁-H₂）/（4.24t）纳潮混养塘可支撑的养殖容量:Ca=10.61×S×（H₁-H₂）/t式中:S为纳潮混养塘的蓄水面积（m²）;H₁为无纳潮前最高潮水面高程（最低潮日的高潮时水面高程）（m）;H₂为纳潮混养塘塘底高程（m）;t为无纳潮期时长（h）。以上研究为地埋管道系统的推广应用奠定了理论基础,为工程设计提供了关键参数。4.养殖对环境、大型底栖动物和红树林生长的影响元素收支方程显示,地埋管道系统生产1 t的中华乌塘鳢,由水体、沉积物和溶失饵料向海区排放的碳、氮、磷量分别为338.02 kg、79.34 kg、2.39kg。养殖后（养殖结束一个月内）,滩涂残留水和沉积物的总碳、总氮、总磷、硫化物含量分别是养殖前的72.86%、118.66%、89.50%、54.40%和100.01%、100.15%、114.49%、91.93%。养殖区内的水质指标、沉积物指标和红树林形态指标在养殖前后均差异不显著。养殖区和对照区的红树植物叶片PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）和大型底栖动物群落结构（种数、生物量、丰度、丰富度、均匀度、多样性指数）均差异不显著。模拟实验显示红树植物和沉积物的δ¹³C和δ¹⁵N在养殖前后差异也不显著。养殖物质通过常流水低浓度分散排放是地埋管道系统养殖对环境和动植物无显著影响的主要原因,此外,植物的吸收、微生物的分解等是可能的原因。5.应用与建议设计了表层富氧水自动输送装置,使管道养殖水体的平均溶解氧浓度提高了12.28%,增强了推广应用性。地埋管道系统适合于光滩红树林重建和互花米草（Spartina alterniflora）滩涂治理的应用。