人工基质（Artificial substrates）在水产养殖中的应用始于20世纪80年代。研究表明，人工基质具有调控水质、提高养殖成活率、降低饲料转化系数和增加生物安全性等优点，可有效实现对虾集约化养殖的经济性、生态性和环保性。本研究以人工基质如何更好的应用于水产养殖为出发点，首先探索了提高人工基质亲水性的方法，研究了其在凡纳滨对虾（Litopenaeus vannamei）室内集约化养殖中的效果，并深入探讨了人工基质对对虾养殖水体微生态系统的影响。主要的研究结果如下：16种改性剂提高人工基质亲水性的效果研究该研究旨在研究提高人工基质亲水性能，缩短挂膜时间，从而快速发挥其养殖废水处理功效。寻找最佳改性剂及其相关处理参数，丰富该项技术应用于对虾养殖废水处理工艺提供数据参考。实验选择筛绢网（#40）作为人工基质，选取NaOH、Ca(OH)2、HCl、KMnO4、K2Cr2O7和C2H5OH等6种试剂作为实验所用改性剂。通过基质对芽孢杆菌（Bacillus spp.）的吸附量和虾池挂膜效果来评价6种改性剂的改性效果。结果表明，10%HCl处理6h后的基质亲水性更好，虾池挂膜效果最优，为本实验条件下人工基质亲水性改性的最适改性方法。2人工基质在凡纳滨对虾室内养殖中的应用研究通过在凡纳滨对虾零换水室内养殖系统中使用人工基质，研究了人工基质对养殖水环境调控与对虾生长的影响。结果表明，养殖期间，添加人工基质组水质状况明显优于对照组，其中氨氮和亚硝氮、总磷含量均显著低于对照组(P<0.05)，弧菌和异养细菌数量均显著降低(P<0.05)。添加人工基质组对虾成活率达到84.9%，特定增长率达到4.69%，产量达到0.74kg m-2，均显著高于对照组(P<0.05)；饵料系数降低至1.1，显著低于对照组(P<0.05)。人工基质组对虾末重达到4.23g，高于对照组，但差异不显著(P>0.05)。本研究结果表明，在室内对虾养殖系统中使用人工基质可以有效调控水质，提高对虾成活率和生长速度，降低饵料系数，并最终增加对虾养殖产量。3人工基质对养殖水体中细菌种群结构的影响利用变性梯度凝胶电泳(denatured gradient gel electrophoresis,DGGE)技术，对使用人工基质的对虾养殖水体中细菌种群结构进行跟踪探究。对水体中18条主要优势菌群条带测序分析发现：未可培养的厚壁菌门（芽孢杆菌属，Bacillus spp.）占44.4%，变形菌门占16.7%（α-变形菌纲占5.6％，β-变形菌纲占11.1％），未可培养的放线菌门占11.1%，其它未可培养的细菌约占27.8%。最优势菌群为未可培养厚壁菌门的芽孢杆菌属，在对照组和人工基质组的各个养殖时期采集水样中均有出现。UPGMA聚类分析显示人工基质组和对照组水体中细菌各自聚为一簇，系统发育树分析显示对照组和人工基质组养殖水体中的优势菌群在各个组不同采样时间交替出现，表明人工基质具有维持养殖水体中菌群结构稳定性的作用。