本研究选取三种基质（炉渣、沸石、砾石）、四种植物（美人蕉、西伯利亚鸢尾、香蒲、麦冬）组合成七组不同湿地，选择湿地运行中的几种典型异常状况，包括:天候气象（低温、暴雨）、植物生长期（旺盛、枯败）以及运行状况（进水负荷变化、基质堵塞）进行针对性的研究，探讨各湿地在不同状况下的净化效果、根区微环境特征以及两者间的响应关系，分别从宏观和微观上揭示外界环境变化对湿地净化的影响，加深湿地内部净化机理的认知，对人工湿地的野外稳定运行和维护具有指导意义。　　试验以小型水平潜流型人工湿地处理校区生活污水为对象，控制水力停留时间为3～4天，运行水位约0.75m高。从2012年12月至2013年10月定期监测各湿地进出水COD、NH4+-N、TN、TP的变化，各状况期间定期测定各湿地根区相应点位水体的理化指标(pH、DO、ORP)以及各植物湿地根区土壤的微观指标（脲酶活性、脱氢酶活性、总菌数量、硝化作用强度、反硝化作用强度），进行综合分析比较。试验结果表明:　　低温下各湿地污染物净化效果以及根区微环境指标均较低，根区pH变化不明显。暴雨期间因雨水的冲刷稀释，湿地污染物的表观去除率显著升高，实际污染物降解能力却因流态的改变和水力停留时间的缩短而大大降低，暴雨过后湿地对磷的去除效果有略微提高。暴雨期间，由于酸雨效应湿地内部pH值降低，由弱碱性变为弱酸性。植物的生长状况对于有机物和氮去除效果的影响大于磷。植物旺盛生长期，根区DO、ORP、微生物的数量和活性以及硝化作用强度均显著提高。暑期进水负荷的异常降低使得人工湿地污染物去除效果大大降低，根区总菌数量下降。湿地堵塞后对氮和磷去除效果较差，甚至出现负去除率的情况。湿地基本处于厌氧状态，脲酶、脱氢酶活性较低，硝化作用强度较弱。短期的冲洗停休之后，对磷的去除效果有一定程度的改善。　　对比不同基质、植物湿地的净化效果发现:沸石对于氨氮的吸附作用优势明显，炉渣除磷效果相对较好。美人蕉和香蒲生长旺盛时湿地污染物去除效果相对较好，低温以及枯败期较差，应对枯败茎叶进行即时割除。鸢尾可作为低温条件下的优选植物。沸石湿地以及美人蕉湿地的抗冲击负荷能力较好。　　分析湿地根区微环境特征与净化效果的关系，得到:根区DO以及脱氢酶活性与COD去除效果低度正相关，ORP和总菌数量与COD去除效果中度正相关。根区总菌数量和脲酶活性与氮去除效果低度正相关，DO和ORP与氮去除效果中度正相关，硝化作用强度与氨氮、总氮去除率高度正相关，反硝化作用强度与总氮去除率相关性不显著，DO、ORP以及总菌数量与总磷去除率相关性程度较低。　　分析结果显示:脲酶活性与氮的去除效果无明显的直接相关性，用其来直接表征湿地脱氮能力的方式有待进一步考究。硝化作用强度可以作为反映湿地脱氮效果的一个重要指标。氧化还原电位可以作为评价湿地有机物质降解效果的重要指标。