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本文以复合垂直流人工湿地(integrated vertical-flow constructed wetland，IVCW)为研究对象，探讨了无植物和有植物湿地系统在低碳氮比值氨氮进水条件下脱氮效果的差异，并采用15N示踪技术结合质量平衡法解析了IVCW系统中氨氮的归趋，探讨了湿地系统可能存在的脱氮路径。同时，采用分子生物学技术对IVCW中脱氮途径相关微生物进行了研究，并用稳定同位素技术分析了相关脱氮途径速率。此外，我们通过分析氮转化功能基因与相关脱氮途径速率之间的定量关系，来揭示IVCW系统的脱氮机理。主要研究结果与结论如下: (1) IVCW系统经1个月驯化和8个批次的进出水运行，其总氮和氨氮去除率逐渐增高直到趋于稳定，湿地系统对总氮和氨氮去除率可高达87.5％和92.5％。种植物湿地系统的总氮和氨氮去除效率明显比无植物湿地系统高(p＜0.01）。IVCW系统处理低碳氮比氨氮废水，有如此高的脱氮效率，推测湿地系统中可能存在不需要消耗碳源的新型脱氮路径。 (2)15N示踪和质量平衡法综合分析发现IVCW系统中脱氮机理主要途径是微生物转化，贡献率为75.2％-82.2％，其次是植物吸收，贡献率为13.6％。 (3) IVCW系统中氨氮去除途径为硝化-反硝化和厌氧氨氧化。采用定量PCR技术对IVCW系统中脱氮微生物功能基因anammox bacterial16S rRNA、amoA、nxrA、nirK、nirS和nosZ进行了分析，发现厌氧氨氧化、硝化和反硝化细菌同时存在于IVCW系统的上下行池中;氮转化功能基因在种植物湿地系统中的丰度显著高于无植物湿地系统(p＜0.05），表明植物的存在能促进硝化细菌、厌氧氨氧化细菌和反硝化细菌的生长。 (4)对IVCW系统中脱氮途径速率进行研究，发现硝化反应速率、厌氧氨氧化以及反硝化反应速率分别可达18.90、11.75和7.84 nmol N g-1 h-1。种植物湿地系统中硝化、厌氧氨氧化和反硝化反应速率比无植物系统中的高，表明植物的存在能增强脱氮速率;此外，厌氧氨氧化过程对湿地系统脱氮的贡献率高达60.0％。 (5) IVCW系统中脱氮微生物的功能基因与硝化、厌氧氨氧化和反硝化过程之间有共存和相互促进的关系。通过氮转化功能基因与脱氮反应速率的逐步回归分析发现amoA、anammox16S rRNA和nirS基因分别是IVCW系统中硝化反应、厌氧氨氧化和反硝化反应的关键基因。